高效分级旋流器的研究

水力旋流器分级原理水力旋流器最早在20世纪30年代末在荷兰出现。

水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，并也用于浓缩、脱水以致选别。

它的构造很简单，如图3-16(a)、(b)所示。

主要是由一个空心圆柱体1和圆锥2连接而成。

圆柱体的直径代表旋流器的规格，它的尺寸变化范围很大，由50 mm到1000 non，通常为125~500 oun。

在圆柱体中心插入一个溢流管5，沿切线方向接有给矿管3，在圆锥体下部留有沉砂口4。

矿浆在压力作用下，沿给矿管给入旋流器内，随即在圆筒臃器壁限制下作回转运动。

粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出攻为沉砂。

细颗粒向器壁移动舶速度较小，被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流。

水力旋流器是一种高效率的分级、脱泥设备，由于它的构造简单，便于制造，处理量大，在国内外已广泛使用。

它的主要缺点是消耗动力较大，且在高压给矿时磨损严重。

采用新的耐磨材料，如硬质合金、碳化硅等制作沉砂口和给矿口的耐磨件，可部分地解决这一问题。

此外，当用于闭路磨矿的分级时，因其容积小，对矿量波动没有缓冲能力，不如机械分级机工作稳定。

为明了矿物颗粒在旋流器内的分离过程，有必要先说明液流的运动特性。

矿浆给入旋流器后呈螺旋线状，一面回转一面向中心推移，最后由上下两端排出，如图3-17所示。

矿浆的这种流动属于空间运动体系，为此要查明液流的速度分布，须将旋流器内任一点的速度分解为三个互相垂直的方向，即切线方向、径向方向和平行于轴线的方向。

盖勒萨尔(D.F.Kel阻Ⅱ，1952年)曾以内径76 nun的透明水力旋流器，用光学方法观测加入水中的铝粉运动速度，在给水量约为50 L/min条件下，得到了下述三个方向速度的变化规律。

液体进入旋流器的初期沿轴向的运动方向基本是向下的，但由于下面的流动断面愈来愈小，内层矿浆即转而向上流动。

将轴向速度方向的转变点u.=0连接起来，可得到一个空间圆锥面，即图3-21中虚线AB所围成的锥形面。

一段分选、二段分级组合旋流器的性能研究郭富强;董连平;樊民强;樊盼盼;王江鹏;郭锋【摘要】针对粗煤泥分选工艺流程较复杂的问题,开发了一种一段分选、二段分级组合旋流器,可同时实现粗煤泥的高效分选与粗细煤泥的有效分级;采用该旋流器对葫芦素选煤厂小于3 mm粒级原煤进行分离试验,并对设备分选、分级效果进行了定量评定;结果显示, 3~0.5 mm粒级分选可能偏差0.075 kg/L,数量效率96.01%;0.5~0.125 mm粒级分选可能偏差0.105 kg/L,数量效率93.52%;粗细煤泥分级粒度0.038 mm,分级效率72.73%;该设备为粗煤泥短流程分选回收提供了新的技术途径.【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】6页(P10-15)【关键词】选煤厂;粗煤泥;分选;分级;短流程;性能【作者】郭富强;董连平;樊民强;樊盼盼;王江鹏;郭锋【作者单位】中天合创公司煤炭分公司,内蒙古鄂尔多斯 017000;太原理工大学矿物加工工程系,山西太原 030024;太原理工大学矿物加工工程系,山西太原030024;太原理工大学矿物加工工程系,山西太原 030024;太原理工大学矿物加工工程系,山西太原 030024;中天合创公司煤炭分公司,内蒙古鄂尔多斯 017000【正文语种】中文【中图分类】TD9421 概述我国动力煤消耗量约占煤炭消费总量的70%。

对动力煤进行洗选，不仅可以提高其利用效率、节约运输成本，更是减少环境污染的重要手段。

到2020年，我国动力煤入选率要求达到70%，发展大型动力煤选煤厂将成为未来选煤产业发展的主要方向[1-3]。

动力煤粗煤泥分选多数采用水介质分选，主要分选设备有螺旋分选机、干扰床分选机与水介质旋流器等。

在这几种粗煤泥分选回收方法中，都要配备有煤泥分级或脱泥环节，即在螺旋分选机与干扰床分选机分选前常采用水力旋流器为分选设备准备合适的入料浓度与粒度范围，而水介质旋流器分选后溢流产品常采用水力旋流分级后，方可进入离心机或高频筛进一步脱水脱泥。

分级旋流器工作原理分级旋流器是一种常用的固液分离设备，广泛应用于矿山、冶金、化工等行业。

它通过旋流作用将固体颗粒和液体分离，具有结构简单、运行稳定、处理能力大等优点。

下面我们来详细了解一下分级旋流器的工作原理。

首先，分级旋流器的工作原理基于旋流效应。

当悬浮液体通过旋流器的进口时，由于进口处的减压作用，液体开始形成旋流运动。

在旋流器内部，由于离心力的作用，固体颗粒会向旋流器的外围移动，而液体则向旋流器的中心移动。

这样就实现了固液分离的目的，固体颗粒被分离出来，而清洁的液体则从旋流器的中心部分排出。

其次，分级旋流器的工作原理还与其内部结构有关。

分级旋流器内部通常包括进口管、圆锥体和排出口。

当悬浮液体通过进口管进入分级旋流器时，首先会经过圆锥体，圆锥体的设计可以加速液体的旋流运动，增强固液分离效果。

而排出口则负责将清洁的液体排出，确保固液分离的有效进行。

另外，分级旋流器的工作原理还与旋流器的尺寸和结构参数有关。

旋流器的尺寸和结构参数会直接影响其旋流效应的形成和固液分离的效果。

合理的尺寸和结构设计可以提高旋流器的处理能力和分离效率，从而更好地满足工业生产的需求。

总的来说，分级旋流器的工作原理是基于旋流效应，通过旋流作用将固体颗粒和液体分离。

其内部结构和尺寸参数的设计都对分离效果有着重要影响。

分级旋流器以其简单、高效的固液分离特性，已经成为工业生产中不可或缺的设备之一。

希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解分级旋流器的工作原理，为相关行业的生产提供一定的参考和指导。

分级旋流器和分选旋流器j)历缀旅历匙i38)利分级旋流器和分选旋流器曾令移苏跃华了牛{.提要对旋流器的类型进行丁简要描连,着重将分级旋流器与分选旋流器在锥角大小,矿物密度,给矿压力,蛤矿浓度及溢流管插^深度方面进行了对比,井指出分选旋流器的特点及应用前景.关键词分级分选锥角密度压力浓度水力旋流器在第二次世界大战前就已应用于生产,50年代已成为选矿厂的一种通用设备.其用途广泛,可用于分级,脱水,浓缩及预选丢尾.由于它的结构简单,投有运动部件,容易操作维护,越来越受到人们的重视.在结构和用途方面都在原有的水力旋流器的基础上得到不断完善和发展.按所使用的介质种类可分为水介质旋流器和重介质旋流器(包括涡流分选器).水力旋流器是分级设备,重介质旋流器与水力旋流器的构造是基本相同的.为了减少重矿物的产率,安装时不象水力旋流器那样垂直安装,而是稍有倾斜,倾斜度越大,重产物越少涡流分选器是在重介质旋流器的基础上发展起来的,它实质上是一种倒置的旋流器.在上面引人空气导管,使沉砂!ml增大,可以提高人选粒度,处理量也相应增加.按用途和结构上的不同,有分级旋流器和分选旋流器.分级旋流器是根据物料性质的差异,可相应地改变其结构参数,分选旋流器是短锥旋流器,锥角为90.～l80.(锥角为l8o.又叫圆柱旋流器),近年来,中南工业大学研制的曲面旋流选金器和涡流淘金机也是属于分选旋流器的类型,与此相类似的还有其它多种设备不管是哪一种类型的旋流器,它们的分选机理是以旋转流场为基础的.由于矿物密度和粒度不同,所受到的离心力的差异中南工业大学矿物]:程系教授湖南长沙41o1~3 而实现分级或分选.水力旋流器用于分级有近六十年的历史,由于它的制造费用低,设备投资少,所以越来越受到众多选矿工作者的喜爱,并用于分选,而且已经在生产中成功地应用.现就分选旋流器和分级旋器的特点进行对比和分析.1给矿压力给矿压力是影响水力旋流器的主要因素.提高给矿压力,矿浆流速增大,处理量增加,分离粒度降低.为了实现比较细的分离粒度,常采用较高的给矿压力,因此,分级旋流器给矿压力视分离粒度而定我们采用锥角为6.旋流器分离高岭土,其分级粒度与给矿压力的关系见表L压力过小,如小于0.05MPa,分级效率显着下降表1给矿压力与分离粒度的关系矿力《MPa)0.250.20013003分离垃度《Ⅱmn0o600l000200.076而分选旋流器,一般给矿压力低于分级旋流器,美国和前苏联的研究结果表明:为了有效地选别重矿物,旋流器给矿压力不应超过0.035～0.05MP.d.曲面旋流器选别砂金矿时,只需很低的给矿压力,就能实现按密度分选的目的.表2是其不同给矿压力的分选指标..由表2中数据可知,给矿压力在0.05～表2给矿压力的影响009MPa之间就能达到理想的分选指标.给矿压力太高,选矿效率反而下降.这是因为分选旋流器的分选作用主要发生在底部,上部的旋转流只是为底部的分选作用创造条件.在其底部,密度不同的矿粒是根据离心力,矿粒的重力向心推力及旋转剪切力的联合作用,最后实现按密度分选如给矿压力太大,旋转流会过强,易使密度小的粗粒进人重矿层,不利于分选;同时过强的旋转流导致分选腔底部矿浆的紊流作用强,破坏了联合作用力的作用,矿粒不能按密度精确地分层.另一方面,过大的给矿压力引起矿浆轴向速度大,易将重矿粒带人尾矿产品中. 2旋流器的锥角分选旋流器与分级旋流器在构造上的根本区别是锥角的大小.总的来说,分级旋流器锥角小,分选旋流器锥角大.因为分级过程发生在整个旋流器的从上到下的各个部位.经验证明,锥角越小,按粒度分离的因素大,锥角越大,按密度分选的因素大.从理论上讲,锥角的大小影响矿浆向下流动的阻力和分级自由面的高度,锥角小, 阻力越大,分级自由面长所以一般细粒分级或脱水用的旋流器采用较小锥角,小到l0.～l5.,而用于高岭土分级的旋流器锥角为6.. 粗粒分级或浓缩采用较大锥角,多为20.～45.选别旋流器为了达到按密度分选的目的,一般采用较大锥角.这是因为分选主要发生在底部,上部的圆柱部分所形成的里, 外环层,只是为底部的矿浆上,下分层打下一定基础既然是底部的上,下分层起主导作用.那么分选空间就应大而平坦一些,以利于几个力的联合作用分成密度不同的上, 下层.所以曲面旋流选金器的底部为半球面,且比上部稍大,故分选指标比短锥旋流器高见表30苏联曾用不同锥角的旋流器选别砂金,其试验结果表明,不管是粗粒级的还是细粒级的,短锥的比多锥的回收率要高(因为多锥角的总的锥角要小,且多锥角不利于在底部形成稳定的旋转松散层),多锥的比分级的回收率高.另外,我们对涡流淘金机选别砂金的精矿和尾矿进行了分析,其结果见表4.由表4中数据可知,尾矿中粗粒级含量多,细粒级的含量少;而精矿中粗粒级含量比尾矿中少得多.在这种情况下,精矿品位高达273g/t,表3曲面旋流选金器与短锥旋流器分选指标的比较尾矿品位只有O.075g/t,富集比为157倍,说明该设备是按密度分选的,粒度影响很小,与普通的分级旋流器比较有明显的区别.这是由于它结构的特征和一些操作参数造成的.3给矿浓度浓度对分级旋流器的影响较大一般说来,给矿浓度高,处理的干矿量多,而分级效率低;浓度低,分级效率高.因为浓度小,矿浆粘性小,所以分级效率高.在生产中,一般分级粒度愈细,给矿浓度愈低.例如我国锡矿重选厂,当分级粒度为O.074mm时,给矿浓度以10%～20%为宜.分级粒度为0O19ram时,浓度应取5%～1O%.处理含泥量大或微细原料时,给矿浓度就更低.而分选旋流器给矿浓度的变化不象分级旋流器那么明显,这是因为分选过程主要发生在旋流器的底部.当给矿浓度很低时+在旋流器底部同样能形成浓度较高的床层,撮后实现按密度分选.只是给矿浓度高,精矿产率低,富集比大.表5是曲面旋流选金器选表5给矿浓度的影响别砂金矿时的分选指标..由表5看出,绐矿浓度由5%增加到l9% 时,选矿回收率基本保持不变.这是因为在鲐矿压力一定的条件下,浓度的变化不会显着影响内外环流的稳定性,更不会影响底部最终按密度分选区的浓度及分选作用,只影响旋转松散层的密度给矿浓度低时,旋转松散层密度小,分级作用强,故富集比略有降低给矿浓度高时,旋转松散层密度大,有利于按密度分层,上,下分层明显,富集比高,所以当给矿浓度增加到25%时,精矿产率减少到5.49%,而富集比显着升高因此,在可能的情况下,宜用较高的给矿浓度以达到提高处理量的目的.4溢流管插入深度分级旋流器插入深度是影响分级效率的一个重要因素.溢流管插入深度一般是圆柱部分的2/3如果插入太浅,容易使矿浆短路,进入旋流器的物料还未来得圾分级就从溢流管跑走,因此易使溢流跑粗,从而降低了分级效率.如果溢流管插入太深,容易将底部的粗粒吸人溢流产品中,同样使分级效率降低.应该指出的是水力旋流器作为分级设备来说,一般沉砂的产率比溢流多得多.在有色金属矿山中,用水力旋流器作为脱泥分级设备,沉砂的产率约占70%,溢流产率仅占30%.但作为分选设备来说,底流的精矿产率比尾矿小得多.有些短锥旋流器及曲面旋流选金器精矿产率只有5%左右.甚至更低.要求这么低的产率单靠调节沉砂口大小是不够的,尾矿管插入深度可以超过圆柱部分,甚至更深.70mm的曲面旋流选金器的尾矿管下端离精矿口的距离只有15mm左右因为这种分选旋流器的分选作用主要在底部完成.矿粒按密度分成上,下层;又加上是低压给矿,矿浆的轴向流速小;所以尽管尾矿管插入很深,金粒不易跑人尾矿中.在生产中,我们发现给矿压力大,尾矿管插入深度应浅一点,这样可达到预想的分选指标.415矿物密度分级旋流器的给矿密度组成对分级效率影响不大,因为它的目的是按粒度大小分成粗细不同的级别,给矿中矿石的密度差越小,粒度混杂越小,分级效率越高.如给矿中密度差大,分级效率就相应低一点,但总的来说还是按粒度分离的,但对分选旋流器,给矿中密度差的大小对分选有明显影响.尽管分选旋流器的主要分选作用是在底部联合作用力下完成,但在上部毕竟是在离心力场中进行的,粒度大小这个因素不可忽视,分选旋流器一般用于分选密度差大的矿物,因此运用分选旋流器来选别黄金取得很好的效果其处理能力大,选别效果远远超过传统的大多数重选设备,甚至比摇床还好.见表6.表6用重选设备选别不同粒度的矿砂时盒的回收率(%)我们在实验室中采用磁铁矿和石英砂混台样傲试验,发现选别效果比黄金低得多,回收率仅为30%左右.由此可见,密度是影响分选旋流器选别效果的重要因素.如何扩大密度分选范围,这是一个值得深入而广泛研究的重要课题.6结语水力旋流器由于构造简单,与其它分级机比较,分级效率较高,没有运动部件,操作维护方便,因此在冶金和化工工业具有广泛的用途,现在已越来越受到人们的重视.作为分选旋流器应用较晚,可以说是在水力旋流器的基础上发展起来的.与水力旋流器比较,还具有独立的优点,如给矿压力低,甚至在自然高差下就可实现按密度分选的目的,不需动力,节省能量,具有特殊的经济价值.另外对浓度要求不严,这样在生产中便于操作管理.分选旋流器与其它分选设备比较,占地面积小,处理能力大,因此投资少,如何发挥这些优势,使其在工业上进一步扩大应用范围,将对选矿工惧有较大的意义.参考文献(1)曾令移等.涡流淘金机器工业实践.黄金,l993.2-(2]孙玉放主编.重力选矿.北京:冶金工业出版杜(3)曾夸移.新型陆面旋流选金器选别隆回金矿的初步探讨,中南矿冶学院增刊第1期1988.9(4]AI2.rIOYlaT删.用短锥旋流器从冲积砂矿中选别细粒金,黄金,19阻2(上接第45页)98.O7～99.I1%,含SiO20.43～l_12%的精的赤铁矿精矿.矿,回收率为90.69%--96.74%;用SF.分离3.药剂作用机理分析表明,SF在硅酸赤铁矿一石英(1:1)混合矿,一次选别获得盐矿物表面发生了静电力为主并附有氢键了含TFe6765%,SiO21.51%,回收率95.84%的螯合形式吸附.。

分级旋流器工作原理分级旋流器是一种常用的固液分离设备，广泛应用于矿山、冶金、化工、环保等行业中。

它的工作原理是利用液体在旋流器内产生的旋流效应，将固体颗粒和液体分离。

本文将详细介绍分级旋流器的工作原理及其应用。

一、工作原理分级旋流器的工作原理基于旋流效应，即将液体通过旋转设备产生旋涡，在旋涡中实现固液分离。

下面将详细介绍分级旋流器的工作原理。

1. 入口管道：液体通过入口管道进入分级旋流器，进入旋流器前需要经过调节阀门进行流量调节，以确保旋流器的正常工作。

2. 旋转设备：分级旋流器内设有旋转设备，通常为圆筒形结构。

旋转设备的旋转速度可通过电机控制，以产生合适的旋转力。

3. 旋流室：液体进入旋流室后，由于旋转设备的旋转，液体开始形成旋涡。

旋涡的形成使得液体中的固体颗粒受到离心力的作用，沿着旋涡方向移动。

4. 分离效应：由于固体颗粒受到离心力的作用，它们在旋涡中被迫向外移动，最终沉积在旋流器的壁面上形成一个固体沉降锥。

而液体则在固体颗粒的作用下，沿着旋涡的中心轴线上升，并经过旋流器的上部出口排出。

5. 出口管道：分级旋流器的上部设有出口管道，用于排出分离后的液体。

出口管道通常设有调节阀门，以便根据需要进行流量控制。

二、应用领域分级旋流器作为一种高效的固液分离设备，广泛应用于各个领域。

以下将介绍分级旋流器在几个行业中的应用。

1. 矿山行业：在矿山行业中，分级旋流器主要用于矿石的浸出、选矿和尾矿处理等环节。

通过分级旋流器的分离作用，可以实现矿石中固体颗粒的分离和浓缩，提高矿石的品位和回收率。

2. 冶金行业：在冶金行业中，分级旋流器常用于冶炼过程中的固液分离。

例如，在铁矿石的烧结过程中，可以使用分级旋流器将烧结矿中的固体颗粒与液相分离，以提高烧结矿的品位。

3. 化工行业：在化工行业中，分级旋流器常用于溶剂的回收和废水处理等工艺中。

通过分级旋流器的分离作用，可以有效地将溶剂中的固体颗粒与液相分离，以实现溶剂的回收利用。

专利名称：一种高效分级旋流器专利类型：实用新型专利
发明人：高清寿,高莉
申请号：CN200820002125.8申请日：20080107
公开号：CN201220188Y
公开日：
20090415
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型高效分级旋流器，它是由进料装置、分离装置、底流装置、溢流装置等组成。

其主要特征是：进料装置采用三维螺旋线型给料形式，待分离的物料进入旋流器后首先沿给料箱柱体内设置的内导流道做旋转运动，不同粒级的物料在此过程中初步分层，产生预分离效果。

同时内流道的流体与旋流器内流体旋转运动之间的流速差和流动角度差大幅减小，从而降低入料口处的湍流和旋流器内的紊流程度，提高分离效果。

与现有技术相比，分级效率大幅提高。

申请人：烟台金洋旋流器有限公司
地址：264002 山东省烟台市芝罘区只楚路107号
国籍：CN
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