水力旋流器选型举例

水力旋流器选型举例

【我来说两句】2007-1-29 16:22:24 中国选矿技术网浏览1184 次收藏

【摘要】：

在很长时间里，国产水力旋流器的品种很少，只有整体铸铁的和内衬辉绿岩铸石的两种类型；规格也很少，只有三、五种；质量还比较差，不耐磨，而且缺乏自动控制装置，因此，水力旋流器的工作过程很难调整，运转不正常，分级效率差，所以除在云南锡业公司等少数条件较好的有色金属矿选厂使用以外，大多数选矿厂都没使用，铁矿选厂则基本上不用。

直到20世纪80年代初，辽重从美国RS公司引进先进的水力旋流器生产技术，制造出内衬橡胶的克雷布斯型水力旋流器、水介旋流器、重介旋流器以及旋流器组，才使我国生产的水力旋流器品种、规格增加，质量也提高到新的水平。与此同时，国内也研制了新型旋流器。目前，与国外相比，国产水力旋流器在结构型式上和品种规格上逐渐增加，与国际先进水平的差距缩小，有些已经达到国际先进水平。

近10多年来，我国生产水力旋流器的制造厂增加了，这也表明它正在得到推广应用。国产水力旋流器的品种有：衬橡胶的、衬聚氨酯的、衬辉绿岩铸石的、整体铸铁的、全聚氨酯制的，全玻璃钢制的等。其中衬橡胶和衬聚氨酯的水力旋流器很有发展前途，目前普遍受到欢迎，全聚氨酯制的中小型水力旋流器是一个新品种，由于有多种优点也受到欢迎，正在推广。而普通整体铸铁的、衬铸石的和全玻璃钢制的水力旋流器，则由于不耐磨、笨重或只能一次性使用等缺点，目前正在逐渐被淘汰。

我国生产水力旋流器的主要厂家是辽重和威海市海王旋流器有限公司（以下简称威海海王，原威海鲸园聚氨酯厂），其他生产厂家有鑫海矿机、长沙矿冶院、昆明金山、宁化矿机、群英、赣矿、石城选设、云锡大屯耐磨设备厂（以下简称云锡大屯耐磨厂）、诸矿等。

国产水力旋流器的规格从直径10~1200mm，共10多种规格，这都是常用的规格型式，初步满足了国内选矿工业的需要。水力旋流器的规格以圆柱形筒体的直径（mm）表示。

1.辽重该厂生产克雷布斯型衬胶和整体铸铁的水力旋流器、普通整体铸铁水力旋流器、衬辉绿岩铸石水力旋流器、分级旋流器、水介旋流器、重介旋流器、克雷布斯型水力旋流器组和重介旋流器组。

克雷布斯型衬胶和整体铸铁的水力旋流器，其工作表面分别为软耐磨橡胶和灰口铸铁，给矿口均为渐开线形状，沉砂口直径均可用压缩空气调节。它们广泛用于选矿及其他工业部门的分级作业。

重介、水介和分级旋流器也是该厂从美国RS公司引进先进技术而制造的新型设备。其工作表面材质为硬镍白口合金铸铁，后者的硬度≥600HB。旋流器主体和溢流管使用寿命达3年，分级旋流器的沉砂口使用寿命为6~10个月，重介旋流器的沉砂口使用寿命为4-6个月。它们是选煤工艺流程中的主要设备。

上述引进技术生产的各种旋流器，其共同优点是结构简单、安装及维修方便、耐磨、使用寿命长。它们均已经过美国RS公司鉴定，产品质量达到了美国同类产品的质量标准。

(1)克雷布斯型衬胶水力旋流器。其技术性能列于表1，外形及安装尺寸见图1。

(2)整体铸铁水力旋流器。其技术性能见表2，外形及安装尺寸见图2、3。

(3）衬辉绿岩铸石水力旋流器。其技术性能见表3，外形及安装尺寸见图4。

(4)分级旋流器。主要用于重介选煤流程中，根据粒度大小对加重剂（磁铁矿颗粒）进行分级。其技术性能见表4，外形及安装尺寸见图5和表4。

(5)水介旋流器。其主要结构特点是圆柱形筒体比较长，而圆锥形筒体很短。它主要用于除去0. 5~Omm末原煤中以黄铁矿形式存在的硫，也可以用于分级作业。其技术性能见表5,外形及安装尺寸见图6和表5。

(6)重介旋流器。主要用于分选0. 5~50mm的末原煤，与水平面呈300左右安装。其技术性能见表6，外形及安装尺寸见图7和表6。

(7)克雷布斯型水力旋流器组。由若干台标准水力旋流器组合而成，采用集中给矿方式，由矿浆分配器均匀地向各台旋流器供给矿浆。利用手动闸阀控制各旋流器的给矿量，并将各自的溢流和沉砂汇集在溢流槽和沉砂槽里。利用自动控制系统，通入200~784kPa的压缩空气调节沉砂口直径大小。克雷布斯型水力旋流器组的主要技术性能见表7。该表中的铸铁旋流器组亦可制成衬胶的旋流器组，此外还可根据用户要求设计水力旋流器组。

(8）重介旋流器组。由若干台重介旋流器组合而成，采用集中给矿方式，将原煤和重介质悬浮液的均匀混合物由给矿分配器均匀地供给单台重介旋流器，分选出的精煤和研石分别由溢流管和底流管排出。重介旋流器组的主要技术性能见表8，表中的单台重介旋流器作为对照。除表中所列外，还可根据用户要求设计重介旋流器组。

2.宁化矿机该厂生产分级用的水力旋流器和选别用的短锥水力旋流器，又分为无衬里和有衬里两类。有衬里的水力旋流器内衬聚氨酯耐磨层。而所有旋流器的沉砂嘴均用聚氨酯制成，采取扣接方式，更换时不必停机，只需1~15s即可更换好。因此使用和维修非常方便。分级用水力旋流器外形示于图8，其技术性能列于表9。

3.其他厂云锡大屯耐磨厂现生产普通的和耐磨的两种水力旋流器，装有非金属耐磨材料衬里的水力旋流器比普通铸铁型的使用寿命可延长30倍。该厂水力旋流器的技术性能列于表10。昆明金山、群英和石城选设生产的水力旋流器的技术性能列于表11~13。

4.诸矿该厂生产的水力旋流器及其技术性能列于表14，外形示于图9，安装尺寸列于表15。

5.威海海王该厂根据冶金、石油化工、建材等工业部门的需要，在消化移植国外同类产品的基础上，于1980年初开始研制聚氨酯水力旋流器，目前已基本上形成产品系列，其主要技术性能列于表16。近来，该厂已经研制成功Ф5OOmm和Ф660mm的大型聚氨酯水力旋流器并在工业应用中获得良好效果。

表1表2表3表4表5、6表7表8表9表10、11、12

表13、14表15表16

图1图2图3图4图5图6

近年来，该公司研制、生产了多项新结构、新用途的旋流器并取得了国家实用新型专利，已成为国内生产旋流器的主要厂家。此处主要介绍其分级浓缩型旋流器，各种选煤用介质旋流器在选煤专用设备一章介绍。

该公司生产的分级、浓缩、脱水通用型水力旋流器（旋流器组）的主要特点是：①新颖的结构组合，合理的流道设计，较高的内表面光洁度，提高了旋流器的分级效率和分级精度；

②规格齐全，直径最小为10mm，最大为660mm，分级粒度最小可达2μm；③选用耐磨材质优化组合、性能价格比最佳；④易于更换的溢流管和沉砂嘴及其备件库存，给现场调试、维护带来较大的便利和保障；⑤根据分离粒度和处理能力等要求，可为用户单独设计；⑥旋流器组采用环形布置，可保证各旋流器工作状态一致，而适宜的沉砂箱角度及高度，既能保证沉砂顺利排出、又能防止外溅；⑦采用耐磨材料处理过流件内壁，可提高使用寿命。

该厂生产的聚氨酯水力旋流器一般由3个部件组成，即上旋体（上盖）、锥体（通常分为上锥体和下锥体）及沉砂嘴。各部件之间通过卡箍连接，密封效果好，且安装简单，各部件更换简便、迅速，便于维修。尤其是沉砂嘴等易磨损件，除了聚氨酪材质本身耐磨之外，还对其配方作了调整，进一步提高了耐磨性，延长了使用寿命。

Ф125、Ф200、Ф250和Ф300mm聚氨酯水力旋流器已在油田钻井泥浆脱粗净化工序中得到广泛应用，效果良好，比丁睛胶旋流器的使用寿命延长5~10倍，其质量已达到美国同类产品的水平。Ф300mm聚氨酯水力旋流器于1987年用在鲁中矿山公司选矿厂尾矿堆坝，对尾矿进行分级脱泥，使用效果良好，旋流器主体部件使用寿命达22500h后仍可使用，沉砂嘴使用寿命约2000h，并在1991年4月通过了部级鉴定。总之，聚氨酯水力旋流器是一种耐磨的新型分级脱泥设备，对其结构参数作适当改进后可广泛用于各种分级作业。它具有质量轻、耐磨、耐油、耐腐蚀、隔音、绝热等优点，在冶金、化工等部门很有推广使用价值。

Ф125和Ф300mm聚氨酯水力旋流器的外形尺寸示于图10。

6.长沙矿冶院长沙矿冶院研制、生产的CZ型高效旋流器是一种按粒度、密度进行分级或分离的设备。待分级物料按切线方向从圆筒内壁高速给入，介质、颗粒的混合体产生旋转形成离心力场，不同粒度、不同密度的颗粒（或液相）产生不同的运动轨迹，在离心力、介质黏滞阻力、浮力、重力等力场的作用下，粗颗粒、大密度的颗粒向周边运动，通过锥形体从沉砂口排出；细颗粒、低密度的颗粒（或液相）向中心运动，由溢流管排出；由此实现固体颗粒的粗细分级和不同密度流体的分离。

使用范围：与磨机闭路的分级作业；与细筛闭路的多次分级；尾矿堆坝、充填前的分级脱泥作业；非金属矿物加工中的除砂作业；重选前的分选、脱泥作业；尾矿高浓度输送前的辅助浓缩作业；采油工业中的油-砂、油-水分离作业。

技术特点：入矿口弧线采用双圆弧设计，可显著减轻进口磨损，流线保持稳定；内衬采用了与乌克兰合作研制的CNU耐磨材料；长柱、变锥设计，增大了有效分级空间，长期工业实践表明CZ型旋流器的溢流粒度较细，沉砂中合格粒级含量减少，分级效率高出普通旋流器10％~20%。

该旋流器的主要技术参数列于表17。

7．烟台鑫海耐磨胶业有限公司（以下简称鑫海胶业）和鑫海矿机该公司生产的水力旋流器采用了性能优良、耐磨的Linatex橡胶衬里，并采用了特殊设计的鱼尾装置，用来稳定底流浓度，提高分级效率。

其水力旋流器的一般特点是：专门设计的给矿管阻力小、流态好，有利于提高分级效率；与倒置的U型弯头排矿管相比，水平溢流排矿管可更有效地排空物料；溢流室排矿口可转动一周到任何方向，便于安装；长柱体，分级行程长，提高了分级效率；高耐磨的Linatex 橡胶衬里，使用寿命更长；随时可更换的内衬，使沉砂嘴及整个旋流器可长期使用；特殊设计的鱼尾装置，可提供稳定的底流浓度，提高分级效率。

特殊设计的鱼尾装置：传统的水力旋流器使用了排矿沉砂嘴，均为固定式的或暂时固定的排放口，一旦物料性质、给矿压力、给矿量和浓度等发生少许变化，就会明显地影响底流的排放浓度。鱼尾装置可提供稳定的底流浓度，而且使粗颗粒进入溢流中的机会大大减少，提高了分级效率。采用鱼尾装置，所排出的底流浓度也是目前所有品种旋流器中最高的，而且不会使溢流跑粗。这对选厂第一段磨矿回路中采用水力旋流器分级提供了良好的保证。鱼尾装置是该公司的专利产品，只简单介绍其工作原理如下：要求鱼尾装置底部与溢流最终排放处液面的高差应高于1.85m，这一距离将会产生虹吸现象。虹吸现象将会在旋流器内形成一个向上的吸力，籍此拉动鱼尾装置的弹性橡胶，吸力的变化就可使鱼尾橡胶片发生变化，使排矿口的大小发生变化，从而调整旋流器的工作状态。旋流器的给料粒级变化也可以带来鱼尾装置的收缩和关闭，以便保证分级效率和底流浓度处于稳定状态。

带有底流调整装置的Linatex旋流器，适用范围广，如用于磨矿回路的分级，尾矿脱水，重介质分选，脱泥，砂石分级及洗涤，煤粉及粉煤灰脱水，提高浓度等。

该公司带鱼尾装置的水力旋流器示于图11，150~450图11带鱼尾装置的水力旋流器（鑫海胶业）和600~1200标准旋流器的规格尺寸分别示于图12、13和表18、19，固定的耐磨沉砂嘴和手工调节的沉砂嘴以及鱼尾装置的规格尺寸分别示于图14~16。

鑫海矿机生产的高效水力旋流器为一种新结构尺寸的高性能旋流器，具有渐开线型给矿口、长柱体、短锥体、可更换内衬的金属外壳、易更换的溢流管和沉砂嘴、高耐磨的烧结碳化硅材料衬里，与普通旋流器相比，可提高分级效率10%-20%（由此可使球磨机的效率提高40%，电耗和球耗降低20%-40%），大部分易损件使用寿命达12个月以上。其技术参数列于表20。此外，该公司生产的JAX型聚氨酯水力旋流器的技术参数列于表21。

8.昆明冶研新材料股份有限公司（以下简称昆明冶研）该公司生产的获得专利的水封旋流器和旋流器具有下列特点：①固液两相流场消除了空气柱的有害影响，分离速度提高一倍，楔型旋转体控制分级精度；②除具有高效率锥体离心力场外，增加了压力分级场和压力浓缩场，在这三场共同作用下，使分级效率提高30％；沉砂嘴尺寸大于给料口，只要给料口不阻塞，沉砂嘴就不易发生阻塞，从根本上解决了长期得不到解决的沉砂嘴阻塞和磨损的技术难关，正常工作有了可靠保证。③耐磨材质选用碳化硅，使用寿命长。

这两种旋流器应用广泛，是有色金属、黑色金属、非金属、煤泥选矿厂分级、脱泥、除渣、浓缩不可缺少的设备。也用于氧化铝分级、铝粉分级；石灰乳液除砂、除渣；化工产品离心机脱水作业前浓缩，浓缩比高达5~8倍；用于钻井泥浆固控，除砂、降黏，脱去2微米胶泥。其技术参数分别列于表22、23。

表17表18表19表20、21表22、23

图7图8图9图10图11图12、13图14图15、16