CN102513226A - 一种提高水力旋流器高浓度分级效率的方法和装备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高水力旋流器高浓度分级效率的方法和装备，是关于提高水力旋流器高浓度分级效率的方法和装备，属于选矿中水力分级和其它液体中固体物料分级领域。本发明通过在水力旋流器给矿口安装充气系统，连续地向水力旋流器给矿口充入空气，从而在保持质量浓度不变条件下降低水力旋流器给矿的体积浓度，可显著提高水力旋流器高浓度（质量浓度大于50%）分级效率。
Description
技术领域
本发明是关于提高水力旋流器高浓度分级效率的方法和装备，更具体的说，是关于提高水力旋流器高浓度（质量浓度大于50%）分级效率的方法和装备，属于选矿中水力分级和其它液体中固体物料分级领域。
背景技术
水力旋流器工作时（如图1所示），给矿（体积）浓度总大于3%，固体颗粒的沉降都是干涉沉降。由于干涉沉降效应增强，给矿浓度高时水力旋流器分级效率急剧降低。
给矿浓度超过临界浓度时，颗粒之间的相互影响导致水力旋流器失去分离作用，溢流、沉砂和给矿三者的粒度组成趋于相同，溢流产物和沉砂产物只是量的机械分配，无质的变化。通常认为，水力旋流器的这一临界给矿（体积）浓度为体积浓度35%（颗粒比重为3g/cm3时质量浓度为62%）。分级粒度越小，水力旋流器的给矿极限浓度越低。
给矿浓度低于临界浓度时，水力旋流器给矿浓度越大，干涉沉降效应越显著，水力旋流器分级效率越低。由于高浓度分级效率低，工业上分级都在尽量低的浓度下进行，分级溢流产品的浓度难以提高。
另一方面，选矿生产中，分级溢流产品的浓度越高，后续选矿设备的处理能力越大，设备投资和生产成本越低。提高水力旋流器高浓度分级效率的经济效益明显，需要技术改进和突破。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种提高水力旋流器高浓度分级效率的方法和装备,可以显著地提高分级效率。
本发明的提高水力旋流器高浓度分级效率的整个装备由常规水力旋流器分级系统和充气系统组成，常规水力旋流器分级系统包括泵池（1）、砂泵（2）、压力表（3）和水力旋流器(4)，充气系统包括空气压缩机（5）和固定管（6）和连接管（7），充气系统与常规水力旋流器分级系统在水力旋流器给矿口处用固定管（6）和连接管（7）连通。见图2。
为了防止空气压缩机因故停用时矿浆进入空气压缩机，所述充气系统中固定管进气端（A）高于固定管出气端（B），充气系统中固定管进气端（A）与固定管出气端（B）的高差大于（B）处矿浆静压能对应的矿浆上升高度，具体高度与现场水力旋流器工作情况有关。
本发明的提高水力旋流器高浓度分级效率的方法是：水力旋流器分级设备系统正常运行时，连续地向水力旋流器给矿口充入空气，从而在保持质量浓度不变条件下降低水力旋流器给矿的体积浓度，提高分级效率。
所述水力旋流器给矿口充入的空气是采用普通空气压缩机提供。
为了充分发挥高压空气对矿浆的稀释作用并尽量提高高浓度给矿水力旋流器的分级效率，空气压缩机的压入高压空气量应该足够大，相关参数与水力旋流器分级系统组成、给矿组成、给矿量和和目标分级粒度等有关。水力旋流器参数与给矿性质匹配时，给矿口高压充气对水力旋流器分级的促进作用更明显，分级效率提高幅度更大。
本发明的原理是：给矿浓度对水力旋流器分级效率的影响主要是体积浓度的影响；质量浓度对水力旋流器分级效率的影响是通过体积浓度的影响表现出来；质量浓度对水力旋流器分级效率的影响还与固体颗粒的比重有关；在水力旋流器给矿口充入足够量的高压空气后，给矿质量浓度保持不变，体积浓度明显降低，干涉沉降的影响减少，分级效率提高；在水力旋流器给矿口充入足够量的高压空气可以提高水力旋流器高浓度分级效率，因为保持给矿质量浓度高时，体积浓度降低，干涉沉降的影响减少。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是明显提高水力旋流器高浓度（质量浓度大于50%）分级效率至少10%，具体提高值决定于现场条件。
附图说明
图1为水力旋流器工作原理图。
图2为本发明的方法和装备示意图。图中各标号为1-泵池，2-砂泵，3-压力表，4-水力旋流器，5-空气压缩机，6-固定管，7-连接管，A-固定管进气端，B-固定管出气端。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述，但本发明的内容不限于所述范围。
实施例中采用的水力旋流器是昆明冶研新材料有限公司生产的Φ125水力旋流器，砂泵是昆明冶研新材料有限公司生产的1英寸砂泵，砂泵转速由变频器控制，气压指空气压缩机在给矿口充入空气的压强。
试验所用固体物料为云南省大红山铜矿选矿厂一系列二段磨矿中水力旋流器给矿，真比重为3.25，给矿质量浓度为70%；溢流和沉砂合并入水力旋流器给矿。
分级效率计算式 为：
E=(G-C)*(Y-G)/G/(1-G)/(Y-C)*100%
式中，E-分级效率，%；
G-给矿中小于计算粒度部分的含量，%；
C-沉砂中小于计算粒度部分的含量，%；
Y-溢流中小于计算粒度部分的含量，%。
三个实施例中，例1与例2的砂泵运转条件相同，但所用固体物料不同；例2与例3所用固体物料相同，但砂泵运转条件不同；例1与例3所用固体物料和砂泵运转条件都不同。
实施例1：
本实施例提高水利旋流器高浓度分级效率的方法，是水力旋流器分级设备系统正常运行时，连续地向水力旋流器给矿口分别充入压强为0、0.2、0.4、0.6、0.78MPa的空气，采用的固体物料和砂泵运转条件如表1和表2所示，得到的分级效率如表2所示。
本实施例提高水力旋流器高浓度分级效率的装备，如图2所示，由水力旋流器分级系统和充气系统组成，常规水力旋流器分级系统包括泵池（1）、砂泵（2）、压力表（3）和水力旋流器(4)，充气系统包括空气压缩机（5）、固定管（6）和连接管（7），充气系统与常规水力旋流器分级系统在水力旋流器给矿口处用固定管（6）和连接管（7）连通，充气系统中固定管进气端（A）高于固定管出气端（B），充气系统中固定管进气端（A）与固定管出气端（B）的高度差大于（B）处矿浆静压能对应的矿浆上升高度。
表1 给矿粒度组成
| 粒级（mm） | 产率（%） |
| +0.15 | 39 |
| -0.15+0.074 | 29 |
| -0.074+0.037 | 17 |
| -0.037 | 15 |
表2 砂泵电源频率为45Hz时分级试验结果
实施例2：
本实施例提高水利旋流器高浓度分级效率的方法，是水力旋流器分级设备系统正常运行时，连续地向水力旋流器给矿口分别充入压强为0、0.2、0.4、0.6、0.78MPa的空气，采用的固体物料和砂泵运转条件如表3和表4所示，得到的分级效率如表4所示。
本实施例提高水力旋流器高浓度分级效率的装备，如图2所示，由水力旋流器分级系统和充气系统组成，常规水力旋流器分级系统包括泵池（1）、砂泵（2）、压力表（3）和水力旋流器(4)，充气系统包括空气压缩机（5）、固定管（6）和连接管（7），充气系统与常规水力旋流器分级系统在水力旋流器给矿口处用固定管（6）和连接管（7）连通，充气系统中固定管进气端（A）高于固定管出气端（B），充气系统中固定管进气端（A）与固定管出气端（B）的高度差大于（B）处矿浆静压能对应的矿浆上升高度。
表3 给矿粒度组成
| 粒级（mm） | 产率（%） |
| +0.15 | 20 |
| -0.15+0.074 | 29 |
| -0.074+0.037 | 26 |
| -0.037 | 25 |
表4 砂泵电源频率为45Hz时分级试验结果
实施例3：
本实施例提高水利旋流器高浓度分级效率的方法，是水力旋流器分级设备系统正常运行时，连续地向水力旋流器给矿口分别充入压强为0、0.2、0.4、0.6、0.78MPa的空气，采用的固体物料和砂泵运转条件如表5和表6所示，得到的分级效率如表6所示。
本实施例提高水力旋流器高浓度分级效率的装备，如图2所示，由水力旋流器分级系统和充气系统组成，常规水力旋流器分级系统包括泵池（1）、砂泵（2）、压力表（3）和水力旋流器(4)，充气系统包括空气压缩机（5）、固定管（6）和连接管（7），充气系统与常规水力旋流器分级系统在水力旋流器给矿口处用固定管（6）和连接管（7）连通，充气系统中固定管进气端（A）高于固定管出气端（B），充气系统中固定管进气端（A）与固定管出气端（B）的高度差大于（B）处矿浆静压能对应的矿浆上升高度。
表5 给矿粒度组成
| 粒级（mm） | 产率（%） |
| +0.15 | 20 |
| -0.15+0.074 | 29 |
| -0.074+0.037 | 26 |
| -0.037 | 25 |
表6 砂泵电源频率为35Hz时分级试验结果
通过三个实施例的对比发现，在试验范围内，充气压强增加时各分级粒度的分级效率提高，充气压强达到0.78MPa时分级效率最高。生产上可以尝试采用。
实验结果表明，水力旋流器参数与给矿性质匹配时，给矿口高压充气对水力旋流器分级的促进作用更明显，分级效率提高幅度更大。
Claims (5)
1.一种提高水力旋流器高浓度分级效率的方法，其特征在于：水力旋流器分级设备系统正常运行时，连续地向水力旋流器给矿口充入空气。
2.根据权利要求书1所述的提高水力旋流器高浓度分级效率的方法，其特征在于：所述水力旋流器给矿口充入的空气是采用普通空气压缩机提供。
3.一种提高水力旋流器高浓度分级效率的装备，其特征在于：由常规水力旋流器分级系统和充气系统组成，常规水力旋流器分级系统包括泵池（1）、砂泵（2）、压力表（3）和水力旋流器(4)，充气系统包括空气压缩机（5）、固定管（6）和连接管（7），充气系统与常规水力旋流器分级系统在水力旋流器给矿口处用固定管（6）和连接管（7）连通。
4.根据权利要求书3所述的提高水力旋流器高浓度分级效率的装备，其特征在于：充气系统中固定管进气端（A）高于固定管出气端（B）。
5.根据权利要求书3所述的提高水力旋流器高浓度分级效率的装备，其特征在于：充气系统中固定管进气端（A）与固定管出气端（B）的高度差大于（B）处矿浆静压能对应的矿浆上升高度。
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