定稿 旋流器效率的評(píng)定

1、 擦洗工藝中分級(jí)和脫泥旋流器分離效率的評(píng)定與提高李強(qiáng) 查莉剛（云南磷化集團(tuán)有限公司尖山磷礦）標(biāo)2010年9月18日擦洗工藝中分級(jí)和脫泥旋流器分離效率的評(píng)定與提高 李強(qiáng) 查莉剛 （云南磷化集團(tuán)有限公司尖山磷礦）摘要：針對(duì)兩段開(kāi)路旋流器運(yùn)行中存在的問(wèn)題，詳細(xì)闡述了旋流器分離效率的評(píng)定方法和步驟，依據(jù)評(píng)定結(jié)果來(lái)改變旋流給礦濃度和沉砂嘴直徑，從而提高旋流器的分離效率。關(guān)鍵詞：旋流器 評(píng)定 提高Scrubbing process, the grading and desliming hydrocycloneEvaluation and Improvement of separation efficien

2、cyLiqiang ZhaligangAbstract:To solve the runing problems of the two-stages hydrocyclone , this paper has set forth detailedly the hydrocyclones separating efficiency of appraising methods and processes, the appraising results could be used to change an ores thickness and the hydrocyclones diameter o

3、f the mouth of sinking sand to raise its separating efficiency.Keywords: Hydrocyclone Assess Improve0 引言云南磷化集團(tuán)尖山磷礦采用擦洗工藝對(duì)磷礦石進(jìn)行選礦加工，工藝由破碎、篩分、擦洗、分級(jí)、脫泥、過(guò)濾等組成，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力50萬(wàn)噸磷精礦。自2006年來(lái)，隨著公司對(duì)施行擦洗裝置效率指標(biāo)管理和考核后，對(duì)擦洗裝置產(chǎn)率和回收率控制提出了新要求。旋流器作為礦漿分級(jí)和脫泥的重要設(shè)備，其分級(jí)效率的好壞直接影響磷礦石產(chǎn)率、回收率指標(biāo)，其效率指標(biāo)的跟蹤監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)重要的技術(shù)管理工作。工藝管理中，采用效率曲線(xiàn)評(píng)定法

4、和綜合效率計(jì)算法對(duì)旋流器分離效率進(jìn)行綜合分析，是十分重要的手段，以此查找存在的問(wèn)題，為提高和保持旋流器高效運(yùn)行而開(kāi)展的技術(shù)調(diào)整提供可靠依據(jù)。1旋流器兩段開(kāi)路工藝的應(yīng)用2006年通過(guò)技改，尖山磷礦擦洗車(chē)間增設(shè)了兩段聚氨脂旋流器組，段用于分級(jí)，旋流器直徑500mm，進(jìn)漿管徑100mm，溢流管徑140mm，沉砂管徑50mm，分離粒度0.074mm；段用于脫泥，旋流器直徑200mm，進(jìn)漿管徑65mm，溢流管徑60mm，沉砂管徑16mm，分離粒度0.030mm。兩段旋流器采用開(kāi)路流程，各段沉砂進(jìn)入過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，段溢流輸送至尾礦庫(kù)。擦洗及分級(jí)脫泥工藝流程如圖1所示：旋流器旋流器圖 1 物料平衡如表1所示：編

5、號(hào)1567891011礦量，h/t略63.0930.9232.1725.885.0437.21產(chǎn)率，36.4617.8718.5914.952.9121.6品位，26.119.0532.8717.7425.7731.9濃度，CW25（理想濃度）15.246813.26212水量，m3/h189.27171.9517.32168.873.0820.4表 1兩段旋流器在運(yùn)行中，最常見(jiàn)的故障為沉砂嘴阻賽和溢流跑粗，不僅影響到整套擦洗裝置的連續(xù)性生產(chǎn)，同時(shí)也造成了可回收精礦的跑粗浪費(fèi)。2 旋流器效率曲線(xiàn)及評(píng)定2.1 圖示法評(píng)定段旋流器在正常生產(chǎn)情況下，給礦壓力0.12MPa,平均給礦濃度35%，進(jìn)料最

6、大粒度8mm，段旋流器給礦壓力0.15 MPa，平均給料濃度14.5%。評(píng)定中，通過(guò)十次連續(xù)取樣篩析，首先計(jì)算物料分配率（表2、3），得到實(shí)際分級(jí)效率曲線(xiàn)，再采用凱爾薩爾效率校正公式對(duì)效率曲線(xiàn)進(jìn)行校正，得到校正效率曲線(xiàn)（圖2、3），以直觀反映參與分級(jí)物料在沉砂中的分配率。粒度mm平均粒度mm給礦溢流沉砂實(shí)際分配率校正分配率，%，%，%Ea，%Ec，%+0.20.243.374.2868.3296.1695.580.16-0.20.193.612.83.7588.5786.860.125-0.160.14312.466.7916.776.6873.200.105-0.1250.1152.338.

7、811.4755.7049.080.074-0.1050.0893.897.381.7728.3117.590.038-0.0740.0657.6517.261.814.631.87-0.0380.03826.6952.686.1912.970.00計(jì)算方法（注） Ec=（Ea -Rw）/（1-Rw）×100%（Ea，旋流器實(shí)際效率，%； Ec，旋流器校正效率，%；Rw，給礦中進(jìn)入沉砂中的水量，%）； Ea=（-）/（-）。 表2 段旋流器物料分配表粒度mm平均粒度mm給礦溢流沉砂實(shí)際分配率校正分配率，%，%，%Ea，%Ec，%0.20.20.6105.96100.00100.000

8、.16-0.20.192.1807.45100.00100.000.125-0.160.1435.1805.35100.00100.000.105-0.1250.1155.820.769.4894.5292.740.074-0.1050.0891.910.5110.5777.0169.560.038-0.0740.06521.5722.032143.4825.14-0.0380.03862.7376.740.1924.510.02 表3 段旋流器物料分配表Rw 圖2 段旋流器分配曲線(xiàn)圖3 段旋流器分配曲線(xiàn)從圖2、圖3中可得到：段旋流Rw=13.4%，d75c=153µm，d50c=1

9、21µm，d25c=101µm；段旋流器Rw=24.5%，d75c=100µm，d50c=79.5µm，d25c=65µm。進(jìn)一步采用可能偏差法、清晰度指數(shù)法、不完善度法、陡度指數(shù)法對(duì)效率曲線(xiàn)進(jìn)行評(píng)定，得到各項(xiàng)曲線(xiàn)指標(biāo)。四項(xiàng)指標(biāo)中，清晰度指數(shù)值為13，越接近1分離效果越好；陡度指數(shù)S值為01，越接近1分離精度越高。而可能偏差Ef與不完善度I越小，旋流器分離效果越好，但沒(méi)有明確的定量標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)定結(jié)果如表4所示：評(píng)定方法可能偏差Ef清晰度指數(shù)不完善度I陡度指數(shù)S計(jì)算方法（d75c- d25c）/2d75c/d25c（d75c- d25c）/2 d50

10、cd25c/d75c段評(píng)定結(jié)果26µm1.500.210.66段評(píng)定結(jié)果17.5µm1.540.220.65 表 4 曲線(xiàn)評(píng)定結(jié)果以上評(píng)定，段旋流器與S趨于中間水平，旋流器分離效率尚可以進(jìn)一步提高。由于兩段旋器的開(kāi)路工藝，段旋流器受到段旋流器的影響，給礦濃度達(dá)到15%，廠家設(shè)計(jì)值為11%，已超出了廠家設(shè)計(jì)給礦濃度，分離效率也未達(dá)到理想狀態(tài)。2.2 計(jì)算法評(píng)定除了用圖示法之外，采用漢考克綜合效率式的計(jì)算結(jié)果表明、段旋流器漢考克分離效率（表5）分別為67.16%、47.74%，兩段旋流器溢流跑粗率高出了廠家1214%、1012%的理想值，尤其是段旋流器跑粗率達(dá)到了49.95%。

11、為了近一步說(shuō)明分離粒級(jí)占溢流中產(chǎn)率對(duì)分級(jí)效率的影響，采用弗萊明-斯蒂芬對(duì)分級(jí)、脫泥用旋流器分離效果評(píng)定的變換式進(jìn)一步計(jì)算，結(jié)果表明，、段旋流器的分離效率僅為46.97%和36.62%。給礦濃度給礦溢流沉砂漢考克綜合效率弗萊明-斯蒂芬綜合效率沉砂夾細(xì)率溢流跑粗率%，%，%，%沉，%溢，%段，-74µm（跑粗率計(jì)算粒級(jí)為+74µm）3534.3469.947.9967.1646.9713.3719.57段，-38µm（跑粗率計(jì)算粒級(jí)為+38µm）1562.7376.740.1936.89 28.29 24.5149.95計(jì)算方法（注）漢=（-）（-）/（-）

12、（100-）×104%；（注）弗-斯=（-）（-）/（-）（100-）×104%=漢；沉= Ea=（-）/（-）×100%；溢=（-）/（-）×100%=100-沉。表 5 兩段旋流器綜合效率計(jì)算結(jié)果兩種方法評(píng)定結(jié)果表明，給礦濃度的增加，礦漿比重和粘度也隨之增加，導(dǎo)致旋流器沉砂夾細(xì)率和溢流跑粗率升高，旋流器的分離效率降低。3 提高分離效率的措施在不改變旋流器主體結(jié)構(gòu)和尺寸的情況下，通過(guò)改變進(jìn)漿濃度、壓力和沉砂嘴直徑，可以提高分離效率。針對(duì)兩段旋流器存在的問(wèn)題，實(shí)踐中，考慮到段旋流器對(duì)尾礦濃度和品位的直接影響，在不改變段旋流器各項(xiàng)工作參數(shù)的情況下，將沉砂嘴

13、直徑從16mm增大到22mm，通過(guò)篩析和計(jì)算表明（表6），沉砂嘴直徑增大，不僅解決了大顆粒礦砂堵塞沉砂嘴問(wèn)題，而且有效降低了沉砂夾細(xì)率和溢流跑粗率，分離效率從36.89%提高到45.26%，但是還需要采取降低給礦濃度或提高壓力等措施進(jìn)一步降低溢流跑粗率。給礦濃度給礦溢流沉砂漢考克綜合效率弗萊明-斯蒂芬綜合效率沉砂夾細(xì)率溢流跑粗率%，%，%，%沉，%溢，%-38µm （跑粗率計(jì)算粒級(jí)為+38µm）1545.7364.718.1945.26 29.28 16.2238.52表6 旋流器綜合效率計(jì)算結(jié)果對(duì)段旋流器，在壓力和給礦物料性質(zhì)不改變的情況下，用清水稀釋礦漿，將旋流器給礦質(zhì)

14、量濃度從35%降低到27%，所測(cè)定的分離曲線(xiàn)如圖4所示。很明顯，給礦濃度降低后，旋流器的分離效率曲線(xiàn)即發(fā)生變化，其D75C=121µm、D50C=103µm、D25C=81µm，相應(yīng)Ef、I、S分別為20µm、1.49、0.19、0.67，分離效率得到提高。圖 4 段旋流器給礦濃度為分別為27%、35%時(shí)的分離曲線(xiàn)給礦濃度給礦溢流沉砂漢考克綜合效率弗萊明-斯蒂芬綜合效率沉砂夾細(xì)率溢流跑粗率%，%，%，%沉，%溢，%-74µm （跑粗率計(jì)算粒級(jí)為+74µm）2747.3791.8615.8274.0468.026.4211.43表7 段旋流器綜合效率計(jì)算結(jié)果通過(guò)綜合效率計(jì)算也說(shuō)明（表7），降低給礦濃度后，段旋流器沉砂的夾細(xì)率從13.37%降低到6.42%，溢流跑粗率從19.57%降低到11.43%，分級(jí)效率從67.16%提高到74.04%。4 結(jié)語(yǔ)通過(guò)旋流器分離效率