旋流器的工作原理

作為離心力與重力復(fù)合力場的典型設(shè)備,因其結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、安裝操作方便、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地用于諸多領(lǐng)域。[1] 

旋流器的基本原理是將具有一定密度差的液-液、液-固、液-氣等兩相或多相混合物在離心力的作用下進(jìn)行分離。將混合液以一定的壓力切向進(jìn)入旋流器，在圓柱腔內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)流場。混合物中密度大的組分在旋流場的作用下同時(shí)沿軸向向下運(yùn)動(dòng)，沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)錐體段沿器壁向下運(yùn)動(dòng)，并由底流口排出，這樣就形成了外旋渦流場；密度小的組分向中心軸線方向運(yùn)動(dòng)，并在軸線中心形成一向上運(yùn)動(dòng)的內(nèi)渦旋，然后由溢流口排出，這樣就達(dá)到了兩相分離的目的。[2] 

發(fā)展史

水力旋流器自20世紀(jì)80年代末開始在國內(nèi)出現(xiàn),是一種離心分離裝置,是利用不互溶介質(zhì)間的密度差而進(jìn)行離心分離的。在20世紀(jì)60年代旋流器發(fā)展成為主要的處理設(shè)備,用于礦砂的篩選及分級(jí)等。[3] 

水力旋流器的用途也由主要進(jìn)行固-液分離擴(kuò)展到不互溶介質(zhì)的液-液分離、液-液-固分離及氣-液-固三相分離等。我國許多油田也在積極地進(jìn)行水力旋流器的試驗(yàn)與應(yīng)用于采油廢水的固液分離和油水分離的研究,并已顯示出良好的前景。[4] 

主要類型

按照施工工段分為一段分級(jí)旋流器、二段分級(jí)旋流器。

按照功能分為分級(jí)旋流器、脫水旋流器、脫泥旋流器、除渣旋流器、濃縮旋流器、尾礦干排推薦旋流器。

一段分級(jí)旋流器

一段分級(jí)旋流器廣泛用于單系列日處理量500噸以上的各種金屬礦、非金屬礦選廠，與一段球磨機(jī)構(gòu)成閉路磨礦分級(jí)循環(huán)。旋流器根據(jù)不同的處理能力，既可單臺(tái)布置，也可成組配置。在較高的給礦濃度情況下，具有較高的分級(jí)效率和較細(xì)的溢流細(xì)度，溢流產(chǎn)品力促均勻，分機(jī)效率比常用的螺旋分級(jí)機(jī)高出5-10%，有利于磨機(jī)利用系數(shù)的提高。

（1）大椎角旋流器

旋流器的椎角較大，直至180度（又稱平地旋流器），適于處理濃度高、礦物比重大，溢流細(xì)度要求-200目60%以下的場合，尤其適于階段磨選流程的鐵礦一段磨礦。這種結(jié)構(gòu)的旋流器具有溢流粒度均勻、溢流產(chǎn)品過磨現(xiàn)象輕、底流產(chǎn)率可大幅調(diào)整而不影響旋流器的正常工作等一系列優(yōu)點(diǎn)，與產(chǎn)同旋流器相比，可提高一段磨礦處理量10-25%。

（2）一段高細(xì)度分級(jí)旋流器

適用于一段磨礦要求磨礦細(xì)度-200目80%以上的場合。由于分級(jí)粒度細(xì)，普通結(jié)構(gòu)旋流器即使達(dá)到要求的分級(jí)粒度，分級(jí)效率也會(huì)大幅下降，返砂量增大，磨機(jī)新給礦量低。一段高細(xì)度分級(jí)旋流器通過結(jié)構(gòu)的改變，降低溢流跑粗和底流夾細(xì)程度，在獲得較高溢流細(xì)度的同時(shí)，保持高的分級(jí)效率。

二段分級(jí)旋流器

二段分級(jí)旋流器廣泛使用在各種金屬礦、非金屬礦的二段檢查，控制分級(jí)。旋流器的規(guī)格自75mm至660mm,可適用不同處理量、對(duì)磨砂細(xì)度不同要求的選廠。旋流器采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可使二段旋流器的溢流細(xì)度自-200目75%至95%之間任意選擇和調(diào)整。

JY系列旋流器是我公司在吸收、消化美國Krebs旋流器分級(jí)技術(shù)上研發(fā)生產(chǎn)的新一代高效分級(jí)旋流器。該系列旋流器具有分級(jí)效率和分級(jí)精度高，單臺(tái)處理能力大（單臺(tái)處理能力4-550m3/h），使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，已在國內(nèi)幾百家金屬礦和非金屬礦的磨礦分級(jí)作業(yè)中得到成功應(yīng)用。

脫水旋流器

脫水旋流器主要用于各種礦物漿液的脫水作業(yè)。根據(jù)不同的物料特性，不同的生產(chǎn)安裝環(huán)境，采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有壓降低，處理量大、脫水效率高的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于某尾礦再選制漿脫水作業(yè)中，在給礦濃度5 - 12%， -200目含量75%的情況下，旋流器的溢流平均濃度控制在1.5%以下，在達(dá)到了有效脫水目的的情況下，避免了有用礦物的流失。在某硅砂的脫水作業(yè)應(yīng)用中，脫水旋流器的溢流濃度達(dá)到了0.5%以下，并且溢流脫出的幾乎是不合格的細(xì)泥，達(dá)到脫水和脫泥的雙重效果，旋流器溢流水經(jīng)沉降后，重新利用，節(jié)省成本。

脫泥旋流器

高效脫泥旋流器主要用于各種金屬礦、非金屬礦漿的脫泥作業(yè)。高效脫泥旋流器在吸收國外優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過幾年的實(shí)踐，確定高效脫泥旋流器的主要構(gòu)件的比例及協(xié)調(diào)性，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的高效脫泥旋流器具有脫泥效率高，有用礦物損失少，節(jié)省用戶成本，提高生產(chǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。案例：某硅砂礦丟棄的尾礦種泥質(zhì)礦物占12.7%，細(xì)度-325目占39.3%，泥質(zhì)礦物幾乎全部貯存-325目級(jí)別中。

除渣旋流器

除渣旋流器：應(yīng)用于電廠濕法脫硫、石灰制漿、原油除渣、自來水除砂、污水處理等作業(yè)中，可有效去除漿液中的粗砂、金屬等顆粒雜物，具有渣物去除效率高，有用漿液損失少等優(yōu)點(diǎn)。

濃縮旋流器

高效濃縮旋流器常與濃密機(jī)、過濾機(jī)等配合使用，應(yīng)用于各種礦物過濾前的濃縮，礦物細(xì)磨浮選、金的礦漿氰化等之前的濃縮準(zhǔn)備作業(yè)，以及尾礦的高濃度輸送等作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)礦漿的濃縮。

高效濃縮旋流器很少單獨(dú)使用，常與其他設(shè)備相結(jié)合使用，濃縮旋流器可根據(jù)客戶要求及上下游作業(yè)的具體情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)和安裝方面的調(diào)整，達(dá)到使用效果的較優(yōu)化，同時(shí)旋流器利用獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可在較低的溢流濃度的前提下，產(chǎn)生較高的底流濃度，提高生產(chǎn)效率，減少支出，節(jié)省成本。

尾礦干排旋流器

◆工藝特色

■尾礦由筑壩式排放改為堆土場排放,取消了尾礦庫和庫容水，避免了潰壩、漫壩、垮壩等事故的發(fā)生,提高了安全性。

■經(jīng)濟(jì)性高，降低了投資成本,節(jié)約了征地費(fèi)用,縮短建設(shè)周期，維護(hù)運(yùn)營費(fèi)用低廉

■達(dá)到廢水的零排放,為社會(huì)節(jié)約大量水資源,為企業(yè)節(jié)省大量資金。

■尾礦干堆處理技術(shù)解決方案,既可圍堰造田植樹,又可回填礦坑和塌陷區(qū),實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)雙豐收。

■管理簡單,易于操作,應(yīng)用面廣,適用于各種粒度和濃度尾礦的濃縮干排。

◆應(yīng)用設(shè)備示例

■高效濃縮旋流器------尾礦干排系統(tǒng)的核心

高效濃縮旋流器與濃密機(jī)、脫水篩組合，可以高效完成濃縮與脫水工藝。經(jīng)旋流器濃縮脫水后，底流濃度的提高為脫水篩作業(yè)創(chuàng)造了良好的條件，可大幅度提高脫水篩產(chǎn)能，溢流濃度的降低可有效減輕濃密機(jī)的負(fù)荷。利用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于各類選礦廠，在鐵礦中，即使給礦濃度在8%左右，底流濃度依然能保持70%以上，產(chǎn)率在75%以上。