水力旋流器在磨矿分级中的应用

　　 摘要：本文介绍了水力旋流器在洛阳栾川钼业集团股份有限公司的使用效果，将水力旋流器应用于磨矿分级中，提高了磨矿粉机效率，达到了节能降耗的目的。实践证明，水力旋流器在有色金属选矿上有广阔的应用前景。

　　一、前言

　　在过去我国绝大多数的选矿厂使用螺旋分级机作为磨矿回路的分级设备，分级效率一般在20~30%，而国外大型选矿厂均使用水力旋流器，由于旋流器结构简单、占地面积小、成本低、可高度自动化、基建投资少和磨矿分级效率高等诸多优点而倍受选矿界的青睐。现在基本上新建的大型选矿厂都开始使用水力旋流器作为其磨矿分级设备。洛阳栾川钼业集团通过试验、研究，并将水力旋流器应用于钼的磨矿分级，使分机效率得到了较大的提高。

　　二、水力旋流器的工作原理及优点

　　1.水力旋流器的工作原理

　　旋流器是利用离心沉降原理工作的，他有两个作用：澄清和浓缩。质量重密度大的物体从下部沉沙口排出。其他质量轻的从上部溢流口排出。

　　溢流物的精细程度可通过调节沉沙口的最小直径调节。

　　水力旋流器是利用离心力作用进行分级的设备。常常用于细粒物料选别前的分级及脱泥，在磨矿回路中作检查分级和控制分级用。它是当前细粒物料分离比较有效的设备。水力旋流器的构造：上部为圆锥形。在圆柱形筒体上装有与筒壁呈切线方向的给矿管。圆锥上部装有与圆柱部分相连通的中心溢流管。溢流管的上端则通过缓冲室或直接与外部管道联接以排出溢流。在圆锥形底部装有沉砂咀，以排出粗粒沉砂。为了减小磨损，可在给矿口、沉砂咀及筒体内壁衬以耐磨橡胶或用辉绿岩、铸石、碳化硅等耐磨材料。水力旋流器的工作原理：当矿浆用砂泵（或高差）以一定压力（一般是0.5~2.5公斤/厘米）和流速（约5~12米/秒）经给矿管沿切线方向进入圆筒后，矿浆便以很快的速度沿筒壁旋转，而产生很大的离心力。在离心力和重力的作用下，较粗、较重的矿粒被抛向器壁，沿螺旋线的轨迹向下运动，并由圆锥体下部的排吵咀排出，而较细的矿粒则在锥体中心和水形成内螺旋状的上升矿浆流，经溢流管排出。

　　2.水力旋流器的优点

　　2.1分级粒度细。旋流器主要利用离心力进行分级,离心力可比重力大许多倍,因此分级的粒度下限降低,可达5μm。目前细粒分级多采用水力旋流器。

　　2.2分级效率较高,尤其分级粒度很细时(如0.037mm),分级效率明显高于其他分级工设备。

　　2.3结构简单,无运转部件,易于制造。

　　2.4占地面积小，在处理能力相同时,水力旋流器占地面积约为螺旋分级机1/30~1/50。

　　三、水力旋流器在我公司的使用介绍

　　洛阳栾川钼业集团选矿三公司是一个设计日处理原矿6850吨的选矿厂，利用浮选法处理钼原矿。原矿经3次破碎后进行1次球磨。其中磨矿系统分为两个车间：5000吨/日车间和1850吨/日车间。其中5000吨/日车间为2007年新扩建车间，采用中信重型机械公司制造的单台日处理量达到5000吨的溢流型球磨机,与之相配套分级设备采用的是威海海王FX660-GT×6型水力旋流器。磨矿分级采用水力旋流器与磨机构成闭路作业，磨机排矿进入旋流器，旋流器溢流进入浮选工段，沉砂返回球磨机。在实际生产中，一段磨矿分级溢流细度平均为-200目57~63％，溢流浓度平均为43~49％。而1850吨/日车间则为四台格子型球磨机，其配套分级设备为传统的螺旋分级机。一段磨矿分级溢流细度平均为-200目55~62％，溢流浓度平均为35~48％。

　　四、两车间磨矿分级技术指标情况分析

　　通过近三年来的使用情况来说，水力旋流器在设备运转率、分机效率、能耗方面均优于螺旋分级机，下面我们就两者的使用情况进行对比分析：

　　1.设备运转率的对比

　　由于威海海王FX660-GT×6型水力旋流器可分组独立工作，在更换沉砂嘴、导流管、小锥、大锥等易损件时可在设备运行时顺利更换，基本上杜绝了因自身原因而造成设备停车的因素，全年设备运转率（除其上下游设备故障造成停车外）可达到100%，而螺旋分级机哪个部位出现故障时则必须停车进行检修。在设备运转率上旋流器较螺旋分级机提高了近5个百分点。

　　2.磨矿分级效率的对比

　　5000t/d选矿车间采用水力旋流器后，我们组织相关人员连续6周每天对水力旋流器的给矿、溢流、沉砂进行浓度和细度测定，表1为6周每周取样平均检测结果。

　　由此可以计算出水力旋流器（-200目含量%）的分机效率：

　　E=(β-α)×( α-θ)/( α×(100-α) ×( β-θ)) ×104%

　　=(58.77-27.91)×(27.91-12.84)/(27.91×(100-27.91)

　　×(58.77-12.84)) ×104%

　　=50.32%

　　同时为给螺旋分级机的分机效果进行比较，根据传统数据分析螺旋分级机的级效率一般在20~30%，相比较而言水利旋流器的分机效率较螺旋分级机的分级效率提高了20多个百分点。

　　3.磨矿分级台时处理量及磨矿分级系统电耗对比

　　从下表可以看出，使用旋流器的吨原矿电耗对于处理量较小的球磨机时，吨原矿电耗略显稍高，随着球磨机处理量的增大，使用旋流器较螺旋分级机的节能效果会越来越好，且大型分级机设备超限，无法制造，随着企业生产规模的日益扩大，产能加大，大型球磨机的推广使用，水力旋流器的将会呈现出越来越多的优越性。

　　五、结论

　　生产实践表明，水力旋流器由于其自身具有的特殊结构特点不仅能耗低，分级溢流细度和分级效率显著提高，满足了选别工序对粒度的要求，可以防止过磨或跑粗，提高了磨机利用系数。实际生产采用高效水力旋流器可使选矿生产过程更加稳定。因此，洛阳栾川钼业集团公司在新建的10000 t/d和5000 t/d选矿厂将旋流器应用于磨矿分级过程中,保证了磨矿细度达到60%以上,为钼选矿回收率的提高奠定了基础。在节能降耗方面也取得了显著的成果。

　　

　　参考文献：

　　[1]赵庆国.水力旋流器分离技术. 化学工业出版社.

　　[2]李启衡 .碎矿与磨矿. 冶金工业出版社.

　　[3]孙盈.一段磨矿分级应用水力旋流器的研究与实践. 金属矿山. 2005(5): 27-30.

　　作者简介：周旭东（1983-），男，助理工程师，洛钼集团从事生产技术工作。