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新型柱式平底旋流器替代螺旋分级机的应用实践
2012-08-09
介绍了新型柱式平底旋流器在铁矿选矿厂一段磨矿分级工艺中替代螺旋分级机的应用情况,现场运行 数据表明该新型旋流器具有溢流粒度细、分级效率高、可提高球磨机产能等优点,为选矿厂创造出显著的经济效益。
中 国 采 选 技 术 十 年 回 顾 与 展 望 新型柱式平底旋流器替代螺旋分级机的应用实践 王 书 礼 ꢀ 崔 学 奇 ꢀ 王 ꢀ 磊 ꢀ 王 霄 鹏 ꢀ 锁 ꢀ 军 ( 威 海 市 海 王 旋 流 器 有 限 公 司 ) 摘 ꢀ 要 ꢀ 介 绍 了 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 在 铁 矿 选 矿 厂 一 段 磨 矿 分 级 工 艺 中 替 代 螺 旋 分 级 机 的 应 用 情 况 , 现 场 运 行 数 据 表 明 该 新 型 旋 流 器 具 有 溢 流 粒 度 细 、 分 级 效 率 高 、 可 提 高 球 磨 机 产 能 等 优 点 , 为 选 矿 厂 创 造 出 显 著 的 经 济 效 益 。 关 键 词 ꢀ 柱 式 平 底 旋 流 器 ꢀ 替 代 ꢀ 螺 旋 分 级 机 ꢀ ꢀ 磨 矿 分 级 作 业 是 选 矿 厂 能 耗 最 大 的 作 业 环 节 。 通 过 对 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 内 部 流 场 及 浓 度 分 布 CFD 模 拟 , 发 现 该 旋 流 器 柱 段 下 部 靠 近 沉 砂 口 的 附 近 存 在 循 环 流 , 固 相 颗 粒 在 循 环 流 中 聚 集 而 形 成 一 个 环 流 状 流 化 床 , 粗 粒 径 的 颗 粒 可 穿 过 该 流 化 床 进 入 沉 砂 , 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 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 沉 砂 中 的 排 出 数 量 , 降 低 循 环 负 荷 、 提 高 旋 流 器 的 分 级 效 率 及 球 磨 机 的 处 理 量 。 据 统 计 , 磨 矿 能 耗 约 占 选 矿 厂 总 能 耗 的 40% ~ 60% , 矿 物 嵌 布 粒 度 越 细 , 要 求 磨 矿 粒 度 越 细 , 则 磨 矿 能 耗 越 高 。 因 此 , 磨 矿 分 级 作 业 工 作 状 态 的 好 与 坏 , 直 接 关 系 到 矿 山 的 经 济 效 益 。 磨 矿 分 级 作 业 中 曾 广 泛 使 用 的 分 级 设 备 主 要 为 重 力 沉 降 螺 旋 分 级 机 , 但 由 于 其 存 在 分 级 效 率 低 、 沉 砂 夹 细 多 、 不 易 获 得 较 细 的 分 级 溢 流 细 度 、 占 地 面 积 大 等 缺 点 , 慢 慢 被 分 级 效 率 更 高 的 旋 流 器 所 替 代 , 国 外 金 属 矿 山 分 级 设 备 现 均 采 用 旋 流 器 。 但 在 国 内 , 有 很 多W老 选 厂W与 一 段 W球 磨 机 组.成K闭 路 Y114.CN 的 仍 为 螺 旋 分 级 机 , 这 主 要 是 由 于 常 规 旋 流 器 与 一 段 球 磨 机 组 成 闭 路 时 存 在 循 环 负 荷 过 高 、 底 流 口 易 堵 塞 、 分 级 效 率 较 低 等 问 题 , 由 此 造 成 整 个 磨 矿 分 级 工 艺 过 程 存 在 以 下 难 点 问 题 : ①球 磨 机 利 用 系 数 低 , 台 时 处 理 量 低 ; ②溢 流 跑 粗 影 响 后 续 选 别 , 底 流 夹 细 易 发 生 过 磨 , 从 而 影 响 矿 物 总 回 收 率 ; ③返 砂 比 过 大 造 成 输 送 浓 度 高 , 能 耗 高 , 且 旋 流 器 、 管 路 及 其 给 料 泵 等 的 磨 损 严 重 。 图 1ꢀ 新 型 旋 流 器 结 构 示 意 ꢀ 现 场 应 用 实 践 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 已 经 多 个 选 矿 厂 一 段 磨 矿 2 工 艺 中 成 功 替 代 了 螺 旋 分 级 机 。 . 1ꢀ 在 某 矿 业 公 司 磁 铁 矿 一 段 磨 矿 分 级 工 艺 中 的 应 用 实 践 为 解 决 常 规 旋 流 器 存 在 的 上 述 问 题 , 威 海 市 海 王 旋 流 器 有 限 公 司 成 功 研 制 出 一 种 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 , 用 于 一 段 磨 矿 分 级 工 艺 中 替 代 螺 旋 分 级 机 , 该 旋 流 器 与 分 级 机 相 比 降 低 了 沉 砂 夹 细 、 提 高 了 溢 流 细 度 、 分 级 效 率 及 返 砂 质 量 , 同 时 解 决 了 常 规 旋 流 器 循 环 负 荷 过 高 、 球 磨 机 处 理 量 低 的 问 题 。 2 该 矿 业 公 司 选 矿 厂 共 2 个 系 列 , 采 用 的 工 艺 是 阶 磨 阶 选 , 共 3 段 、 配 置 6 台 球 磨 , 球 磨 配 比 为 2∶ 2∶ 2。 其 中 一 段 磨 矿 分 级 工 艺 最 早 为 2. 7 m × 3. 6 m 格 子 型 球 磨 机 与 螺 旋 分 级 机 构 成 闭 路 , 由 于 螺 旋 分 级 机 分 级 效 率 低 、 溢 流 细 度 粗 , 造 成 精 矿 品 位 及 回 收 率 均 低 于 设 计 值 。 该 选 厂 进 行 技 术 改 造 , 开 始 使 用 的 为 某 旋 流 器 公 司 的 常 规 结 构 旋 流 器 , 通 过 反 复 调 试 虽 然 1 ꢀ 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 结 构 特 点 及 分 离 机 理 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 在 边 界 结 构 上 设 计 上 将 锥 角 增 大 到 一 个 极 限 值 180°, 形 成 一 个 圆 柱 平 底 型 结 构 ( 见 图 1) , 圆 柱 筒 下 方 设 有 底 盖 , 底 盖 上 设 有 沉 砂 口 , 王 书 礼 ( 1976— ) , 男 , 总 经 理 , 高 级 工 程 师 , 工 学 学 士 , 264203 山 东 省 威 海 市 科 技 路 975 号 。 在 处 理 高 浓 度 、 粗 、 重 物 料 时 , 杜 绝 了 粗 重 物 料 在 筒 体 内 的 堆 积 现 象 。 · 638· 机 电 与 自 动 化 技 术 溢 流 细 度 有 所 提 高 , 但 由 于 循 环 负 荷 过 高 造 成 沉 砂 夹 表 2ꢀ 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 与 分 级 机 现 场 技 术 指 标 对 比 机 器 名 称 指 标 新 型 旋 流 器 30. 3 螺 旋 分 级 机 38. 5 差 值 细 多 、 返 砂 质 量 低 , 从 而 产 生 过 磨 且 球 磨 机 处 理 能 力 大 幅 度 下 降 。 后 来 选 用 海 王 公 司 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 进 行 改 造 , 效 果 非 常 理 想 , 各 项 技 术 指 标 如 下 ( 球 磨 机 有 效 容 积 18 m3 , 皮 带 给 矿 -200 目 按 5% 计 ) 。 表 1ꢀ 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 与 分 级 机 现 场 技 术 指 标 对 比 球 排 溢 流 / % / % -8. 2 +12. 1 -7. 5 +23. 8 0 - - 200目 200目 62. 4 50. 3 旋 流 器 沉 砂 -200目 / % 分 级 质 效 率 η/ % 球 磨 机 处 理 量 / ( t/ h) 磨 矿 效 率 q 12. 5 20. 0 54. 2 30. 4 35 35 - 200 机 器 名 称 指 标 新 型 旋 流 器 螺 旋 分 级 机 差 值 球 磨 机 1. 83 1. 44 +0. 39 3 ( t/ m . h) / 球 排 溢 流 / % / % 31. 2 35. 0 -3. 8 +17. 0 -9. 0 +30. 7 +5 - - 200目 ꢀ ꢀ 由 表 1 可 知 , 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 与 螺 旋 分 级 机 200目 64. 0 47. 0 旋 流 器 沉 砂 -200目 / % 分 级 质 效 率 η/ % 球 磨 机 处 理 量 / ( t/ h) 磨 矿 效 率 q 10. 0 19. 0 相 比 : 60. 7 30. 1 ( 1) 就 分 级 指 标 而 言 , 溢 流 细 度 提 高 12. 1 个 百 分 80 75 点 , 沉 砂 夹 细 降 低 7. 5 个 百 分 点 ; 分 级 质 效 率 提 高 23. 8 个 百 分 点 。 - 200目 球 磨 机 2. 62 1. 75 +0. 87 3 ( t/ m . h) / ꢀ ꢀ 由 表 1 可 知 , 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 与 螺 旋 分 级 机 ( 2) 就 磨 矿 指 标 而 言 , 磨 矿 效 率 提 高 0. 39 - 200目 3 相 比 : ( ( t/ m . h) , 提 高 幅 度 为 27. 1% 。 1) 就 分 级 指 标 而 言 , 溢 流 细 度 提 高 17 个 百 分 ( 3) 新 型 旋 流 器 的 入 料 压 力 仅 为 0. 05 MPa, 一 方 面 降 低 了 分 级 作 业 的 能 耗 , 另 一 方 面 减 轻 了 泵 和 旋 流 器 的 磨 损 , 提 高 了 设 备 的 使 用 寿 命 。 点 , 沉 砂 夹 细 降 低 9 个 百 分 点 ; 分 级 质 效 率 提 高 30. 7 个 百 分 点 。 ( 2) 就 磨 矿 指 标 而 言 , 球 磨 机 处 理 能 力 提 高 5 t/ ( 4) 使 用 旋 流 器 替 代 螺 旋 分 级 机 后 , 精 矿 粒 度 由 -200 目 占 70% 提 高 到 80% , 精 矿 品 位 提 高 1 个 百 分 点 。 3 h, 磨 矿 效 率 提 高 0. 87 ( t/ m . h) , 提 高 幅 度 为 49. 200目 7 % 。 ( 3) 现 场 使 用 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 后 , 由 于 一 段 溢 流 粒 度 大 幅 提 高 , 为 二 三 段 磨 矿 创 造 了 良 好 的 条 3 ꢀ 结 ꢀ 语 通 过 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 在 选 矿 厂 一 段 磨 矿 分 WWW.KY114.CN 件 , 三 段 球 磨 机 由 原 来 的 两 台 减 少 为 1 台 , 整 套 磨 矿 级 工 艺 中 的 应 用 实 践 , 充 分 证 明 该 旋 流 器 与 螺 旋 分 级 分 级 系 统 的 能 耗 大 幅 度 降 低 , 同 时 精 矿 品 位 及 回 收 率 均 有 提 高 , 为 选 厂 创 造 了 显 著 的 经 济 效 益 。 机 相 比 具 有 以 下 优 点 : ( 1) 溢 流 细 度 高 , 沉 砂 夹 细 量 少 , 分 级 效 率 高 。 ( 2) 返 砂 质 量 高 , 提 高 了 球 磨 机 的 处 理 量 。 ( 3) 设 备 故 障 率 低 , 运 行 率 高 。 2 . 2ꢀ 在 某 矿 业 公 司 进 口 矿 一 段 磨 矿 分 级 工 艺 中 的 应 用 实 践 该 矿 业 公 司 选 矿 厂 主 要 处 理 进 口 矿 石 , 原 矿 品 位 ( 4) 可 有 效 降 低 磨 矿 分 级 作 业 的 能 耗 , 提 高 精 矿 粒 度 及 品 位 , 经 济 效 益 显 著 。 在 50% ~55% , 采 用 2 段 磨 矿 、 阶 段 磨 选 工 艺 , 共 2 个 系 列 。 总 之 , 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 解 决 了 螺 旋 分 级 机 在 一 段 磨 矿 工 艺 中 的 溢 流 粒 度 粗 、 分 级 效 率 低 等 问 题 , 并 可 提 高 球 磨 机 的 台 时 处 理 量 及 磨 矿 效 率 , 因 此 在 选 矿 厂 具 有 广 泛 的 推 广 应 用 前 景 。 原 有 工 艺 中 一 二 段 分 级 设 备 均 使 用 螺 旋 分 级 机 , 2 011 年 8 月 份 2 段 分 级 设 备 由 螺 旋 分 级 机 改 造 为 海 王 旋 流 器 后 , 精 矿 粒 度 及 品 位 均 有 所 提 高 且 稳 定 性 好 。 为 了 进 一 步 提 高 选 厂 的 经 济 效 益 , 今 年 5 月 份 其 中 一 个 系 列 一 段 使 用 海 王 公 司 的 新 型 柱 式 平 底 旋 流 器 ( 另 一 个 系 列 使 用 螺 旋 分 级 机 作 为 对 比 ) , 通 过 现 场 取 样 分 析 , 该 旋 流 器 与 分 级 机 相 比 各 项 技 术 指 标 优 势 明 显 , 指 标 综 合 对 比 结 果 见 表 2( 球 磨 机 有 效 容 积 11 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 [ 1] ꢀ 庞 学 诗 . 水 力 旋 流 器 理 论 与 应 用 [ M] . 长 沙 : 中 南 大 学 出 版 社 , 2 000. [ 2] ꢀ 褚 良 银 , 陈 文 梅 . 旋 转 流 分 离 理 论 [ M] . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 2002. 3 m , 皮 带 给 矿 -200 目 按 5% 计 ) 。 ( 收 稿 日 期 ꢀ 20120529) · 639·


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