给矿浓度和入口压力对水力旋流器分级效率的影响

第２ｌ卷第１期

矿冶

Ｖ０１．２１．ＮＯ．１２０１２年３月

ＭＩＮＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ

Ｍａｒｃｈ

２０１２

文章编号：１００５ ７８５４（２０１２）０１－００８３－０４

给矿浓度和入口压力对水力旋流器分级效率的影响

汪勇

庄故章

周韶

尹海

（昆明理工大学，昆明６５００９３）

摘

要：通过对水力旋流器内流动的固体颗粒运动的理论分析与试验测试，以及对水力旋流器人口压

力考察，探讨了给矿浓度和入口压力对水力旋流器分级的影响。试验给出了不同给矿浓度和压力下的颗粒分级效率曲线。并结合目前选矿厂应用的实际及未来发展趋势作了详细的研究。

关键词：水力旋流器；浓度；变频；分级效率；影响

中图分类号：ＴＤ４５４

文献标识码：Ａ

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－７８５４．２０１２．０１．０２３

ＩＮＦＬＵＥＮＣＥＯＦＦＥＥＤＩＮＣＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＥＡＮＤＩＮＬＥＴＰＲＥＳＳＵＲＥＯＮ

ＨＹＤＲＯＣＹＣＬＯＮＥＣＬＡＳＳＩＦＩＣＡＴＩＯＮＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ

ＷＡＮＧＹｏｎｇＺＨＵＡＮＧＧｕ—ｚｈａｎｇ

ＺＨＯＵＳｈａｏＹＩＮＨａｉ

（Ｋｔｍｍｉｎｇ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９３，Ｃｈｉｎａ）

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｂａｓｅｄ

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ｍｏｖｅｍｅｎｔｉｎｓｉｄｅｔｈｅ

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ｃｕｒｖｅｓ

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ｃｏｎ—

ｃｅｎｔｒａｔｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓ

ａｒｅ

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ＫＥＹ

ＷＯＲＤＳ：ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ；ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ

众所周知，水力旋流器高浓度给矿条件下分级量降低干涉沉降的影响，在旋流器工艺参数和给矿效率不好，这也是目前选矿厂没有应用的原因。另粒度确定的情况下，只能通过改变入口压力和给矿外，目前选矿厂为了提高生产效率、降低能耗，部分浓度来实现¨。。

新建的选矿厂第一段磨矿分级回路用水力旋流器替分级效率和粒级组成是衡量水力旋流器分离性代螺旋分级机，这也是目前的发展趋势。再加上由能的重要指标¨。，故本文以分级效率和粒级组成来于矿物日益贫、细、杂，粗精矿再磨也成为趋势，对于衡量浓度对水力旋流器分级效率的影响。结合试验微细粒级的分级也是一个问题。目前关于水力旋流数据分析了高浓度时分级效率和粒级组成的突变曲器的一些模拟器也只是对低浓度的给矿进行模拟，线，并依据已有的水力旋流器高浓度分级效率和粒多限于低浓度时的情况…。对于水力旋流器高浓级组成的理论模型，证实浓度对水力旋流器分级效度分级的分级效率目前仅仅停留在理论预测阶率的影响规律。

段‘２１。

在水力旋流器固液两相流中，固体颗粒与液体由理论研究可知，水力旋流器高浓度给矿条件介质的相互作用方式随矿浆浓度的不同而不同，在下改善分级效率以达到现场应用的指标，就必须尽

低浓度下，颗粒可在有效驱动力与流体阻力的作用下自由沉降，颗粒之问的作用力可以忽略不计；随固

收稿日期：２０１１－０６－２３

体浓度的增大，颗粒之间的相互作用逐渐影响到固作者简介：汪勇，在读研究生，研究方向为矿产资源综合利用。

液两相问的运动，从而使颗粒发生干涉沉降；若矿浆

矿冶

浓度继续增大到某一临界值以上，固液两相问的相互作用可能退居次要地位，而颗粒间的相互碰撞则成为颗粒受力的主要来源”１。

１

舯

“ｌ

婆

Ｈｌ

试验物料及主要设备

物料为铜矿石，大红山铜矿主要金属矿物为黄

絮４０

ｌⅢ

蛰扪

ｆｌ

Ｉｔ

铜矿、磁铁矿、菱铁矿，次要金属矿物为斑铜矿、黄铁

矿。密度３

２１～３．３５

２０

＾

４０

一厂ｌ

６０

ｇ／ｃｍ３。原矿的粒度组成见表

参

８０

给矿浓度，％

ｔ。主要设备有立式砂浆泵，水力旋流器，空气开关，搅拌槽等。

表１原矿粒度组成表

Ｔａｂｌｅ１

Ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ

ｒａｗ

ｏｒｅ

图２不同给矿浓度下４－０．１５ｍｍ粒级筛分曲线圈

Ｆｉｇ．２

＋０１５ｍｍｇｒａｉｎｇｒａｄｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇｃｕｌｗｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｅｄｉｎｇ

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ

粒度／ｒａｍ

一Ｉ＋０

１５

占有率／％

３９２９

００７４＋００３７

—００３７

１７１５

２试验方法

试验流程图如图ｌ所示，矿样由立式砂浆泵给矿，经立式砂浆泵搅拌混匀后，由立式砂浆泵输送到水力旋流器，水力旋流器分级后的溢流和沉砂产品分别经溢流管和沉砂口返回到立式砂浆泵，如此循环。试验过程中，进矿口压力由压力表测定，分别在溢流管和沉砂口处取样。

取出的样品称出湿重和烘干后的重量，从而测

求～鞋带社辅姆

％ｍ＂％Ⅲ３

给矿浓度／％

图３不同给矿浓度下一ｏ．１５＋０．０７４ｎｕｎ粒级筛分曲线图

Ｆｉｇ

３—０１５＋０

０７４ｈｉｍｇｒａｉｎｇｒａｄｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇｅｎｉｗｅ

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ

ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｅｄｉｎｇ

誊

定溢流和沉砂矿样的浓度，然后缩分取样筛分。

嘲黔压力表

豁求

ｌⅢ

捌世

水力旋流器

、＼／

沉砂

ｌ

｜溢流

Ｆｉｇ４

—０．０７４＋０

给矿浓度膈

圈４不同给矿浓度下一ｎ０７４＋ｍ嘟ｎｌｍ粒级筛分曲线图

０３７ｍｉｌｌｇｒａｉｎｇｒａｄｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇ

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ

ｃｕｒｖｅ

ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｅｄｉｎｇ

１００

图１试验设备安装筒图

Ｆｉｇ

１

芝８０

Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ

蓑６０

盎４０饕２０

ｏ０’

３试验结果与分析

３．１给矿浓度

２０加给矿浓度／％

６０｛ｊ０

图２至图５为不同给矿浓度下的不同粒级的质量百分数。在图中的０％表示为该粒级的质量百分数不足１％。表２为给矿浓度与分级效率表。

周５不同给矿浓度下一ｏ．０３７ｉｌｆｌｍ粒级筛分曲线圈

Ｆｉｇ．５

—０．０３７ｍｍ

ｇｒａｉｎｇｒａｄｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇ

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ

ｃｕｒｖｅ

ｕｎｄｅｒ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｅｄｉｎｇ

汪勇等：给矿浓度和入Ｅｌ压力对水力旋流器分级效率的影响

表２给矿浓度与分级效率表

Ｔａｂｌｅ２

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ

ｔａｂｌｅ

由图２至图５可以看出，水力旋流器分级对于给矿浓度小于３０％时，溢流中细粒级产品居多

（一０．０３７ｍｍ大于９０％）、粗粒级产品较少，沉砂中

粗粒级产品居多（＋０．１５ｍｍ大于６０％）；给矿浓度３０％～５０％时分级产品质量百分数呈现不同趋势，溢流中粗颗粒增多，细颗粒减少（一０．１５＋０．０７４ｍｍ从０增大到１２％，一０．０７４＋０．０３７ｍｍ从８％增大到２６％，一０．０３７ｉｎｍ从９２％减少到５７％），沉砂中细粒级变化不大，粗颗粒变化明显（＋０．１５

ｍｍ

从６８％减少到４５％，一０．１５＋０．０７４ｍｍ从１６％增大到３１％）。给矿浓度５０％一７０％时溢流中粗粒级产品增大，沉砂中细粒级产品增大，且增幅较大。

计算水力旋流器分级效率的方法有几种，本文采用的是目前最为常用的方法，具体公式如下：

Ｅ＝［（ｄ—ｙ）（卢一ｄ）］／［ｄ（１一ａ）（卢一７）］（１）式中，理，卢，ｙ分别为计算级别的颗粒在给矿、溢流、沉砂中的含量，以小数表示。

从表２可以看出，随着给矿浓度的升高，各粒级

的分级效率的趋势是逐渐降低，且降幅明显；给矿浓度３０％时，各粒级的分级效率几乎都在０．５％以上，结合图２～５来看，给矿浓度小于３０％时，各粒级的分级粒级组成和分级效率都达到工业应用的要求，目前大部分选矿厂浮选槽浓度为２５％～３０％。３．２变频给矿

在变频给矿条件下，各个粒级含量的筛分结果见表３～６。表７为分级效率表。通过各粒级的筛分表可以看出，随着频率的增加，＋０．１５ｍｍ粒级在溢流中所占的比例增大，在沉砂中所占的比例减小，表明变频给矿对于这一粒级区间的溢流组成影响较大，频率太大，溢流容易跑粗，沉砂中该粒级所占比例降低。在高频给矿条件下，处理量增大，沉砂口排矿受限，导致溢流增多，粒度跑粗。

一０．１５＋０．０７４

ｍｍ粒级所占比例在溢流中几乎

不变，在沉砂中所占比例增加，但增加幅度很小。表

明变频给矿对于这一粒级含量没有太大影响。

一０．０７４＋０．０３７

ｍｍ粒级在溢流中减小，砂浆

泵频率从２５Ｈｚ到３５Ｈｚ过程中其含量变化明显；在沉砂中所占比例变化很小。

一０．０３７

ｍｍ粒级在溢流中含量减小，从２５

Ｈｚ

到３５Ｈｚ变化过程中，减小趋势非常明显；沉砂中所占比例不变。表明当频率提高，给矿量增大时，溢流会跑粗；在高浓度条件下，砂浆泵的频率不宜过大。

从一０．１５

ｍｍ，一０．０７４

ｍｍ和一０．０３７ｍｍ的

分级效率来看，在高浓度给矿条件下，随着砂浆泵频率的增大，各粒级的分级效率是逐渐降低的，对于细粒级（一０．０７４ｍｍ）的分级效果最好；但是即使是最好的分级效果也达不到目前工业上的应用水平，而且在高浓度给矿条件下，水力旋流器的沉砂口有可能会堵塞，本试验过程中就出现过，表明在高浓度给矿条件下，只是通过变频给矿来改变进口压力是难以达到工业应用水平的。

表３—１＋０．１５ｍｍ粒级筛分表

Ｔａｂｌｅ３

—１＋０．１５ｍｍｇｒａｉｎｇｒａｄｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇｔａｂｌｅ

给矿浓度／％频率／Ｈｚ产品粒度／ｍｍ

产率／％

溢流一

＋

０５溢流一

＋

Ｏ５溢流一

＋

Ｏ１５溢流一

＋

０５沉砂

一

＋

Ｏ５沉砂

一

＋

０●

１

５

沉砂

一ｌ＋

０ｌ５加加∞加∞加加加苟弱矩∞筋＂竹如

沉砂

一

Ｉ

＋

Ｏ

Ｉ５

笱弘＂弱∞钉牾钙

表４

—０．１５＋０．０７４

ｍｌｎ粒级筛分表

Ｔａｂｌｅ４

—０．１５＋０．０７４

ｍｍ

ｇｒａｉｎ

ｇｒａｄｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇｔａｂｌｅ

表５

—０．０７４＋０．０３７

ｍｍ粒级筛分表

Ｔａｂｌｅ５

—０．０７４＋０．０３７ｍｍ

ｇｒａｉｎｇｒａｄｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇｔａｂｌｅ

矿冶

表６—０．０３７ｍｕｌｌ粒级筛分表

一０．０３７

ｍｍｇｒａｉｎｇｒａｄｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇｔａｂｌｅ

率对于提高水力旋流器高浓度分级效率有一定的作用，但是作用有限，无法达到工业上的应用水平。而且在高浓度给矿条件下，给矿频率超过４５Ｈｚ时，容易发生沉砂口堵塞，本试验过程中就出现过这种情况，表明水力旋流器高浓度给矿条件下，特别是同时高频给矿条件下，矿浆的输送也会变得困难。

因此，为了提高水力旋流器在高浓度给矿条件下的分级效率，必须设法降低给矿浓度或者是分级浓度，然后结合变频给矿，进一步提高水力旋流器分级效率，以达到目前工业应用水平。参考文献：

［１］耿丽萍杨茉周静伟，等，进口浓度对水力旋流器颗粒分

级的影响［Ｊ］．工程热物理学报，２００６，２７（４）：６２５－６２７．［２］褚良银，陈文梅．旋转流分离理论［Ｍ］．北京：冶金工

业出版社，２００２．

产率／％

０．２６０．１９０．２００．１９０．０９０．０９０．０９０．０９

给矿浓度／％频率／Ｈｚ产品溢流溢流溢流溢流沉砂沉砂沉砂

粒度／ｍｍ

一０．０３７一０．０３７一０．０３７一０．０３７一０．０３７一０．０３７一０．０３７一０．０３７

加加加加如∞加加筋弱钙如巧＂牺如

沉砂

表７分级效率表

Ｔａｂｌｅ７

Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ

［３］王升贵，陈文梅，褚良银，等．水力旋流器分离理论的研

究与发展趋势［Ｊ］．流体机械，２００５，３３（７）：３６－４０．

４

结论

试验结果表明，给矿浓度对于水力旋流器分级

［４］赵国庆，崔振亚，马重芳，等．水力旋流器分离性能的

分析与预测［Ｊ］．安全与环境学报，２００２，２（５）：９－１２．

［５］Ｍａｈｍｏｕｄ

ＭＡ，ＧａｌａｌＡＩ，Ｍｏｈａｍｅｄ

ＧＦ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ｏｆ

ａ

效率的影响非常大，在高浓度给矿条件下，分级效率恶化十分明显，分级效率从给矿浓度３０％时的５０％以上恶化到给矿浓度７０％的２０％；虽然改变给矿频

ｔｈｒｅｅ－ｐｒｏｄｕｃｔ

ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ［Ｊ］．Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍｉｎｅｒ．Ｐｒｏｃｅｓｓ，

２００９，９１：３４－４０．

《矿

刊，被美国《化学文摘》收录。

邮发代号：８０—３５７；

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冶》

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给矿浓度和入口压力对水力旋流器分级效率的影响

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

汪勇， 庄故章， 周韶， 尹海， WANG Yong， ZHUANG Gu-zhang， ZHOU Shao， YIN Hai昆明理工大学,昆明,650093矿冶

Mining and Metallurgy2012,21(1)

参考文献(5条)

1.耿丽萍杨茉周静伟 进口浓度对水力旋流器颗粒分级的影响[期刊论文]-工程热物理学报 2006(04)2.褚良银;陈文梅 旋转流分离理论 2002

3.王升贵;陈文梅;褚良银 水力旋流器分离理论的研究与发展趋势[期刊论文]-流体机械 2005(07)4.赵国庆;崔振亚;马重芳 水力旋流器分离性能的分析与预测[期刊论文]-安全与环境学报 2002(05)5.Mahmoud M A;Galal A I;Mohamed G F Performance of a three-product hydrocyclone 2009

本文链接：/Periodical_ky201201023.aspx

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/asj1.html