柱式平底旋流器及其应用

刘 伟 王 磊 袁广春

(1.中国有色金属建设股份有限公司；2.威海市海王旋流器有限公司)



柱式平底旋流器及其应用

刘 伟1王 磊2袁广春2

(1.中国有色金属建设股份有限公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

针对常规锥体旋流器存在的循环负荷高、底流夹细量大、分级效率低等问题，研发了应用于高浓度、粗颗粒物料分级的柱式平底旋流器。分析了其运行机理，并在某选厂一段闭路磨矿分级系统中代替锥体旋流器进行试验。结果表明，在保证溢流细度不变的情况下，柱式平底旋流器的使用可使台时处理量提高18.8 t，在选厂提产增效中具有推广应用价值。

柱式平底旋流器 溢流细度 循环负荷

水力旋流器是利用离心力场进行非均相液体混合物分离的设备，具有结构简单、操作方便、处理量大和分离效率高等优点，广泛应用于金属、非金属矿山、煤炭、电力环保、石油和食品等领域。对于高浓度、粗粒物料分级选用常规水力旋流器时，由于其分离粒度较小，常造成循环负荷过高、溢流跑粗及底流夹细量增多等问题，从而导致旋流器分级效率低、磨机过磨，并限制了球磨机台时处理量的提高。

柱式平底旋流器运用于一段磨矿分级具有循环负荷低、分级效率高、处理能力大等优点[1]，相比常规锥体旋流器，柱式平底旋流器循环负荷可低至100%～150%，能有效降低磨机内的物料通过量，为提高产能和旋流器溢流细度创造条件。

1 柱式平底旋流器运行机理

旋流器柱锥结构决定了其主流场的边界结构，影响其分离精度和分离效率。为解决传统旋流器循环负荷高、分级效率较低、易堵塞等问题，海王旋流器有限公司应用平底循环流化床分级技术，将传统旋流器的锥体改为圆柱平底型结构。

该平底结构在柱段下部靠近底流口的附近存在循环流，固相颗粒在循环流中聚集形成一个环流状流化床，粗颗粒可穿过该流化床进入底流，细颗粒由于穿不透该床层而通过内旋流进入溢流，从而减少了细粒级在底流中的排出量，降低循环负荷，提高分级效率及球磨机的处理量，同时解决了高浓度、粗粒大密度物料分级时其在筒体内的堆积问题。

2 应用实践

2.1 锥体旋流器存在问题

国内某铁矿选厂一段磨矿分级采用φ3 245 mm格子型球磨机与φ610 mm锥体旋流器构成闭路，分级效率40.72%，分级循环负荷346.63%，锥体旋流器运行指标见表1。

表1 锥体旋流器分级指标 %

存在问题：①锥体旋流器循环负荷过大，导致磨机运转负荷过大，限制了产能提升；②格子型球磨机强制排矿，排矿端除渣筛除渣效果不佳，旋流器入料中夹杂部分大直径碎球与物料，堵塞旋流器沉砂口；③旋流器沉砂夹细量大。

改进目标：①降低磨矿循环负荷，缓解磨机“吐块”、“吐球”现象，解决旋流器沉砂口频繁堵塞问题，确保生产过程稳定顺利进行；②提高分级效率，减少沉砂夹细，在确保溢流细度的前提下提高球磨机处理量。

2.2 柱式平底旋流器试验

提产前磨机台时处理量110 t，以2台FX610-P柱式平底旋流器(威海市海王旋流器有限公司生产)替换原φ610 mm锥体旋流器进行试验，磨机和旋流器稳定运行时考察旋流器分级指标，结果见表2。

由表2可以看出，在满足现场生产对旋流器溢流细度要求(-0.074 mm≥48%)的前提下，球磨机台时处理量从 109 t/h最高可提高到127.8 t/h，提高了16个百分点；循环负荷可稳定在230%～250%，磨音高于调试前的11.3 dB，表明柱式平底旋流器的应用有效降低了磨机内物料的通过量；在台时处理量127 t/h左右、入料压力0.071 MPa、泵频37 Hz的最佳操作条件下，旋流器溢流-0.074 mm 53.77%，分级质效率可达50.14%，较原旋流器提高了近10个百分点。

表2 不同取样条件下柱式平底旋流器分级指标 %

3 结 论

柱式平底旋流器采用平底循环流化床分级技术，将传统旋流器的锥体改为圆柱平底型结构。相比锥体旋流器，对粗粒级磨矿分级具有更好的适应性，可有效的解决溢流跑粗、底流夹细和底流口堵塞问题[2]。

柱式平底旋流器代替锥体旋流器应用国内某铁矿选厂一段磨矿分级作业，在粗粒级闭路磨矿系统中可大幅度提高系统产能，在保证溢流细度不变的情况下，台时处理量可从109 t提高到127.8 t，循环负荷由346.63%降低至247.19%，取得了可观的经济效益。柱式平底旋流器分级性能良好，可用于黑色金属矿山新、旧选厂一段磨矿分级作业产能的提升及指标的改善。

[1] 秦同文.新型蜗壳预分级给料柱式旋流器的开发及应用[J].中国矿业，2009，18(10)：93-96.

[2] 秦同文，王连生，王德明.一段格子型球磨机与平底旋流器分级配置的应用实践[J] .金属矿山，2009 (7)：47-49 .

2016-08-10)

刘 伟(1980—)，男，工程师，100029 北京市朝阳区安定路10号有色大厦南楼910室。