1、引言
    齊大山鐵礦選礦分廠坐落在千山區(qū)調(diào)軍臺(tái)村，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為原礦處理量900萬(wàn)噸，鐵精礦300萬(wàn)噸，精礦品位67. 5%以上。生產(chǎn)采用連續(xù)磨礦弱磁一中磁一強(qiáng)磁一陰離子反浮選的T藝流程。磨磁車間的主體設(shè)備括中細(xì)破碎機(jī)、篩分機(jī)、球磨機(jī)、旋流器、濃縮機(jī)、膈膜泵、儀表及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。其中引進(jìn)美國(guó)艾利斯公司∮5.5×8.8 m溫式溢流型球磨機(jī)6臺(tái)；引進(jìn)美國(guó)克雷布斯∮660 m水力旋流器48臺(tái)；兩段連續(xù)磨礦均采用旋流器與溢流型球磨機(jī)配合進(jìn)行分級(jí)，二段磨礦采用∮5.5×8.8溢流型磨機(jī)與Krebs生產(chǎn)的FX660×9旋流器組，旋流器采用動(dòng)壓給礦，自動(dòng)控制操作。
    二段磨礦存在粒級(jí)組成不合理，粗粒級(jí)(+0.1 mm)含量較高達(dá)28%以上，細(xì)粒級(jí)（-10um）含量較高達(dá)10%，二段磨礦旋流器給礦粒度分布見表1。這給二段磨礦和選別作業(yè)帶來(lái)極大的不利影響，也是造成尾礦品位高的主要原因之一。形成這一現(xiàn)象的原因除有礦石性質(zhì)的因素（齊大山鐵礦的礦石種類較多，磨礦性質(zhì)相差較大，致密塊狀礦石非常難磨，而解理層面中含有非常容易泥化的礦物）之外，還有二段旋流器分級(jí)參數(shù)不合理的因素。
對(duì)二段旋流器給礦、沉砂和溢流進(jìn)行粒度組成分析，結(jié)果分別見表1、表2和表3。
    從表1、表2、表3中可以看出，旋流器溢流中- 10 m含量高達(dá)34. 64%，泥化嚴(yán)重，而可選粒度級(jí)別少，僅為10%左右；沉砂中細(xì)粒級(jí)含量過高（50%左右），且均集中在可選粒度級(jí)別中，這樣返砂進(jìn)入磨機(jī)中，勢(shì)必造成過磨，降低磨礦效率，造成泥化。因此，如何提高旋流器的分級(jí)效率，減少過磨與泥化，是解決問題的關(guān)鍵。在二段磨礦中要求最終的磨礦細(xì)度為-0.074 mm占85%～90%。磨礦產(chǎn)品粒度- 200目設(shè)計(jì)為90%，生產(chǎn)一直沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，甚至把磨礦產(chǎn)品粒度- 200目生產(chǎn)計(jì)劃定在85%時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)中都難以完成計(jì)劃，嚴(yán)重影響下段T序的正常生產(chǎn)。不同時(shí)期對(duì)磨礦分級(jí)進(jìn)行了多次考查，考察結(jié)果發(fā)現(xiàn)一些問題，其中二段磨礦新生q值較低，二段旋流器分級(jí)效率低，僅為26%左右（見表4）。
    綜上所述分析，原國(guó)外進(jìn)口旋流器分級(jí)效率低是制約二段磨礦效率的主要原因，由于旋流器給礦泵型號(hào)選擇過小，實(shí)際T作中已達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行，造成旋流器的操作參數(shù)給礦壓力無(wú)法提高，同時(shí)泵池補(bǔ)加水加不進(jìn)去，造成給礦濃度較高，旋流器的分級(jí)效率隨著給礦濃度的降低、給礦壓力的提高而提高，生產(chǎn)實(shí)際中無(wú)法實(shí)現(xiàn)這兩方面的調(diào)整，因此，在目前旋流器的給礦條件下，優(yōu)化旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是提高旋流器分級(jí)效率的有效途徑。
2、旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化
    針對(duì)調(diào)軍臺(tái)選礦廠二段磨礦的現(xiàn)狀，威海市海王旋流器有限公司提供一臺(tái)FX660-GX型旋流器，安裝于原國(guó)外Krebs生產(chǎn)的FX660×9旋流器組上，進(jìn)行二段分級(jí)旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，探索最佳旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)。
2.1  溢流管直徑對(duì)分級(jí)指標(biāo)的影響
    旋流器的溢流管直徑除影響其生產(chǎn)能力和分離粒度外，還影響其分級(jí)效率、返砂比和產(chǎn)物濃度。一般情況下，當(dāng)溢流管直徑增大時(shí)，則其生產(chǎn)能力和分離粒度亦增大、溢流產(chǎn)率提高、分級(jí)效率相應(yīng)降低；當(dāng)溢流管直徑減小時(shí)，則其結(jié)果相反。試驗(yàn)結(jié)果見表5。
    該結(jié)果表明，生產(chǎn)過程中不能單純用增大溢流管直徑的手段來(lái)提高其生產(chǎn)能力，也不能無(wú)限制地減小溢流管直徑的方法來(lái)獲得細(xì)的分級(jí)粒度。因?yàn)槎ㄐ蔚男�流器結(jié)構(gòu)參數(shù)間有相應(yīng)的比例關(guān)系，當(dāng)超出其比例關(guān)系時(shí)，其固有規(guī)律就會(huì)被破壞。
2.2  沉砂嘴直徑對(duì)分級(jí)指標(biāo)的影響
    當(dāng)旋流器同磨機(jī)構(gòu)成閉路時(shí)，其沉砂嘴直徑對(duì)其生產(chǎn)指標(biāo)影響極大，隨著沉砂嘴直徑的減小則沉砂濃度增大、溢流粒度變粗、溢流產(chǎn)率增加、沉砂產(chǎn)率下降、返砂比減小、分級(jí)效率降低。試驗(yàn)結(jié)果見表6。
    對(duì)于閉路磨礦系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中，一般通過調(diào)解沉砂嘴的大小控制返砂比，適宜的返砂比能夠提高磨礦效率和磨礦細(xì)度。
2.3  角錐比Ds/Do對(duì)分級(jí)指標(biāo)的影響
    旋流器的角錐比是指其沉砂口直徑與溢流口直徑之比，它既影響其產(chǎn)物的分配也影響其他分離指標(biāo)。隨著角錐比的增大，其沉砂濃度、溢流產(chǎn)率和分級(jí)粒度逐漸降低，而分級(jí)效率則逐漸升高。試驗(yàn)結(jié)果見表7。
3、國(guó)產(chǎn)海王旋流器與原進(jìn)口Krebs旋流器對(duì)比
    通過對(duì)海王旋流器不同結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析，在滿足生產(chǎn)要求的溢流細(xì)度(- 200目含量在85%~90%)的情況下，要求旋流器分級(jí)效率得到最大限度的提高，取樣分析結(jié)果見表8。
    根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定旋流器的最佳配置為溢流管180 mm，沉沙嘴135 mm。
    探索海王旋流器最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)過程中同時(shí)對(duì)比原國(guó)外Krebs旋流器，在同一機(jī)組上，旋流器給礦條件均相同，對(duì)比數(shù)據(jù)見表9。
    從表9中可以看出，在相同的給礦條件下，海王旋流器溢流細(xì)度、分級(jí)效率分別高于Krebs旋流器3. 07%、3.32%，增加了可選粒級(jí)含量；而沉砂細(xì)度則減少了1.15%，降低了沉砂夾細(xì)，在二段磨礦中減少了過磨。
4、結(jié)論
    (1)在一定的給礦條件下，旋流器的溢流管、沉沙嘴的大小直接影響剄旋流器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際T礦條件合理搭配旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是提高旋流器分級(jí)指標(biāo)有效途徑與手段。
    (2)試驗(yàn)考察表明，若旋流器進(jìn)料濃度保持在40%—45%，分級(jí)效果可以達(dá)到30%以上，溢流細(xì)度可達(dá)到85%以上，根據(jù)目前給礦工藝條件，旋流器采用180 mm的溢流管，135 mm的底流口配置的旋流器完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝要求。
    (3)比較國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口兩種旋流器，相對(duì)而言威海海王旋流器的分級(jí)效果較好，威海海王旋流器比國(guó)外Krebs旋流器分級(jí)細(xì)度高3.07%，分級(jí)質(zhì)效率高3.32%。由此國(guó)產(chǎn)海王牌旋流器完全可以替代進(jìn)口旋流器。