选矿常识

旋流器是一种能够实现分离和分级的设备，能够有效地完成液体澄清、除气、除砂和固体颗粒清洗、分级等工作。旋流器在应用过程中，如何降低运行成本一直是人们关注的焦点，那么降低运行成本提高效率的有效途径是什么呢？那就是大大降低总能耗。

影响旋流器总能耗的因素主要包括进口损失、出口损失和内部流量损失，其中进口损失和出口损失占旋流器总能耗损失的比例很小。进口损失多由渣浆进入旋流器时截面突然扩张引起的射流阻力和摩擦引起；出口损失多由渣浆排出的动能和压力引起，对能耗影响不大。
旋流器总能耗损失中的内部损失非常大，主要是由于内壁摩擦、流体粘性内摩擦、湍流耗散和各种局部损失造成的。为了改善这些问题，我们可以从以下几个方面入手。

旋流器溢流管结构设计不合理，会出现短路流现象，导致旋流器溢流粗，分离产品粗细颗粒混合，直接影响旋流器流量。

解决方法:
1.在溢流管外壁附加一些环形齿，可以大大降低甚至消除短路流。在溢流管外壁添加环形齿时，陡降指数可从0.176提高到0.332，最终旋流器分离精度指数比普通旋流器提高1.8倍。
2.在旋流器顶盖和溢流管之间开一个间隙，用于引出短路流，并将短路流返回密封聚集室。该设计可有效减少溢流产品中粗颗粒的混合，比常规分级效率提高8%。
3.在旋流器溢流管外壁增加与短路流旋转方向相反的逆向螺旋，可以有效解决常规旋流器占处理液10%-20%的短路流问题，不仅提高了分离效率，而且将锥形涡流、背涡和短路涡流整合成涡流，节约能耗。
4.增加旋流器溢流管壁的厚度可以延长短路流路径，减少短路流量，从而有效提高旋流器的分离效率，减少其内部损失。
5.溢流管由直圆管改为渐扩管。这种设计思路来源于渐扩管的降速升压原理，可以使溢流管入口处的渣浆在较低的压力下顺利排出水力旋流器，比直圆管的能耗降低27%。此外，溢流和底流的出口渣浆速度可以得到有效利用，不浪费，降低运行成本。
长期使用旋流器时，器壁会形成器壁边界层，屏蔽细粒物料，影响旋流器的分级效率。
解决方法:
将旋流器的光滑壁改为阶梯壁，可以通过壁上的环线破坏边壁边界层对细粒的屏蔽。
通过多孔材料器壁向旋流器充气，使底流中细颗粒的含量相对降低30%~50%。
在旋流器锥体表面设置齿状槽沟，可有效破坏器壁边界层，促使渣浆形成一定强度的涡流，更有利于细粒离开边界层进入溢流区，提高分离精度。
旋流器中的空气柱内部没有任何分离过程，纯粹是能耗的浪费，不仅没有贡献，还占据了溢流口的流动面积。同时，空气柱大小和位置的波动加剧了流场的不稳定，在一定程度上破坏了旋流器中分离颗粒的规律分布，从而降低了旋流器的分离效率。
解决方法:
1.使用适量的固体棒占据旋流器中原有的空气柱位置。当固体棒覆盖原有的空气柱位置时，内部损失可降低51%左右，分离性能也有所提高。
改变旋流器内的气体流态，利用大涡强制破碎成小涡，有效降低中心部位湍流能耗、重心流体速度梯度、溢流口流体速度，避免了空气柱产生的能耗和晃动对分离的不良影响，不仅提高了15%的分离效率，而且降低了40%左右的运行能耗。
以上内容仅从旋流器壁结构、溢流管结、空气柱等造成旋流器内部能量损失的问题进行分析，并提出相应的解决方案。面对旋流器的各种问题，需要有针对性地解决，这是降低其运行成本、提高生产效率的有效途径。