選礦常識(shí)

旋流器是一種能夠?qū)崿F(xiàn)分離和分級(jí)的設(shè)備，能夠有效地完成液體澄清、除氣、除砂和固體顆粒清洗、分級(jí)等工作。旋流器在應(yīng)用過(guò)程中，如何降低運(yùn)行成本一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，那么降低運(yùn)行成本提高效率的有效途徑是什么呢？那就是大大降低總能耗。

影響旋流器總能耗的因素主要包括進(jìn)口損失、出口損失和內(nèi)部流量損失，其中進(jìn)口損失和出口損失占旋流器總能耗損失的比例很小。進(jìn)口損失多由渣漿進(jìn)入旋流器時(shí)截面突然擴(kuò)張引起的射流阻力和摩擦引起；出口損失多由渣漿排出的動(dòng)能和壓力引起，對(duì)能耗影響不大。
旋流器總能耗損失中的內(nèi)部損失非常大，主要是由于內(nèi)壁摩擦、流體粘性內(nèi)摩擦、湍流耗散和各種局部損失造成的。為了改善這些問(wèn)題，我們可以從以下幾個(gè)方面入手。

旋流器溢流管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)出現(xiàn)短路流現(xiàn)象，導(dǎo)致旋流器溢流粗，分離產(chǎn)品粗細(xì)顆粒混合，直接影響旋流器流量。

解決方法:
1.在溢流管外壁附加一些環(huán)形齒，可以大大降低甚至消除短路流。在溢流管外壁添加環(huán)形齒時(shí)，陡降指數(shù)可從0.176提高到0.332，最終旋流器分離精度指數(shù)比普通旋流器提高1.8倍。
2.在旋流器頂蓋和溢流管之間開(kāi)一個(gè)間隙，用于引出短路流，并將短路流返回密封聚集室。該設(shè)計(jì)可有效減少溢流產(chǎn)品中粗顆粒的混合，比常規(guī)分級(jí)效率提高8%。
3.在旋流器溢流管外壁增加與短路流旋轉(zhuǎn)方向相反的逆向螺旋，可以有效解決常規(guī)旋流器占處理液10%-20%的短路流問(wèn)題，不僅提高了分離效率，而且將錐形渦流、背渦和短路渦流整合成渦流，節(jié)約能耗。
4.增加旋流器溢流管壁的厚度可以延長(zhǎng)短路流路徑，減少短路流量，從而有效提高旋流器的分離效率，減少其內(nèi)部損失。
5.溢流管由直圓管改為漸擴(kuò)管。這種設(shè)計(jì)思路來(lái)源于漸擴(kuò)管的降速升壓原理，可以使溢流管入口處的渣漿在較低的壓力下順利排出水力旋流器，比直圓管的能耗降低27%。此外，溢流和底流的出口渣漿速度可以得到有效利用，不浪費(fèi)，降低運(yùn)行成本。
長(zhǎng)期使用旋流器時(shí)，器壁會(huì)形成器壁邊界層，屏蔽細(xì)粒物料，影響旋流器的分級(jí)效率。
解決方法:
將旋流器的光滑壁改為階梯壁，可以通過(guò)壁上的環(huán)線破壞邊壁邊界層對(duì)細(xì)粒的屏蔽。
通過(guò)多孔材料器壁向旋流器充氣，使底流中細(xì)顆粒的含量相對(duì)降低30%~50%。
在旋流器錐體表面設(shè)置齒狀槽溝，可有效破壞器壁邊界層，促使渣漿形成一定強(qiáng)度的渦流，更有利于細(xì)粒離開(kāi)邊界層進(jìn)入溢流區(qū)，提高分離精度。
旋流器中的空氣柱內(nèi)部沒(méi)有任何分離過(guò)程，純粹是能耗的浪費(fèi)，不僅沒(méi)有貢獻(xiàn)，還占據(jù)了溢流口的流動(dòng)面積。同時(shí)，空氣柱大小和位置的波動(dòng)加劇了流場(chǎng)的不穩(wěn)定，在一定程度上破壞了旋流器中分離顆粒的規(guī)律分布，從而降低了旋流器的分離效率。
解決方法:
1.使用適量的固體棒占據(jù)旋流器中原有的空氣柱位置。當(dāng)固體棒覆蓋原有的空氣柱位置時(shí)，內(nèi)部損失可降低51%左右，分離性能也有所提高。
改變旋流器內(nèi)的氣體流態(tài)，利用大渦強(qiáng)制破碎成小渦，有效降低中心部位湍流能耗、重心流體速度梯度、溢流口流體速度，避免了空氣柱產(chǎn)生的能耗和晃動(dòng)對(duì)分離的不良影響，不僅提高了15%的分離效率，而且降低了40%左右的運(yùn)行能耗。
以上內(nèi)容僅從旋流器壁結(jié)構(gòu)、溢流管結(jié)、空氣柱等造成旋流器內(nèi)部能量損失的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決方案。面對(duì)旋流器的各種問(wèn)題，需要有針對(duì)性地解決，這是降低其運(yùn)行成本、提高生產(chǎn)效率的有效途徑。