水力旋流器是应用非常广泛的液体、非均相混合物的分级、分离设备。旋流器依靠流体产生的离心力场实现分级与分离,因此与依靠重力场分级与分离的设备相比,显示出一些突出的优点:结构简单,占地面积少,设备投资少,运行成本低,易于安装和操作;旋流器内产生的较高的剪切力可有效地破坏颗粒间的团聚,有利于固相颗粒的分级与洗涤;用途广泛,不仅用于固体颗粒的分级、分类与洗涤,还可用于液体澄清、料浆浓缩、液体除气与除砂以及非互溶液体的分离等。 水力旋流器在我国选矿厂已有多年的应用实践,以往主要用于细粒物料的分级、矿浆浓缩、脱泥脱水等,而粗磨阶段基本都用螺旋分级机作分级设备。但近年引进国外工艺新建的大型选矿厂,第一段磨矿的分级作业都采用水力旋流器,国外应用水力旋流器相当普遍,螺旋分级机已很少见。第一段磨矿采用水力旋流器分级的主要问题是磨机排矿粒度组成极不均匀,粗大颗粒含量高并含有碎钢球,容易造成旋流器、泵及管道的严重磨损堵塞。由于优质的耐磨材料的出现,磨损的问题已不突出,主要是堵塞的问题。引进国外工艺新建的大型选矿厂,在磨机排矿后都设置有除渣系统,筛除粗大颗粒及碎钢球并将其返回磨机中,从而解决了堵塞问题。但对于老选厂,欲用旋流器取代螺旋分级机遇到的最大问题就是不具备安装除渣系统的场地空间。带着这一问题,我们与生产现场合作研究,探索在不设置除渣系统的条件下用旋流器取代螺旋分级机的可行性。 通过在酒泉选矿厂和攀枝花选矿厂的实验结果表明:(1) 工业试验与实践表明,老选厂一段磨矿作业在不增设除渣系统和不用对格子型球磨机进行改造的条件下,仍可以用旋流器取代螺旋分级机。用旋流器取代螺旋分级机后,可腾出大面积的场地用于其它技改,可大大减轻分级作业的维修工作量,降低生产成本。 (2) 旋流器分级效果与矿石性质有重要关系 (3) 对于选矿厂中矿石硬度低、易磨,球磨排矿中合格粒级的含量高,用旋流器取代螺旋分级机后能充分显示出旋流器分级效率高的特点,用旋流器取代螺旋分级机可明显提高磨矿的工艺指标改造效果非常明显。 (4) 对于选矿厂中矿石硬度高、难磨,球磨排矿中的合格粒级含量较低,旋流器分级效果受给矿条件波动的影响便显现出来,而导致溢流粒度组成的波动,要增设一简单的控制分级设备。 对于固液两相流分离的大型水力旋流器(水力旋流器直径D=500cm)真实闭路仿真,对于确定旋流器的合理工艺参数、解决旋流器分级工艺中的问题、旋流器分级工艺的设计以及对旋流器开展理论研究、新型旋流器的开发等具有重要意义。