斜窄流分級設備在磷酸原料磨礦中的應用
作者： 2013年07月22日 來源： 瀏覽量：
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1、斜窄流的定義及斜窄流分離設備的應用領域斜窄流定義為“在斜置且封閉、斷面窄小而規整不變的通道內上升的連續流”。斜窄流具有斜淺層和窄小斷面上升流兩種過程的基本特征和功用。斜窄流分離設備利用淺層沉降原理
1、斜窄流的定義及斜窄流分離設備的應用領域
斜窄流定義為“在斜置且封閉、斷面窄小而規整不變的通道內上升的連續流”。斜窄流具有斜淺層和窄小斷面上升流兩種過程的基本特征和功用。斜窄流分離設備利用淺層沉降原理縮短顆粒沉降的距離，相應地提高單位占地面積產能；利用窄小過程斷面縮短細粒溢出路程，減小液流的水力半徑和雷諾數，增強固液二相邊界的邊壁效應以提高分級精度(分級質效率)。昆明冶研新材料股份有限公司(原昆明冶金研究院)在引進和消化吸收的基礎上，通過多年的自主研發，形成液/固分離的澄清設備、固/液分離的濃密設備、固/固分離的分級設備以及油/水/固分離的含油污水凈化設備等4大類斜窄流分離設備，目前已應用于礦山、鋼鐵、輕工、環保、造紙、磷化工等多個行業和領域，遍及十多個省市及自治區。其中用于閉路濕磨分級生產的斜窄流分級設備，既達到旋流器的分級效率，又具有螺旋分級機穩定、運行費用低的優點，成為一種高效節能的閉路濕磨分級新設備。
2、斜窄流分級設備在磷酸生產中的應用
濕法磷酸生產中普遍采用濕法單段開路球磨工藝，該工藝使磨礦產品中同時存在欠磨及過磨現象，嚴重影響下游工序萃取磷酸的轉化率、過濾洗滌性能和總磷回收率。個別磷酸廠采用單級閉路濕法磨礦工藝，用旋流器進行分級，實際使用中效果不理想，旋流器底流夾細多，分級效率低，易造成過磨，且能耗大，運行費用高。云南三環化工有限公司采用一種結合棒磨、球磨、斜板分級、濃密的多級閉路濕法磨磷礦新技術，此工藝方法中采用的斜板分級設備即為我公司研制的斜窄流(曾稱為“斜板”)分級機，取得了滿意的技術和經濟指標。
2.1現場中試
在云南三環化工有限公司(原云南磷肥廠)礦料車間濕磨工段進行的現場試驗中，使用KMLF-5/50型斜窄流分級中試設備，其給礦分流自開路球磨機的排礦，經分級后成為溢流和底流兩個產品。在分級粒度為0.15mm時，分級質效率達60.34%，給料濃度、溢流濃度、底流濃度都達到閉路濕磨分級的要求，且設備運行平穩可靠。
2.2工業應用
在上述試驗的基礎上，云南三環化工有限公司礦料車問濕磨II系列的閉路濕磨系統選用了1臺KMLF-50/55型斜窄流分級設備，于2003年初投入使用。流程調試正常后，經過近1年的運行，表明該設備運行可靠，指標穩定。
雙方于2003年底對閉路濕磨生產流程進行了1次查定，目的是與開路濕磨及閉路干磨產品進行量化對比，了解閉路濕磨系統的選擇性磨細效果，即磨礦產品在粒度組成方面的改進，同時查明系統內各段作業的技術性能和工作效率，以檢驗設計目標的實現程度，并尋找薄弱環節和進一步優化的切入點。本文就斜窄流分級的相關部分作重點介紹。
2.2.1閉路濕磨生產流程
云南三環化工有限公司礦料車問濕磨Ⅱ系列制磷酸原料(磷礦石)的閉路濕磨生產流程如圖1。
2.2.2閉路濕磨流程查定結果
流程查定在礦石有代表性、設備和在線儀表正常運行、作業條件穩定的情況下進行。取樣點設置包括棒磨機給礦和排礦、球磨機給礦和排礦、分級溢流、濃密機溢流和底流，共7個班樣。對取樣分析結果進行統計，得到閉路濕磨流程的主要技術指標如表1、各產品粒度分布如表2、最終產品粒度組成與開路濕磨和閉路干磨結果的對比如表3。
2.2.3流程查定結果分析
(1)斜窄流分級的性能與作用。表1表明，斜窄流分級設備處理能力大，干礦量273.9t/h，礦漿量達720m3/h，與Φ3600×4500溢流型球磨機搭配形成閉路，很好地完成了分級任務。流程查定時因給礦濃度僅為30.45%，使分級溢流濃度偏低，為16.48%。
表2顯示，分級底流即球磨給礦中，未檢測10μm微泥，小于37μxm微細粒為0.41%，不到0.5%，而小于100目(0.15mm)合格產品為20%左右，說明斜窄流分級機能及時把合格產品盡可能分離出來，避免再次入磨造成過粉碎。分級質效率為58.77%，約為螺旋分級機的2倍，處于水力旋流器正常生產時的水平。同時，優良的性能和分級質效率，使閉路返砂比小于200%，明顯低于螺旋分級機，也低于水力旋流器，使磨礦設備及設施的單位產能提高，成本降低。
(2)閉路濕磨的選擇性磨細作用。由表2看出，通過與斜窄流分級設備閉路作業，閉路濕磨流程的球磨排礦中+1mm粒級僅1％左右，而-10μm微泥量小于5%，很好地實現了選擇性磨細作用。表3顯示，與開路濕磨、閉路干磨系統對比，閉路濕磨最終產品中0.15-0.010mm合格粒級量高達81.34%，提高了18.04-35.44個百分點；-0.010mm含量僅有3.70%，降低17.90-22.30個百分點；同時無磨不細現象發生。顯然，閉路濕磨系統產品的粒度組成最適合下游工序的要求。方案決策和項目設計的選擇性磨細目標，形象的說法是將“啞鈴型”的粒度分布變成“橄欖型”，已初步實現并可進一步優化。事實表明，在云南省同類制磷酸原料的濕磨生產中，首次采用閉路作業特別是選用斜窄流分級機的決策和設計是成功的，達到了預期目的。
2.3制磷酸原料斜窄流分級閉路濕磨的效益
斜窄流分級閉路濕磨工藝取得了突出的技術效果和顯著的經濟效益。棒磨提高了磨礦的選擇性，斜窄流分級設備的分級質效率高，底流夾細少，溢流合格率高，大大降低了產品磷礦漿中磨不細的粗粒含量和過磨的泥質含量，從而顯著改善了磨礦產品的粒度及分布，使下游萃取磷酸工藝的轉化率提高2-3個百分點，洗滌率提高1-2個百分點，P2O5總回收率提高2.5個百分點以上，且操作穩定，運行率高，能耗低，運行費用低，礦耗、酸耗下降，每噸磷酸的生產成本下降40元以上。
3、結語
(1)斜窄流分級設備首次應用于制磷酸原料的閉路濕磨，獲得滿意的技術和經濟指標，較傳統分級設備分級效率有較大提高，回路中磨機磨礦效果得到明顯改善。
(2)斜窄流分級設備在制磷酸原料閉料濕磨中的成功為該設備在磷化工領域的應用提供了范例。2004年底，云南三環化工有限公司在擴建項目中又采用1臺KMLF-50/55型斜窄流分級設備；云南云峰化學工業有限公司磷肥生產車間在擴建工程項目中也采用了1臺KMLF-100/55型斜窄流分級設備用于濕磨分級回路，按0.15mm粒級進行分級作業，預計年內可投入使用。
(3)在調試過程中發現，高濃度、高粘度的磷礦石閉路濕磨對斜板參數的要求和以往不同，板長和板間距還需進一步優化，特別是板間距宜寬不宜窄。
(4)鑒于高差滿足不了和磨機閉路形成自流，閉路濕磨中斜窄流分級設備的給料需用泵輸送，耗費一定動力。為減少動力耗費，以斜窄流分級設備為基礎，配以螺旋提砂器，一種新型磨礦分級閉路裝置——斜窄流螺旋分級機的研發已獲云南省省院省校資助，正在實施中。
【來源：中國干燥技術網】
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