旋流器

流體旋流器是一種常見的分離分級設備，常用離心沉降原理。當待分離的兩相混合液以一定壓力從旋流器周邊切向進入旋流器內後，產生強烈的三維橢圓型強旋轉剪下湍流運動。由於粗顆粒與細顆粒之間存在粒度差，其受到離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，受離心沉降作用，大部分粗顆粒經旋流器底流口排出，而大部分細顆粒由溢流管排出，從而達到分離分級目的。

基本介紹

• 中文名：旋流器
• 外文名：Swirler
• 基本原理：離心力的作用下進行分離
• 類型：一段分級旋流器、二段分級旋流器
• 分離對象：兩相流體
• 領域：電力

工作原理

作為離心力與重力複合力場的典型設備,因其結構簡單、占地面積小、安裝操作方便、運行成本低等優點而被廣泛地用於諸多領域。

旋流器

旋流器的基本原理是將具有一定密度差的液-液、液-固、液-氣等兩相或多相混合物在離心力的作用下進行分離。將混合液以一定的壓力切向進入旋流器，在圓柱腔內產生高速旋轉流場。混合物中密度大的組分在旋流場的作用下同時沿軸向向下運動，沿徑向向外運動，在到達錐體段沿器壁向下運動，並由底流口排出，這樣就形成了外旋渦流場；密度小的組分向中心軸線方向運動，並在軸線中心形成一向上運動的內渦旋，然後由溢流口排出，這樣就達到了兩相分離的目的。

發展史

水力旋流器自20世紀80年代末開始在國內出現,是一種離心分離裝置,是利用不互溶介質間的密度差而進行離心分離的。在20世紀60年代旋流器發展成為主要的處理設備,用於礦砂的篩選及分級等。

水力旋流器的用途也由主要進行固-液分離擴展到不互溶介質的液-液分離、液-液-固分離及氣-液-固三相分離等。我國許多油田也在積極地進行水力旋流器的試驗與套用於採油廢水的固液分離和油水分離的研究,並已顯示出良好的前景。

主要類型

按照施工工段分為一段分級旋流器、二段分級旋流器。

按照功能分為分級旋流器、脫水旋流器、脫泥旋流器、除渣旋流器、濃縮旋流器、尾礦乾排專用旋流器。

一段分級旋流器

一段分級旋流器廣泛用於單系列日處理量500噸以上的各種金屬礦、非金屬礦選廠，與一段球磨機構成閉路磨礦分級循環。旋流器根據不同的處理能力，既可單檯布置，也可成組配置。在較高的給礦濃度情況下，具有較高的分級效率和較細的溢流細度，溢流產品力促均勻，分機效率比常用的螺旋分級機高出5-10%，有利於磨機利用係數的提高。

（1）大椎角旋流器

旋流器的椎角較大，直至180度（又稱平地旋流器），適於處理濃度高、礦物比重大，溢流細度要求-200目60%以下的場合，尤其適於階段磨選流程的鐵礦一段磨礦。這種結構的旋流器具有溢流粒度均勻、溢流產品過磨現象輕、底流產率可大幅調整而不影響旋流器的正常工作等一系列優點，與產同旋流器相比，可提高一段磨礦處理量10-25%。

（2）一段高細度分級旋流器

適用於一段磨礦要求磨礦細度-200目80%以上的場合。由於分級粒度細，普通結構旋流器即使達到要求的分級粒度，分級效率也會大幅下降，返砂量增大，磨機新給礦量低。一段高細度分級旋流器通過結構的改變，降低溢流跑粗和底流夾細程度，在獲得較高溢流細度的同時，保持高的分級效率。

二段分級旋流器

二段分級旋流器廣泛使用在各種金屬礦、非金屬礦的二段檢查，控制分級。旋流器的規格自75mm至660mm,可適用不同處理量、對磨砂細度不同要求的選廠。旋流器採用獨特的結構設計，可使二段旋流器的溢流細度自-200目75%至95%之間任意選擇和調整。

JY系列旋流器是我公司在吸收、消化美國Krebs旋流器分級技術上研發生產的新一代高效分級旋流器。該系列旋流器具有分級效率和分級精度高，單台處理能力大（單台處理能力4-550m3/h），使用壽命長的優點，已在國內幾百家金屬礦和非金屬礦的磨礦分級作業中得到成功套用。

脫水旋流器

脫水旋流器主要用於各種礦物漿液的脫水作業。根據不同的物料特性，不同的生產安裝環境，採用不同的結構設計，具有壓降低，處理量大、脫水效率高的優點。套用於某尾礦再選製漿脫水作業中，在給礦濃度5 - 12%， -200目含量75%的情況下，旋流器的溢流平均濃度控制在1.5%以下，在達到了有效脫水目的的情況下，避免了有用礦物的流失。在某矽砂的脫水作業套用中，脫水旋流器的溢流濃度達到了0.5%以下，並且溢流脫出的幾乎是不合格的細泥，達到脫水和脫泥的雙重效果，旋流器溢流水經沉降後，重新利用，節省成本。

脫泥旋流器

高效脫泥旋流器主要用於各種金屬礦、非金屬礦漿的脫泥作業。高效脫泥旋流器在吸收國外優秀成果的基礎上，經過幾年的實踐，確定高效脫泥旋流器的主要構件的比例及協調性，設計生產的高效脫泥旋流器具有脫泥效率高，有用礦物損失少，節省用戶成本，提高生產效率的優點。案例：某矽砂礦丟棄的尾礦種泥質礦物占12.7%，細度-325目占39.3%，泥質礦物幾乎全部貯存-325目級別中。

除渣旋流器

除渣旋流器：套用於電廠濕法脫硫、石灰製漿、原油除渣、自來水除砂、污水處理等作業中，可有效去除漿液中的粗砂、金屬等顆粒雜物，具有渣物去除效率高，有用漿液損失少等優點。

濃縮旋流器

高效濃縮旋流器常與濃密機、過濾機等配合使用，套用於各種礦物過濾前的濃縮，礦物細磨浮選、金的礦漿氰化等之前的濃縮準備作業，以及尾礦的高濃度輸送等作業中，實現礦漿的濃縮。

高效濃縮旋流器很少單獨使用，常與其他設備相結合使用，濃縮旋流器可根據客戶要求及上下游作業的具體情況進行結構和安裝方面的調整，達到使用效果的最最佳化，同時旋流器利用獨特的內部結構設計，可在較低的溢流濃度的前提下，產生較高的底流濃度，提高生產效率，減少支出，節省成本。

尾礦乾排旋流器

◆工藝特色

■尾礦由築壩式排放改為堆土場排放,取消了尾礦庫和庫容水，避免了潰壩、漫壩、垮壩等事故的發生,提高了安全性。

■經濟性高，降低了投資成本,節約了征地費用,縮短建設周期，維護運營費用低廉

■達到廢水的零排放,為社會節約大量水資源,為企業節省大量資金。

■尾礦乾堆處理技術解決方案,既可圍堰造田植樹,又可回填礦坑和塌陷區,實現資源開發和環境保護雙豐收。

■管理簡單,易於操作,套用面廣,適用於各種粒度和濃度尾礦的濃縮乾排。

◆套用設備示例

■高效濃縮旋流器------尾礦乾排系統的核心

高效濃縮旋流器與濃密機、脫水篩組合，可以高效完成濃縮與脫水工藝。經旋流器濃縮脫水後，底流濃度的提高為脫水篩作業創造了良好的條件，可大幅度提高脫水篩產能，溢流濃度的降低可有效減輕濃密機的負荷。利用獨特的結構設計，廣泛套用於各類選礦廠，在鐵礦中，即使給礦濃度在8%左右，底流濃度依然能保持70%以上，產率在75%以上。

操作方式

1．開始試車前要確保旋流器機組所有連線點都已緊固，清除管道、機組箱體中的各種殘留物，以免開車後有泄露及堵塞發生。確保把投入運行的旋流器閥門完全打開。
2．閥門可以完全開啟（如運行旋流器）或完全關閉（如備用旋流器），但絕不允許處於半開啟狀態（即絕不允許用閥門控制流量）。
3．如有可能，請先用清水試車。旋流器的進料可由泵入或高位槽方式提供。如果泵與旋流器吞吐量匹配，則壓力表顯示恆定讀數。要確保壓力表讀數不波動，如有明顯波動則需檢查原因。設備要求在不高於0.3MPa壓力下工作。
4．設備在正常壓力下平穩運行時，要檢查連線點漏損量，必要時採取補救措施。
5．檢查進入旋流器的殘渣引起的堵塞。旋流器進料口堵塞會使溢流和沉砂流量減少，旋流器沉砂口堵塞會使沉砂流量減小甚至斷流，有時還會發生劇烈震動。如發生堵塞，應及時關閉旋流器給料閥門，清除堵塞物。為防止堵塞，在水力旋流器組進料池可加防止粗料和雜物的設施(如除屑篩)，同時在停車時應及時將進料池排空，以免再次開車時由於沉澱、濃度過高而引起堵塞事故。
6．設備經清水試驗證實運行良好時，可輸入料漿運行。