[发明专利]两段旋流器开路流程生产粉磷精矿用设备

说明书

技术领域

本发明涉及两段旋流器开路流程生产粉磷精矿用设备，属选矿用水力旋流器。

背景技术

现有的中低品位胶磷矿1000~0µm粒级采用三段水力旋流器开路流程生产粉磷精矿的方法一段Ф500、二段Ф250和三段Ф125mm水力旋流器，该方法从2005年应用2013年已经有8年，生产实践证明有如下三方面缺陷。

1、水力旋流器适应性差

先介绍一个专业术语：等降颗粒或等降现象。在同一介质中，密度、粒度和形状不同的颗粒在特定条件下，可以有相同的沉降末速，这样的对应颗粒称之为等降颗粒，其中密度小的颗粒与密度大的颗粒的粒度比称为等降比。例如密度2.65g/cm³、粒径74µm的石英与密度6.9 g/cm³、粒径38µm锡石具有相同的沉降末速，于是把74~38µm归为一级。根据这一原理像中低品位胶磷矿1000~0µm宽粒级的粉矿石可划分出1000~74、 74~38、38~19、19~10、10~5和-5µm六个窄粒级。这当中74、38、19µm为分级点，19~10和10~5µm为脱泥点，一共三个分级点和两个脱泥点。晋宁中低品位胶磷矿擦洗厂就是按照有色金属矿种有等降现象对粒级进行划分，设置了74、38、19µm三个分级点，未设置脱泥点，称之为三段旋流器开路流程生产粉磷精矿的方法，简称“三开方法”。所谓的适应性差是指水力旋流器设计时的各粒级粒级含量与实际生产中各粒级含量不一致，有较大的变化时，就会直接影响到设计的水力旋流器结构参数脱离了生产实际水力旋流器结构参数的需要。例如2005年1000~74µm粒级含量为36%，2013年下降至14%，此粒级使用的Ф500mm水力旋流器作业效率也从53%下降至40%。结果是除本作业受到较大的影响外，二段、三段水力旋流器也受到了很大的影响。

2、同轴度差、分离锥长度单位较短

Ф500、Ф250和Ф125mm水力旋流器筒体7与锥体9是采用法兰8连接筒体与锥体，同轴度是通过法兰螺栓定位后拧紧，因此，水力旋流器同轴度得不到保证，据测定Ф500mm水力旋流器不同轴为15mm，Ф250mm水力旋流器不同轴为11mm，Ф125mm水力旋流器不同轴为9mm。由于水力旋流器不同轴值如此之大，直接影响到水力旋流器溢流管与沉砂嘴不同轴度值产生严重偏差。理论指出，同轴度是水力旋流器的生命线，两根生命线应重合一起，可实际中制造水力旋流器厂商都做不到这一点。

Ф500、Ф250和Ф125mm水力旋流器结构特点，筒体7与锥体9是单独体，水力旋流器分级过程是在筒体和锥体内完成的。筒体是预分级，锥体除分级外，更重要的是沉砂产品与溢流产品的分离。其位置在下锥与沉砂嘴接口处一段长度单位，这一段长度单位是指水力旋流器的外旋流转变成内旋流的分离区。在此分离区，由于水力旋流器三维速度场中的轴向速度行至此分离区时，向下的速度矢量发生了急剧的增加，致使大量的液流夹带着已分级的比重小且颗粒细产生流向偏转，向着溢流口方向运动至排出器外，成为溢流产品。而沉砂产品继续沿外旋流夹带少量的液流从沉砂嘴喷出成沉砂产品。按等降现象设计出来的锥体是概念性的锥体，换言之，未对锥体进行分锥，那部分是分级锥，那部分是分离锥，统而设之为锥体。根据对外旋流转变成内旋流分离区的观察和对磨痕实测数据，Ф500、Ф250和Ф125mm水力旋流器分离长度单位分别为L₁215、L₁185和L₁170mm，分别占总锥长H1276mm的16.8%，H630mm的29.4%和H528mm的32.2%。数据表明分离长度单位较短，除适应性差外，分离强度较弱。

3、水力旋流器结构上存在清除沉砂嘴堵塞困难问题：由于沉砂嘴采用法兰螺栓固紧，在锥体上一旦发生沉砂嘴堵塞，就要及时清堵。首先是用水来清通，当沉砂嘴被稍大的颗粒堵住，就需卸四颗螺丝，螺丝生锈了麻烦的事接踵而来，在实际操作中，小规格Ф125mm水力旋流器的堵塞几乎无时无刻都在发生，因为它的沉砂嘴大小只有Ф12~Ф14mm，Ф12mm技术指标较好，Ф14mm技术指标就差了很多。为了减少堵塞机会，操作上宁愿舍去技术指标，而采用较大的沉砂嘴，这是操作工人最愿意干的事，但是堵塞仍然存在。如果水力旋流器规格再小些，例如Ф75或Ф50mm，沉砂嘴径就公更小，分别为Ф7和Ф5mm，可想而知，解决沉砂嘴的堵塞不是一般问题，而是世界级难题。因此，必须千方百计设计出快捷方便清堵塞的结构形式。