水力旋流器的选择与计算.doc

/html/0610/20061025_6990.asp水力旋流器的选择与计算2006-10-25 8:50:05 中国选矿技术网 浏览 1068 次 收藏 我来说两句 一、水力旋流器的选择 水力旋流器广泛用于分级、脱泥、脱水等作业。其主要优点是结构简单、本身无运动部件、占发面积小；在分级粒度较细的情况下，分级效率较螺旋分级机高。其主要缺点是给矿需泵扬送，电耗较高；操作比螺旋分级机复杂。水力旋流器适宜分级粒度范围一般为0.30.01mm。 水力旋流器的规格取决于需要处理的矿量和溢流粒度要求。当需要处理的矿量大、溢流粒度粗时，选择大规格水力旋流器；反之宜选用小规格水力旋流器。在处理矿量大又要求溢流粒度细时，可采用小规格水力旋流器组。 旋流器的结构参数和操作参数对溢流粒度及分级效果有较大影响，选用时应认真考虑。旋流器的主要结构参数与旋流器直径D的关系，一般范围；给矿口当量直径df=(0.150.25)D; 溢流管直径do=(0.20.4)D;沉砂口直径du=(0.060.20)D;锥角a20. 进口压力是水力旋流器的主要参数之一，通常为49157kPa(0.5kgf/cm21.6kgf/cm2).进口压力与溢流粒度的一般关系见表1。表1 进口压力溢流粒度一般关系表溢流粒度d95/min0.590.420.3000.0740.0370.0190.010进口压力/kPa(kgf/cm2)29.40.3490.53978(0.40.8)4998(0.51.0)59118(0.61.2)78137(0.81.4)98147(1.01.5)118167(1.21.7)147196(1.52.0)196245(2.02.5) 二、水力旋流器计算 水力旋流器的计算多采用如下两种方法。 A 原苏联波瓦罗夫(JIoBapoB)计算法波瓦罗夫计算法的主要步骤和计算公式如下： (1)选择旋器直径，计算旋流器体积处理量和需要台数。 体积处理量按下式计算 式中 qV按给矿体积计的处理量，m3/h; Ka水力旋流器锥角修正系数； 当a=10时，Ka+1.15;当a=20时，Ka=1.0; KD水力旋流器直径修正系数；df给矿口当量直径，cm b、h分别为给矿口宽度和高度，cm; po旋流器给矿口工作压力，MPa; do溢流管直径，cm; D旋流器筒体直径，cm. (2)按样体给出的范围确定沉砂口直径，并验算其单位截面积负荷(按固体量计)，使其在0.52.5t/(cm2h)范围内。 (3)计算旋流器实际需要的给矿压力。 (4)计算溢流上限粒度d95,使其满足溢流粒度的要求。旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系可参见表2。 式中 d95溢流上限粒度，m; Cf给矿重量浓度，%； du沉砂口直径，cm; 矿浆中固体物料密度，t/m3; D、do、po、KD、同式(1).表2 旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系粒级/m含量/%-7410203040506070809095-405.611.317.32431.539.5485871.580.5-2013172326354655上限粒度，d954303202401801409474 B 美国克雷布斯公司(Krebs)计算法 (1)分离粒度d50、校正分离粒度d50(c)的计算分离粒度d50系指在沉砂和溢流中回收率(分配率)各为50%的极窄级别的粒度值。在旋流器实际分级效率曲线(图1中的曲线1)上与沉砂中粒级回收率50%相对应的粒度即为分离粒度d50. 在旋流器分级过程中，进入沉砂的物料包括两部分：一部分由水夹带进入沉砂的物料，该部分物料实际上未经过分级，其相对量与沉砂中的水占给矿中水的比率(小数)相当；另一部分为经过分级进入沉砂的物料。因此在计算旋流器沉砂粒级回收率时，应将水夹带的这部分未经分级的物料扣除，即： 式中 yc、y分别为沉砂中某粒级的校正回收率和实际回收率，%； Rf沉砂中的水占给矿中水的比率，以小数计。 用yc代替y做出的分级效率曲线(图1中的曲线2)称为校正分级效率曲线或校正回收率曲线。该曲线上的分离粒度称为校正分离粒度以d50(c)表示。 在磨矿回路中，旋流器的溢流粒度一般是以某一特定粒度dr的百分含量来表示的，它与d50(c)之间关系如表3所示。如已知溢流中某一特定粒度的百分含量，即可按表3数据计算出校正分离粒度d50(c).表3 水力旋流器溢流粒度d50(c)的关系溢流中某一特定粒度(dr)百分含量/%98.895.090.080.070.060.050.0d50(c)/dr0.540.730.911.251.672.082.78 (2)按下式计算水力族流器直径D： D=0.0234d50(c)1.515Po0.424(-1)0.758(1-0.0189c)2.167 (4) 式中 D旋流器内径，cm; d50(c)校正分离粒度，m; Po旋流器给矿压力，kPa; 物料密度，t/m3; c给矿体积浓度，%。(3)按标准水力旋流器的处理量(见图2)计算旋流器台数，应该指出图2中所示的处理量是按水计的，处理矿浆时要稍高于此数据。因此按此计算旋流器台数偏于保险，这在工程设计上是允许的。 (4)按沉砂口流量与沉砂口直径的关系，用图3确定沉砂口直径。 C 水力旋流器计算实例 某一磨矿回路，用水力旋流器分级与球磨机组成闭路，回路新给矿量为250t/h，旋流器溢流浓为40%，要求溢流粒度为-74m占60%，矿石密度为2.9t/m3,旋流器入口压力为55kPa，磨矿回路循环负荷为225%。按上述条件计算的物料平衡结果见表4。试选择计算水力旋流器的规格和台数。表4 水力旋流器物料平衡计算结果项目单位溢流沉砂给矿固体量t/h250562812水量m3/h375187562矿浆量t/h6257491374重量浓度%407559.1体积浓度%5033.2矿浆密度t/m31.3551.9661.632矿浆体积量m3/hL/s461128381106842234 现采用两种方法进行计算 (1)波瓦罗夫法计算 根据设备样本可选用D=50cm、锥角a=20的水力旋流器，其给矿口尺寸11cm12cm(直径df=13cm),选用溢流管直径do=18cm,沉砂口直径du=9cm. 处理量计算： 根据计算结果选用6台D=50cm旋流器，另处备用3台。 沉砂口直径du=9cm,其截面积为63.6cm2，沉砂口单位截面固体负荷为，在允许范围之内。 计算实际需要的给矿压力： 参见表2，此上限粒度呆满足-74m占60%的要求。 (2)克雷布斯法计算 按溢流粒度-74m60%的要求，查表3，计算校正分离粒度： d50(c)=2.0874=154(m) 计算旋流器直径： D=0.0234d50(c)1.515Po0.424(-1)0.758(1-0.0189c)2.167 =0.02341541.515550.424(2.9-1)0.758(1-0.01