旋流器工藝優(yōu)化調(diào)整與等值線圖在現(xiàn)場的應(yīng)用

劉鵬云　劉　斌　趙振龍　王曉鋒　李增慧

(1.太原鋼鐵(集團)有限公司礦業(yè)分公司尖山鐵礦；2.唐山陸凱科技有限公司)

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旋流器工藝優(yōu)化調(diào)整與等值線圖在現(xiàn)場的應(yīng)用

劉鵬云1劉斌1趙振龍2王曉鋒2李增慧2

(1.太原鋼鐵(集團)有限公司礦業(yè)分公司尖山鐵礦；2.唐山陸凱科技有限公司)

摘要運用6σ工具對旋流器的給礦壓力、給礦濃度、沉砂嘴尺寸等參數(shù)進行了優(yōu)化試驗，依據(jù)設(shè)計方案在生產(chǎn)現(xiàn)場進行取樣、統(tǒng)計，繪制出旋流器溢流粒度、分級效率的等值線圖，找出了實際生產(chǎn)中旋流器不同運行參數(shù)的最佳組合方案，實際生產(chǎn)時可根據(jù)沉砂口磨損程度，相應(yīng)調(diào)整給礦壓力與給礦濃度，來提高旋流器的分級效率。

關(guān)鍵詞利用系數(shù)溢流粒度分級效率

尖山鐵礦磨選工序采用三段球磨四段磁選的工藝流程，舊系統(tǒng)有4個系列，新系統(tǒng)有2個系列，原礦年處理量達到900萬t。三段磨礦中球磨機分別與分級機(新系統(tǒng)一段分級設(shè)備為平底旋流器)、旋流器、細篩搭配形成閉路循環(huán)，分級設(shè)備的分級質(zhì)量與分級效率直接制約閉路磨礦的效果。平底旋流器作為一段磨礦分級設(shè)備，旋流器的返砂量直接制約球磨機利用系數(shù)與后工序粒級分配問題；小錐角旋流器作為舊系統(tǒng)二段閉路循環(huán)的分級設(shè)備，在現(xiàn)場作業(yè)中起承上啟下的作用，關(guān)系著三段閉路磨礦粒級分布與三段磨機的磨礦效率，崗位工對旋流器的操作無系統(tǒng)性操作經(jīng)驗，導(dǎo)致二段磨礦分級設(shè)備未發(fā)揮出最大潛能[1-4]。

1　現(xiàn)場存在問題

平底旋流器作為一段磨礦分級設(shè)備，在現(xiàn)場生產(chǎn)中主要存在以下3個問題：①溢流粒度偏細，0.074 mm以下含量在58%以上，導(dǎo)致后工序“吃不飽”，能耗浪費嚴重；②返砂量偏大，嚴重制約一段球磨機利用系數(shù)的提高，沉砂嘴尺寸過窄，需頻繁更換導(dǎo)致材料費用增加；③旋流器沉砂箱到球磨機給料端的管道堵塞頻次多，影響了現(xiàn)場正常生產(chǎn)。

2　旋流器工藝參數(shù)優(yōu)化

對旋流器進行了工藝流程與技術(shù)參數(shù)調(diào)整[5-7]：①旋流器溢流管直徑由φ255 mm增大為φ270 mm；②開展縮短旋流器直段高度試驗，直段減少200 mm(由原來的1 000 mm縮短為800 mm)以降低返砂量；③旋流器沉砂箱至球磨機進料端的管道改為溜槽設(shè)計以解決頻繁堵管問題。調(diào)整后旋流器溢流粒度 (-0.074 mm含量)由58%以上降低到52%左右，旋流器返砂比控制到150%～180%，達到了提高球磨機利用系數(shù)[6]的目的，同時減少了現(xiàn)場堵管現(xiàn)象的發(fā)生。

3　旋流器等值線圖的應(yīng)用

根據(jù)試驗設(shè)計，在現(xiàn)場對旋流器的給礦濃度、給礦壓力與沉砂嘴直徑三項因子按試驗設(shè)計要求進行取樣，每項必須以兩次以上數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場校對，利用6σ工具對20項數(shù)據(jù)的取樣結(jié)果進行旋流器關(guān)鍵指標——溢流粒度的殘差分析[8]，結(jié)果如圖1。圖1所示殘差數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，無喇叭狀等異常情形，符合要求。

繪制不同溢流粒度、沉沙口直徑、給礦壓力時旋流器溢流粒度、分級效率的曲面圖，見圖2、圖3。

由圖2、圖3可知：給礦濃度大于75%時，旋流器運行效果較佳；沉砂口運行到中期，即直徑大于90 mm、且給礦壓力高于0.14 MPa時，運行效果最差；沉砂口使用初期，直徑80 mm時，磨礦濃度對于分級質(zhì)量影響小，但分級粒度偏低。

繪制不同溢流粒度、沉沙口直徑、給礦壓力時旋流器溢流粒度、分級效率的等值線分布圖，見圖4、圖5。

從圖4、圖5可以看出：旋流器沉砂口直徑最佳取值范圍為87～98 mm，磨礦濃度最佳取值范圍76%～80%，旋流器壓力控制范圍0.12～0.14 MPa。

現(xiàn)場生產(chǎn)中沉沙口直徑不可變，考察不同沉沙口直徑時給礦濃度、給礦壓力對旋流器溢流粒度、分級效率的影響，結(jié)果見圖6。在現(xiàn)場操作中，可利用圖6指導(dǎo)生產(chǎn)。

4　結(jié)　論

實際生產(chǎn)中，可根據(jù)旋流器沉砂口磨損程度，進行旋流器的工藝參數(shù)優(yōu)化以提高球磨機利用系數(shù)和旋流器分級效率，對選廠節(jié)能降耗有重要意義。

圖1　旋流器溢流粒度數(shù)據(jù)殘差分析

圖2　對溢流粒度的影響

圖3　對分級效率的影響

圖4　溢流粒度的等值線圖

參考文獻

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[2]孫時元，韓躍新，熊大和，等.中國選礦設(shè)計手冊[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[3]王運敏，田嘉印，王化軍，等.中國黑色金屬礦選礦實踐[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

[4]韓躍新，孫永升，李艷軍，等.我國鐵礦選礦技術(shù)最新進展[J].金屬礦山，2015(2)：1-11.

圖5　分級效率的等值線圖

圖6　不同運行參數(shù)的旋流器等值線圖

[5]明平田，吳國民，李飛，等.磨礦分級考察及分析研究[J].有色金屬：選礦部分，2012(6)：45-48.

[6]段希祥.完善磨礦過程提高磨礦及選別效率的研究[J].云南冶金，2002(3):45-51．

[7]刀正超.磨礦工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1987.

[8]龐學(xué)詩.水利旋流器理論與應(yīng)用[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2005.

(收稿日期2016-05-05)

劉鵬云(1974—)，男，工程師，030304 山西省太原市婁煩縣。