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鞍钢调军台选矿厂二段分级旋流器参数优化研究
发布时间：2013-07-02 07:58 来源：未知
1、引言
齐大山铁矿选矿分厂坐落在千山区调军台村，年设计生产能力为原矿处理量900万吨，铁精矿300万吨，精矿品位67. 5%以上。生产采用连续磨矿弱磁一中磁一强磁一阴离子反浮选的T艺流程。磨磁车间的主体设备括中细破碎机、筛分机、球磨机、旋流器、浓缩机、膈膜泵、仪表及计算机系统等。其中引进美国艾利斯公司∮5.5×8.8 m温式溢流型球磨机6台；引进美国克雷布斯∮660 m水力旋流器48台；两段连续磨矿均采用旋流器与溢流型球磨机配合进行分级，二段磨矿采用∮5.5×8.8溢流型磨机与Krebs生产的FX660×9旋流器组，旋流器采用动压给矿，自动控制操作。
二段磨矿存在粒级组成不合理，粗粒级(+0.1 mm)含量较高达28%以上，细粒级（-10um）含量较高达10%，二段磨矿旋流器给矿粒度分布见表1。这给二段磨矿和选别作业带来极大的不利影响，也是造成尾矿品位高的主要原因之一。形成这一现象的原因除有矿石性质的因素（齐大山铁矿的矿石种类较多，磨矿性质相差较大，致密块状矿石非常难磨，而解理层面中含有非常容易泥化的矿物）之外，还有二段旋流器分级参数不合理的因素。
对二段旋流器给矿、沉砂和溢流进行粒度组成分析，结果分别见表1、表2和表3。
从表1、表2、表3中可以看出，旋流器溢流中- 10 m含量高达34. 64%，泥化严重，而可选粒度级别少，仅为10%左右；沉砂中细粒级含量过高（50%左右），且均集中在可选粒度级别中，这样返砂进入磨机中，势必造成过磨，降低磨矿效率，造成泥化。因此，如何提高旋流器的分级效率，减少过磨与泥化，是解决问题的关键。在二段磨矿中要求最终的磨矿细度为-0.074 mm占85%～90%。磨矿产品粒度- 200目设计为90%，生产一直没有达到设计要求，甚至把磨矿产品粒度- 200目生产计划定在85%时，实际生产中都难以完成计划，严重影响下段T序的正常生产。不同时期对磨矿分级进行了多次考查，考察结果发现一些问题，其中二段磨矿新生q值较低，二段旋流器分级效率低，仅为26%左右（见表4）。
综上所述分析，原国外进口旋流器分级效率低是制约二段磨矿效率的主要原因，由于旋流器给矿泵型号选择过小，实际T作中已达到满负荷运行，造成旋流器的操作参数给矿压力无法提高，同时泵池补加水加不进去，造成给矿浓度较高，旋流器的分级效率随着给矿浓度的降低、给矿压力的提高而提高，生产实际中无法实现这两方面的调整，因此，在目前旋流器的给矿条件下，优化旋流器的结构参数，是提高旋流器分级效率的有效途径。
2、旋流器结构参数的优化
针对调军台选矿厂二段磨矿的现状，威海市海王旋流器有限公司提供一台FX660-GX型旋流器，安装于原国外Krebs生产的FX660×9旋流器组上，进行二段分级旋流器结构参数的优化，探索最佳旋流器结构参数。
2.1 溢流管直径对分级指标的影响
旋流器的溢流管直径除影响其生产能力和分离粒度外，还影响其分级效率、返砂比和产物浓度。一般情况下，当溢流管直径增大时，则其生产能力和分离粒度亦增大、溢流产率提高、分级效率相应降低；当溢流管直径减小时，则其结果相反。试验结果见表5。
该结果表明，生产过程中不能单纯用增大溢流管直径的手段来提高其生产能力，也不能无限制地减小溢流管直径的方法来获得细的分级粒度。因为定形的旋流器结构参数间有相应的比例关系，当超出其比例关系时，其固有规律就会被破坏。
2.2 沉砂嘴直径对分级指标的影响
当旋流器同磨机构成闭路时，其沉砂嘴直径对其生产指标影响极大，随着沉砂嘴直径的减小则沉砂浓度增大、溢流粒度变粗、溢流产率增加、沉砂产率下降、返砂比减小、分级效率降低。试验结果见表6。
对于闭路磨矿系统，在生产过程中，一般通过调解沉砂嘴的大小控制返砂比，适宜的返砂比能够提高磨矿效率和磨矿细度。
2.3 角锥比Ds/Do对分级指标的影响
旋流器的角锥比是指其沉砂口直径与溢流口直径之比，它既影响其产物的分配也影响其他分离指标。随着角锥比的增大，其沉砂浓度、溢流产率和分级粒度逐渐降低，而分级效率则逐渐升高。试验结果见表7。
3、国产海王旋流器与原进口Krebs旋流器对比
通过对海王旋流器不同结构参数优化分析，在满足生产要求的溢流细度(- 200目含量在85%~90%)的情况下，要求旋流器分级效率得到最大限度的提高，取样分析结果见表8。
根据试验结果，确定旋流器的最佳配置为溢流管180 mm，沉沙嘴135 mm。
探索海王旋流器最佳结构参数过程中同时对比原国外Krebs旋流器，在同一机组上，旋流器给矿条件均相同，对比数据见表9。
从表9中可以看出，在相同的给矿条件下，海王旋流器溢流细度、分级效率分别高于Krebs旋流器3. 07%、3.32%，增加了可选粒级含量；而沉砂细度则减少了1.15%，降低了沉砂夹细，在二段磨矿中减少了过磨。
4、结论
(1)在一定的给矿条件下，旋流器的溢流管、沉沙嘴的大小直接影响刭旋流器的各项技术指标，依据现场实际T矿条件合理搭配旋流器的结构参数，是提高旋流器分级指标有效途径与手段。
(2)试验考察表明，若旋流器进料浓度保持在40%—45%，分级效果可以达到30%以上，溢流细度可达到85%以上，根据目前给矿工艺条件，旋流器采用180 mm的溢流管，135 mm的底流口配置的旋流器完全可以满足现场工艺要求。
(3)比较国产与进口两种旋流器，相对而言威海海王旋流器的分级效果较好，威海海王旋流器比国外Krebs旋流器分级细度高3.07%，分级质效率高3.32%。由此国产海王牌旋流器完全可以替代进口旋流器。
