水力旋流器是应用非常广泛的分离非均相液体混合物的设备,尽管对旋流分离技术的研究不断深入,但将水力旋流器用于微细颗粒的分离仍然处于探索和发展阶段。其基本原理是将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物在离心作用下进行分离,分离效率高、分离设备占用空间小,并且可连续操作。一般来说,悬浮在液相介质中的固体颗粒可以按其粒度的大小,密度,形状等进行分离,分离过程可以区分为分选和分级。所谓分级便是将具有相同密度的固相颗粒按粒度大小进行分离。由于旋流器的分离效率随颗粒粒度的增大而上升,故可用于将进料中的固相颗粒分成粗粒级颗粒和细粒级颗粒两部分,即将旋流器用于颗粒分级设备。在小型铁矿用于颗粒分级的旋流器,分级精度比较低,分级粒度较低,尾矿的浪费比较严重,现在本课题是设计出一种适合小型铁矿颗粒分级的旋流器,使之达到所要求分级粒度。本论文首先探索旋流器的结构参数,进口流量,以及分流比对压降影响。然后找出一般规律。最后是改变参数,得出分级效率的变化规律。实验结果表明:旋流器的压降随着进口流量的增加而增大,并且压降与进口流量呈明显的指数关系;随着分流比的增加,底流压降呈现出明显的增大趋势,而溢流压降基本没有变化;随着锥角的变化,底流压降和溢流压降都随之增大;当底流口直径增大时,底流压降有变小的的趋势,而溢流的压降基本保持稳定,没有明显的变化;在有无背压的情况下,底流的压降基本保持不变。在分级效率实验中,当流量增加时,d50减小;当分流比增大时,d50增大,一般来说,分流比不宜超过0.35,当超过0.35时,分离的效果就会急速下降,达不到所需要的分级效果,同时分级出的粒径也比较紊乱。当锥角变化时,当锥角从17°变化到120°时,d50会随之变大。本文对小流量颗粒分级旋流器的分级范围做了初步的界定,对在何种情况下分级效果最好也有个大致的预判。这为以后小流量颗粒分级旋流器分级效率的研究提供了一定的理论基础和实际的研究方法。