基于旋流器在氧化铝生产中的应用分析

摘 要：铝作为生产铝合金、汽车以及飞机等工业品的金属材料，作为生产铝的原料，对我国经济的发展非常重要。我国拥有较丰富的铝土矿资源，因此氧化铝行业发展迅速，在国际市场竞争中如何生产出优质氧化铝是非常重要的。本文探讨的是基于旋流器在氧化铝生产中的应用分析。

关键词：氧化铝；旋流器；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.019

现下国家对氧化铝的要求越来越严格，其原因，一是因为国际市场的变化，国内市场涌进越来越多的质优价廉的氧化铝对国内造成刺激，二是国内自身必须改善条件进行创新。传统工艺不能满足生产要求。砂状氧化铝生产中最基本的就是要对其进行分级，在此条件下，旋流器在其中的应用就至关重要。

1 什么是旋流器

旋流器是利用压力流体进而产生离心运动的装置。在选矿中，主要的用途就是进行分级、分选、浓缩以及脱泥，因此，旋流器的类型较多，按照其功能就可分为分级旋流器、脱水旋流器、浓缩旋流器以及脱泥旋流器等。本文介绍的旋流器是在氧化铝生产中对氧化铝进行分级作用的工具，在其中至关重要。在氧化铝的生产中，若想生产出更优质的产品，那么旋流器在其过程中不可或缺。

2 工作原理

旋流器是利用离心力场，加速矿浆中固体颗粒沉降和强化分离过程的有效分离设备，是由上部筒体和下部锥体两大部分组成的非运动型分离设备。当矿浆以渐开线或切线或螺旋线方式由进料管射入旋流器筒体后，形成强烈的旋转运动，由于料浆中的颗粒受到的离心力、向心浮力、液体曳力不同，大部分密度小的或者粒度细的料浆从旋流器的溢流管排出，密度大的或者粒度大的料浆从旋流器底流口排出，达到分级分离的目的。

旋流器中的流体运动主要是三维速度场，其中的切向速度对其中的分离影响最大。

3 旋流器结构及材料

（1）水力旋流器直径：生产能力和分离粒度随着直径增大而增大。

（2）入口直径Di：入口的尺寸对处理能力、分级粒度、分级效率均有影响。比例Di=（0.21- 0.25）D。

（3）锥角：锥角减，分级粒度变细，锥角加大，分级粒度变粗。对细粒物料分级，通常取8～14°；粗粒分级浓缩，通常在19～35°。内部的流体阻力随着锥角的加大而增加。进料压力一样条件下，由于流体阻力增加，其生产能力要降低。分离粒度随其锥角的加大而增加，整体分离效率降低，而底流中混入的细颗粒较少。

（4）溢流管直径：直径变大，溢流量变大，溢流粒度变大，底流中细粒级变少，底流浓度增加。取值范围Do=（0.2- 0.4）D。

（5）溢流管插入深度：插入浅分级粒度变细；插入深分级粒度变粗；通常溢流管插入深度h=（0.3-0.7）D。

（6）沉砂口直径d：沉砂口直径变大，分级粒度变细，沉砂口直径变小，分级粒度变粗。取值范围d=（0.15- 0.25）D。

（7）锥比：锥比是设计旋流器的主要参数，锥比取值范围在（0.35～0.65）D。

（8）内衬材料分为：碳基重结晶；耐磨橡胶；刚玉；聚氨酯。

4 旋流器的选择

在氧化铝的生产过程中，如何选择旋流器是一件十分重要的、有难度的事，它需要计算各个参数，包括主要参数，例如产能参数、循环负荷参数等，还有旋流器的尺寸要求，然后进行分析和对比，择优选择，寻找出更适合的旋流器。

旋流器产能大小的指标是由旋流器的产能参数决定的。但产能参数除了与旋流器的台数有关之外，还必须与磨机相适应，如果磨机拥有很高的产量，就可以对旋流器的数量进行搭配，也就是说可以使用两台或者多台的旋流器进行自由组合搭配。所需旋流器的使用台数为n=Qm/qm，式中，n为旋流器实用台数；Qm为 本作业的矿浆体积流量；qm为查得的单台旋流器生产能力。这种方式，不但可以提高我们的工作效率，更能大大地提高产量，是可以对旋流器数量进行优化选择的良好途径。

循环负荷参数指标，是根据生产工艺要求和形式进行设定。我们可以通过高循环量的研磨来改善，将其提升为生产量的3倍，并多次循环研磨，将较细的物料快速的分离出来。我们可以根据具体的需要，通过循环负荷参数来计算出处理量对旋流器进行选择。

由基本校正分离粒度与旋流器直径的关系查得与其相应的旋流器直径。整理得出的计算公式为：D=0.024d1.5250cP0.43（-）0.76（1-0.019Civ）2.17。式中，D为旋流器直径；d50c为校正分离粒度；P为给矿压力；、为矿石和介质的密度；Civ为给矿矿浆体积浓度。在选定了旋流器的直径后，则需要根据实际情况，结合我们的需要和经验来确定具体的尺寸，并且也可以根据具体的情况在生产的过程中进行更为具体的调整与修改。

根据以上的各项参数，在氧化铝的生产过程中，我们需要根据具体的实际情况来对旋流器进行选择，而最适合并且产能在可控范围内越大越好，消耗越小越好是最重要的。

5 总结

旋流器被广泛应用于氧化铝行业中，矿浆制备、除砂、氢氧化铝分级处理等都离不开旋流器的使用。旋流器的结构简单、占地面积小、产能大、分离效率高、容易实现自动化控制的目标，但旋流器自身没有可以运动的部件，它需要靠外部的动力泵来提供动力对混合物进行分离，它自身只是给混合物提供了一个能够进行自我运动及分离的空间和场合。与此同时，旋流器也有致命的缺点，它的部件磨损十分严重，因此后期所需要的维护费用就会很高，使用寿命也会较低。所以针对这一缺点，我们需要研究如何使用更加耐磨的材料对旋流器进行一个提升。

参考文献：

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作者简介：王畅（1982-），男，河南平顶山人，专科，助理工程师。