旋流器水力旋流器泥沙回收设备泥沙分离器聚氨酯旋流器 沉沙嘴-水力泥沙分离器

一、水力旋流器的选择

    水力旋流器广泛用于分级、脱泥、脱水等作业。其主要优点是结构简单、本身无运动部件、占发面积小；在分级粒度较细的情况下，分级效率较螺旋分级机高。其主要缺点是给矿需泵扬送，电耗较高；操作比螺旋分级机复杂。水力旋流器适宜分级粒度范围一般为0.3~0.01mm。

    水力旋流器的规格取决于需要处理的矿量和溢流粒度要求。当需要处理的矿量大、溢流粒度粗时，选择大规格水力旋流器；反之宜选用小规格水力旋流器。在处理矿量大又要求溢流粒度细时，可采用小规格水力旋流器组。

    旋流器的结构参数和操作参数对溢流粒度及分级效果有较大影响，选用时应认真考虑。旋流器的主要结构参数与旋流器直径D的关系，一般范围；给矿口当量直径d_f=(0.15~0.25)D; 溢流管直径d_o=(0.2~0.4)D;沉砂口直径d_u=(0.06~0.20)D;锥角a≤20°.

    进口压力是水力旋流器的主要参数之一，通常为49~157kPa(0.5kgf/cm²~1.6kgf/cm²).进口压力与溢流粒度的一般关系见表1。

表1     进口压力溢流粒度一般关系表

    二、水力旋流器计算

    水力旋流器的计算多采用如下两种方法。

    A 原苏联波瓦罗夫(JIoBapoB)计算法波瓦罗夫计算法的主要步骤和计算公式如下：

    (1)选择旋器直径，计算旋流器体积处理量和需要台数。

    体积处理量按下式计算

    式中  q_V——按给矿体积计的处理量，m³/h;

          K_a——水力旋流器锥角修正系数；

    当a=10°时，K_a+1.15;当a=20°时，K_a=1.0;

          K_D——水力旋流器直径修正系数；

         d_f——给矿口当量直径，cm

        b、h——分别为给矿口宽度和高度，cm;

          p_o——旋流器给矿口工作压力，MPa;

          d_o——溢流管直径，cm;

          D——旋流器筒体直径，cm.

    (2)按样体给出的范围确定沉砂口直径，并验算其单位截面积负荷(按固体量计)，使其在0.5~2.5t/(cm²·h)范围内。

    (3)计算旋流器实际需要的给矿压力。

    (4)计算溢流上限粒度d₉₅,使其满足溢流粒度的要求。旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系可参见表2。

    式中  d₉₅——溢流上限粒度，μm;

          C_f——给矿重量浓度，%；

          d_u——沉砂口直径，cm;

          ρ——矿浆中固体物料密度，t/m3;

          D、d_o、p_o、K_D、——同式(1).[next]

表2    旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系

    B 美国克雷布斯公司(Krebs)计算法

    (1)分离粒度d₅₀、校正分离粒度d_50(c)的计算分离粒度d₅₀系指在沉砂和溢流中回收率(分配率)各为50%的较窄级别的粒度值。在旋流器实际分级效率曲线(图1中的曲线1)上与沉砂中粒级回收率50%相对应的粒度即为分离粒度d50.

    在旋流器分级过程中，进入沉砂的物料包括两部分：一部分由水夹带进入沉砂的物料，该部分物料实际上未经过分级，其相对量与沉砂中的水占给矿中水的比率(小数)相当；另一部分为经过分级进入沉砂的物料。因此在计算旋流器沉砂粒级回收率时，应将水夹带的这部分未经分级的物料扣除，即：

    式中  y_c、y——分别为沉砂中某粒级的校正回收率和实际回收率，%；

             R_f——沉砂中的水占给矿中水的比率，以小数计。

    用y_c代替y做出的分级效率曲线(图1中的曲线2)称为校正分级效率曲线或校正回收率曲线。该曲线上的分离粒度称为校正分离粒度以d_50(c)表示。

    在磨矿回路中，旋流器的溢流粒度一般是以某一特定粒度d_r的百分含量来表示的，它与d_50(c)之间关系如表3所示。如已知溢流中某一特定粒度的百分含量，即可按表3数据计算出校正分离粒度d_50(c).

表3    水力旋流器溢流粒度d50(c)的关系

    (2)按下式计算水力族流器直径D：

               D=0.0234d_50(c)^1.515P_o^0.424(ρ-1)^0.758×(1-0.0189cυ)^2.167     (4①)

    式中  D——旋流器内径，cm;

          d_50(c)——校正分离粒度，μm;

          P_o——旋流器给矿压力，kPa;

          ρ——物料密度，t/m³;

         cυ——给矿体积浓度，%。[next]

    (3)按标准水力旋流器的处理量(见图2)计算旋流器台数，应该指出图2中所示的处理量是按水计的，处理矿浆时要稍**此数据。因此按此计算旋流器台数偏于保险，这在工程设计上是允许的。

    (4)按沉砂口流量与沉砂口直径的关系，用图3确定沉砂口直径。

[next]

    C  水力旋流器计算实例

    某一磨矿回路，用水力旋流器分级与球磨机组成闭路，回路新给矿量为250t/h，旋流器溢流浓为40%，要求溢流粒度为-74μm占60%，矿石密度为2.9t/m³,旋流器入口压力为55kPa，磨矿回路循环负荷为225%。按上述条件计算的物料平衡结果见表4。试选择计算水力旋流器的规格和台数。

表4     水力旋流器物料平衡计算结果

    现采用两种方法进行计算

    (1)波瓦罗夫法计算

    根据设备样本可选用D=50cm、锥角a=20°的水力旋流器，其给矿口尺寸11cm×12cm(直径d_f=13cm),选用溢流管直径d_o=18cm,沉砂口直径d_u=9cm.

    处理量计算：

    根据计算结果选用6台D=50cm旋流器，另处备用3台。

    沉砂口直径d_u=9cm,其截面积为63.6cm²，沉砂口单位截面固体负荷为，在允许范围之内。

    计算实际需要的给矿压力：

    参见表2，此上限粒度呆满足-74μm占60%的要求。

    (2)克雷布斯法计算

    按溢流粒度-74μm60%的要求，查表3，计算校正分离粒度：

                                   d_50(c)=2.08×74=154(μm)

    计算旋流器直径：

                D=0.0234_d50(c)^1.515P_o0.424(ρ-1)^0.758(1-0.0189cυ)^2.167

                 =0.0234×154^1.515×550.424(2.9-1)^0.758(1-0.0189×33.2)^2.167

                 =50.6(cm)

    可选用D=51cm克雷布斯标准旋流器。

    于图2中查出，在给矿压力55kPa时，D=51cm旋流器处理量为44L/s,则旋流器台数台，可选用6台，外备用3台。

    按沉砂矿浆体积流量选择沉砂口尺寸：每台旋流器沉砂矿浆体积流量为，根据图3查出，沉砂口直径为9.5cm.