重介旋流器

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1、入料压力:
定压箱给料:
煤t:悬浮液m3=1:(2.5~4) H=(9~11)D 混合泵给料: 煤t:悬浮液m3=1:(3~5)
P=(9~10)D× ρ × 105 (帕)
4 、影响重介质旋流器工作的主要操作因素
2、悬浮液密度
悬浮液密度波动在± 10kg/m3。
高密度分选可放宽一些,低密度分选要求更严一些( ± 5kg/m3 )
Q 0.03d i d 0 gH 式中:
1.82
0.2
Q 生产能力,m 3 / h d i、d 0 溢流口、入料口直径, cm H 入料压头,kPa
旋流器锥顶角
g 重力加速度
溢流口直径与分离密度、可能偏差的关系
3.4 溢流管长度和器壁的影响
1、溢流管长度对切向速度无明显影响,但对精煤质量和分选精度又较大 的影响。溢流管增长时,溢流管下端至锥体下部距离缩短,促使实际分离 密度增大,使分选结果变坏。 溢流管长度=(0.8~1.0)圆柱长 2、溢流管壁厚对切向速度影响较大,壁厚加大,使溢流管与器壁之间 空间变小、流层变薄,从而使相同半径上的切线速度梯度增大。 厚管壁的轴向零速区较宽,速度由向下变向上有缓慢过渡区,使分选 精度提高。 过厚的溢流管壁使重量增加,容积变小,对结果也不利。
EP 0.03 P 0.015 EP 0.014 P 0.01F1F2
F1 直径系数。( 0.98 / 350 、、 1 / 500 、、 1.04 / 600 、、 1.08 / 700 ) F2 入料粒度系数。( 0.8 / 0.5 ~ 50、、 1.0 / 0.5 ~ 30、、 1.2 / 0.5 ~ 6)
分离锥面构想图
2.5 、重介旋流器分选过程(有压给料旋流器)
1、入料管 2、锥体 3、底流口 4、溢流管 5、溢流室 6、支架
2.5 、重介旋流器分选过程(有压给料旋流器)
优点:分选精度高、介质循环量少。 缺点:系统磨损严重、原料破碎泥化严重、入料上限小。
2.6 、重介旋流器分选过程(无压给料旋流器)
底流密度与溢流密度差异、重介质粒度
差异决定了煤和矸石的分析密度。
2.2、重介质旋流器等密度面
影响因素 1、加重质粒度 2、重介质密度 3、给料压力 4、锥角 5、底流口尺寸
Ф 150圆筒圆锥型旋流器
Ф 200圆筒型旋流器
入料密度为1.43t/m3
圆锥型密度场变化大
圆柱型密度场均匀
2.3、矿物分选过程
L kD
200圆柱圆锥旋流器: > 200圆柱圆锥旋流器: k=(0.7~2)D 圆柱旋流器: k=(2~6)D
圆柱长度与分离密度及效率的关系
k=(0.6~0.7)D
直径大的选小值,直径小的选大值。
4.3 溢流口的直径
溢流口直径在(0.32~0.4)D
一般选取0.4D。 易选煤溢流口可选取大一些。 旋流器直径确定后,溢流口直 径与生产能力成正比。
a=0.5,b=0.6
圆柱形:
a=0.7,b=0.8
2.4、分离锥面
分离锥面的形成决定于垂直零速面,并与径向零位面有关,而分离锥面周 截面的确定则与旋流器的结构有关。流场运动特性的实验结果证实了分离锥面
的存在。
DO D 2d D 旋流器直径 d 入料口直径
垂直零速面与最大切线 恒速面的相交线。 当锥角为20o时 m0=0.4~0.6
重悬浮液在离心力场作用下,内部形成
空气柱 溢流管
1.20 1.30 1.40 1.50
不同的“等密度面”。密度自上而下,由
内项外增加。 越靠近锥壁和底流口的密度越大
1.60
越靠近溢流管附近的密度越小
产生原因:重介质是由高密度固体粒子
与水混合成的不均匀两相体系。在较大的离 心力场作用下,悬浮液在旋流器中受到强烈 的浓缩作用。从而造成悬浮液的密度在旋流 器中分布不均匀。
三、重介质旋流器分类
重介质旋流器分类方法较多;下面是几种常规的分类方法:
(1)按其外形结构可分为:
圆柱形重介质旋流器; 圆柱圆锥形重介质旋流器。; 三产品重介质旋流器。
(3)按给入旋流器的物料方式可分为: 周边(有压》给原煤、给介质的重介质旋流器; 中心(无压)给原煤、周边(有压)给介质的重介质旋流器。 (4)按旋流器的安装方式可分为: 正(直)立式、倒立式和卧式三种。
重介质旋流器工作机理
与水介质旋流器类似 分选流场与水介质旋流器有很大差别
2.1、重介旋流器分选机理
当料浆以一定的速度进入旋流器,遇到 旋流器器壁后被迫作回转运动。由于所 受的离心力不同,密度大的颗粒所受的 离心力大,能够克服水力阻力向器壁运 动,并在自身重力的共同作用下,沿器 壁螺旋向下运动,细而小的颗粒及大部 分水则因所受的离心力小,未及靠近器 壁即随料浆做回转运动。在后续给料的 推动下,料浆继续向下和回转运动,于 是粗颗粒继续向周边浓集,而密度小颗 粒则停留在中心区域, 随着料浆从旋流 器的柱体部分流向锥体部分,流动断面 越来越小,在外层料浆收缩压迫之下, 含有大量细小颗粒的内层料浆不得不改 变方向,转而向上运动,形成内旋流, 自溢流管排出,成为溢流,而粗大颗粒 则继续沿器壁螺旋向下运动,形成外旋 流,最终由底流口排出。
k 2 0.7 9

2
底流口直径在(0.24~0.32)D范围内 底流口直径>3dmax`
3.6入料口形状和尺寸
入料口有圆形、矩形、扇形等多种,入料流线有切线、摆线、渐开线等方式。 入料流线对入料压头损失和液流稳定有一定的作用。 入料口形状无较大影响, 入料尺寸过大,使流线难以保证,尺寸过少,影响入料上限。
2.1、重介旋流器分选机理
2、“矿粒在重介旋流器内受上升、下降液流作用的过程 中,是按密度进行分离的,使分离点在重介旋流器的下部, 即底流口附近。因此重介旋流器的底流介质密度是决定矿 粒在旋流器内分离密度的主要因素。”
实际分离密度
u p 1.42
---底流介质密度
u p 1.42
2.1、重介旋流器分选机理
分离
锥面
排出。
2.3、矿物分选过程
悬浮液形成密度场对精确分离过程起决定性作用的。实际生产中对重介质旋流 器内密度场检测困难。只能通过实验室实验,结合旋流器入料点和各排料点悬浮液 的流变特性测定,找出它们之间的关系,达到对旋流器内流场的调控。
圆柱圆锥型:
分选密度: p a i b 0
3.5 底流口的直径
Q 0.03k1k 2 d 0 d u gH 式中: Q 生产能力 d 0、d u 溢流口、底流口直径 H 入料压头 k1、k 2 系数
k1 0.0 8D 2 0.1D 1 0.0 4 4 0.3 7 9 tg
重介质选矿工作影响因素
3、影响重介质旋流器工作的主要结构因素
3.1、结构参数
1、重介质旋流器的圆柱直径
2、旋流器圆柱长度 3、旋流器的溢流口直径 4、溢流管长度和器壁 5、旋流器的底流口直径 6、旋流器入料口形状和尺寸 7、旋流器的锥比
8、旋流器圆锥角
9、旋流器的安装角
3.1旋流器的圆柱直径
直径D影响处理能力和入料上限。
厂房高、基建投资多。
原煤破碎轻;
管路磨损轻;
入料上限不受泵限制; 循环量小; 生产操作直观。
三产品重介旋流器流程(定压给料)
2.7 、重介旋流器分选工艺流程(无压给料旋流器)
工艺复杂; 对细粒煤分选效果差。
无压给料(中心给料)三产品重介旋流器流程
2.7 、重介旋流器分选工艺流程(无压给料旋流器)
入料速度: 4~5米/秒 当量直径:(0.2~0.3)D
3.7 锥比
重介质旋流器锥比:溢流口直径与底流口直径的比值。
锥比越小,分选密度越高。反之,越低。
入选原煤属于难选煤时,锥比宜选小一点。 一般锥比在0.5~0.8。 溢流口与底流口直径由于磨损而增大的部分不能超过原来直径的3%。 一般在2%以下。
分选悬浮液形成的密度场对保证物料在
空气柱 溢流管
1.20 1.30 1.40 1.50 1.60
重介质旋流器内按密度进行精确分离起决
定性作用
矿粒进入旋流器中,矿粒逐渐扩散, 按矿粒密度不同而处于相应的等密度线上。 在离心力作用下,密度大的矸石很快奔 向器壁,在外旋流作用下由底流口排出。 密度轻的精煤在内旋流作用下从溢流口
介质量: Q1 A1 D
n
中心给料: 周边泵给料:
煤:2.5~5m3悬浮液; 煤:3~ 5m3悬浮液
原煤量: Q2 A2 D m
周边定压箱给料: 煤:2.5~ 4m3悬浮液
Q1 给入旋流器的悬浮液流 量,m 3 / h Q2 给入旋流器的原煤量, t/h
式中:D 旋流器的圆柱直径, m
5 、影响重介质旋流器工作的主要操作因素
3、煤泥含量
重介选煤原理及重介旋流器
授课人:王振龙
一、重介质选煤原理
重介质选矿是重力选矿的一种方式,只是所采用的介质不同而已。 通常将密度大于水的介质称为重介质。在这样的介质中进行的选矿叫 做重介质选矿,它是按照阿基米德原理进行的。 通常所选用的重介质密度是介于被选物料中轻产物和重产物两者的密 度之间,或者说使介质 ρ 介等于所需求浮物(或沉物)质量指标的分 选密度δp,即 ρ浮<ρ介<ρ沉 或ρ介=δp 在重介质中,选分过程完全属于静力作用的过程。此时,介质的 运动状态和颗粒在介质中的沉降规律,已不是形成分层的主导因素, 而重介质本身的性质(如密度、粘度等)却是影响分选的重要因素

二、重介质选煤特点及适用范围
重介质选煤特点: 1、分选效率高。如图所示,各种选煤设备的可能偏差E值 的比较。从图中不难看出,重介质分选机和重介质旋流器的分 选效率在各种重力选煤方法中是最高的。
2 、分选密度调节范围宽。重介选煤的分选密度一 般是 1300-2200kg/m3 ,而且易于调节,其误差可保持 在±0.5%范围之内。 3 、适应性强,分选粒度范围宽重介质选煤在入选 原煤的粒度、数量和质量上允许有较大的波动。例如, 块煤分选机的入料粒限为1000-6mm,末煤重介质旋流 器为50-0.15mm,大直径重介旋流器的入料上限可提高 到100mm。 4 、生产过程易于实现自动化。重介质选煤所用悬 浮液的密度、液位、粘度、磁性物含量等工艺参数能实 现自动控制。 重介质选煤的缺点是:增加了加重质的净化回收工 序;设备磨损比较严重;介质损耗增加了生产成本。
du Qu K d Q 0 0 K可取1.1
3.8 圆锥角与旋流器安装角
主要出于工艺的需要,以及有利于旋流器给料、排料的方便和顺畅。 一般在10~40度。
重介质旋流器圆锥角增大,实际分离 密度迅速增大。 锥角增至80度后,变化显著变小,选 煤效率迅速下降。
4、影响重介质旋流器工作的主要操作因素
5、“把染色液体注入透明旋流器中,
发现在旋流器锥体上半部出现一个明显
的染色液环。认为这个染色液环的界面 代表着垂直零速面,同时也是径向零速 面。染色液环在直径为0.43D(D为旋流 器直径),并在0.7D截面下形成矿粒分
离锥面,认为轻密度矿粒只有进入锥面
内才能从溢流口排出。否则,从底流口 排出。”
2.2、重介质旋流器等密度面
A1 系数,( 700 ~800 ) A2 系数,( 200 ) n、m 指数,( 2.5 / 2.0)
入选上限: dmax (0.06~0.08) D
D大于750mm时, 3mm以下粒级分 选精度下降
3.2 旋流器的长度
旋流器长度和容积主要取决于旋流器的 圆柱尺寸,从而保证物料的有效滞留时间。 圆柱部分过短,易造成液流的不稳定, 使选煤效率降低。 圆柱部分过长也会使分选效果变坏。
2.6 、重介旋流器分选过程(无压给料旋流器)
优点:入料上限宽、处理能力大、管路磨损轻。 缺点:分选精度容易受影响。
2.7 、重介旋流器分选工艺流程(有压给料旋流器)
原煤破碎严重;
泵磨损严重;
入料上限受泵限制; 循环量大;
厂房低、流程简化; 基本建设投资少。
三产品重介旋流器流程(泵给料)
2.7 、重介旋流器分选工艺流程(有压给料旋流器)
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