水力旋流器的構造及工作原理

水力旋流器是一種利用離心力加速固體顆粒沉降的分級設備。旋流器上部為圓筒，筒體上裝有與筒壁呈切線方向的給礦管，筒體中心設有溢流管；下部為與圓筒相連的倒圓錐體，錐角通常在15°~60°之間，錐體下端裝有沉砂口。各部分之間通過法蘭盤及螺栓連接，便于更換。

工作原理

分級過程為：礦漿以一定壓力（0.049~0.294 MPa）從給礦管沿切線方向給入旋流器，在筒體內部高速旋轉，產生較大的離心力。礦漿中密度和粒度不同的顆粒，因受到的離心力不同，在筒體內的運動速度和方向也不同。粗而重的顆粒離心力較大，被甩向筒壁，沿螺旋線向下運動，隨部分介質從沉砂口排出，成為沉砂；細而輕的顆粒離心力較小，在筒體中心與大部分介質一起形成內螺旋上升液流，從溢流管排出，成為溢流。

影響水力旋流器分級的因素

影響分級效果的主要因素包括結構參數和操作工藝兩大類。

結構參數

• 旋流器直徑D：以圓筒體直徑表示。給礦壓力一定時，處理量隨D增大而增大，分離粒度也相應變粗。要求分離粒度較大時宜選用較大直徑的旋流器；要求分離粒度較小時宜選用小直徑的，可通過多個旋流器并聯滿足處理量需求。國內選礦廠常用75~1000mm的旋流器，其中75~100mm旋流器的分離粒度為10~19μm，500mm以上旋流器的分離粒度為74~200μm。小直徑旋流器沉砂口易堵塞，在滿足分離粒度要求的前提下，應盡可能選用大直徑旋流器。
• 給礦口直徑dF：給礦口多為矩形或橢圓形，以等面積圓直徑表示。給礦口與給礦管呈漸開線連接效果較好。dF一般為D的0.2~0.4倍，為溢流管直徑d?的0.4~1倍。
• 溢流管直徑d?和沉砂口直徑d?：增大溢流管直徑，處理量隨之增大，溢流粒度變粗，d?一般為0.2~0.4D；減小沉砂口直徑，沉砂粒度和分離粒度變粗，沉砂濃度增大。d?/d?稱為角錐比，影響溢流和沉砂的體積、沉砂濃度、分離粒度和分級效率，分級用旋流器的角錐比以3~4為宜。
• 錐角α：分級用旋流器的錐角一般在10°~40°之間，以15°~20°較為常見。錐角過大，礦漿阻力增加，影響處理量；錐角過小，礦漿運行路線長，有利于提高分級效率，但旋流器高度增加，給配置和操作管理帶來不便。

操作工藝參數

• 給礦壓力：直接影響到處理量，隨壓力增大而增大。壓力也影響分離粒度，但靠增大壓力來減小分離粒度，動力消耗較大。通常，分離粒度較大時宜采用大直徑和較低壓力的旋流器；反之采用小直徑和較高壓力的旋流器。分級過程中壓力應保持穩定。
• 給礦濃度、給料粒度和密度組成：對分級效果有一定影響，分級過程中應盡量保持穩定。

水力旋流器的特點是：結構相對簡單、設備成本較低、處理量較大、占地面積較小、投資費用較少、分級效率較高，可獲得較細的溢流產品。但也存在揚送礦漿能耗較大、設備磨損較快、工作穩定性受給礦條件波動影響等特點。常用于第二段磨礦循環中的分級作業。