斜窄流分級設(shè)備在磷酸原料磨礦中的應(yīng)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(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域斜窄流定義為“在斜置且封閉、斷面窄小而規(guī)整不變的通道內(nèi)上升的連續(xù)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(shè)備利用淺層沉降原理
  1、斜窄流的定義及斜窄流分離設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域
 
    斜窄流定義為“在斜置且封閉、斷面窄小而規(guī)整不變的通道內(nèi)上升的連續(xù)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(shè)備利用淺層沉降原理縮短顆粒沉降的距離，相應(yīng)地提高單位占地面積產(chǎn)能；利用窄小過程斷面縮短細(xì)粒溢出路程，減小液流的水力半徑和雷諾數(shù)，增強(qiáng)固液二相邊界的邊壁效應(yīng)以提高分級精度(分級質(zhì)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(jìn)和消化吸收的基礎(chǔ)上，通過多年的自主研發(fā)，形成液/固分離的澄清設(shè)備、固/液分離的濃密設(shè)備、固/固分離的分級設(shè)備以及油/水/固分離的含油污水凈化設(shè)備等4大類斜窄流分離設(shè)備，目前已應(yīng)用于礦山、鋼鐵、輕工、環(huán)保、造紙、磷化工等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，遍及十多個(gè)省市及自治區(qū)。其中用于閉路濕磨分級生產(chǎn)的斜窄流分級設(shè)備，既達(dá)到旋流器的分級效率，又具有螺旋分級機(jī)穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，成為一種高效節(jié)能的閉路濕磨分級新設(shè)備。
 
  2、斜窄流分級設(shè)備在磷酸生產(chǎn)中的應(yīng)用
 
    濕法磷酸生產(chǎn)中普遍采用濕法單段開路球磨工藝，該工藝使磨礦產(chǎn)品中同時(shí)存在欠磨及過磨現(xiàn)象，嚴(yán)重影響下游工序萃取磷酸的轉(zhuǎn)化率、過濾洗滌性能和總磷回收率。個(gè)別磷酸廠采用單級閉路濕法磨礦工藝，用旋流器進(jìn)行分級，實(shí)際使用中效果不理想，旋流器底流夾細(xì)多，分級效率低，易造成過磨，且能耗大，運(yùn)行費(fèi)用高。云南三環(huán)化工有限公司采用一種結(jié)合棒磨、球磨、斜板分級、濃密的多級閉路濕法磨磷礦新技術(shù)，此工藝方法中采用的斜板分級設(shè)備即為我公司研制的斜窄流(曾稱為“斜板”)分級機(jī)，取得了滿意的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
 
    2.1現(xiàn)場中試
 
    在云南三環(huán)化工有限公司(原云南磷肥廠)礦料車間濕磨工段進(jìn)行的現(xiàn)場試驗(yàn)中，使用KMLF-5/50型斜窄流分級中試設(shè)備，其給礦分流自開路球磨機(jī)的排礦，經(jīng)分級后成為溢流和底流兩個(gè)產(chǎn)品。在分級粒度為0.15mm時(shí)，分級質(zhì)效率達(dá)60.34%，給料濃度、溢流濃度、底流濃度都達(dá)到閉路濕磨分級的要求，且設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)可靠。
 
    2.2工業(yè)應(yīng)用
 
    在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，云南三環(huán)化工有限公司礦料車問濕磨II系列的閉路濕磨系統(tǒng)選用了1臺KMLF-50/55型斜窄流分級設(shè)備，于2003年初投入使用。流程調(diào)試正常后，經(jīng)過近1年的運(yùn)行，表明該設(shè)備運(yùn)行可靠，指標(biāo)穩(wěn)定。
 
    雙方于2003年底對閉路濕磨生產(chǎn)流程進(jìn)行了1次查定，目的是與開路濕磨及閉路干磨產(chǎn)品進(jìn)行量化對比，了解閉路濕磨系統(tǒng)的選擇性磨細(xì)效果，即磨礦產(chǎn)品在粒度組成方面的改進(jìn)，同時(shí)查明系統(tǒng)內(nèi)各段作業(yè)的技術(shù)性能和工作效率，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度，并尋找薄弱環(huán)節(jié)和進(jìn)一步優(yōu)化的切入點(diǎn)。本文就斜窄流分級的相關(guān)部分作重點(diǎn)介紹。
 
    2.2.1閉路濕磨生產(chǎn)流程
 
    云南三環(huán)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(chǎn)流程如圖1。
 
 
    2.2.2閉路濕磨流程查定結(jié)果
 
    流程查定在礦石有代表性、設(shè)備和在線儀表正常運(yùn)行、作業(yè)條件穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。取樣點(diǎn)設(shè)置包括棒磨機(jī)給礦和排礦、球磨機(jī)給礦和排礦、分級溢流、濃密機(jī)溢流和底流，共7個(gè)班樣。對取樣分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到閉路濕磨流程的主要技術(shù)指標(biāo)如表1、各產(chǎn)品粒度分布如表2、最終產(chǎn)品粒度組成與開路濕磨和閉路干磨結(jié)果的對比如表3。
 
    2.2.3流程查定結(jié)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(shè)備處理能力大，干礦量273.9t/h，礦漿量達(dá)720m3/h，與Φ3600×4500溢流型球磨機(jī)搭配形成閉路，很好地完成了分級任務(wù)。流程查定時(shí)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(xì)粒為0.41%，不到0.5%，而小于100目(0.15mm)合格產(chǎn)品為20%左右，說明斜窄流分級機(jī)能及時(shí)把合格產(chǎn)品盡可能分離出來，避免再次入磨造成過粉碎。分級質(zhì)效率為58.77%，約為螺旋分級機(jī)的2倍，處于水力旋流器正常生產(chǎn)時(shí)的水平。同時(shí)，優(yōu)良的性能和分級質(zhì)效率，使閉路返砂比小于200%，明顯低于螺旋分級機(jī)，也低于水力旋流器，使磨礦設(shè)備及設(shè)施的單位產(chǎn)能提高，成本降低。
 
    (2)閉路濕磨的選擇性磨細(xì)作用。由表2看出，通過與斜窄流分級設(shè)備閉路作業(yè)，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(shí)現(xiàn)了選擇性磨細(xì)作用。表3顯示，與開路濕磨、閉路干磨系統(tǒng)對比，閉路濕磨最終產(chǎn)品中0.15-0.010mm合格粒級量高達(dá)81.34%，提高了18.04-35.44個(gè)百分點(diǎn)；-0.010mm含量僅有3.70%，降低17.90-22.30個(gè)百分點(diǎn)；同時(shí)無磨不細(xì)現(xiàn)象發(fā)生。顯然，閉路濕磨系統(tǒng)產(chǎn)品的粒度組成最適合下游工序的要求。方案決策和項(xiàng)目設(shè)計(jì)的選擇性磨細(xì)目標(biāo)，形象的說法是將“啞鈴型”的粒度分布變成“橄欖型”，已初步實(shí)現(xiàn)并可進(jìn)一步優(yōu)化。事實(shí)表明，在云南省同類制磷酸原料的濕磨生產(chǎn)中，首次采用閉路作業(yè)特別是選用斜窄流分級機(jī)的決策和設(shè)計(jì)是成功的，達(dá)到了預(yù)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(shù)效果和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。棒磨提高了磨礦的選擇性，斜窄流分級設(shè)備的分級質(zhì)效率高，底流夾細(xì)少，溢流合格率高，大大降低了產(chǎn)品磷礦漿中磨不細(xì)的粗粒含量和過磨的泥質(zhì)含量，從而顯著改善了磨礦產(chǎn)品的粒度及分布，使下游萃取磷酸工藝的轉(zhuǎn)化率提高2-3個(gè)百分點(diǎn)，洗滌率提高1-2個(gè)百分點(diǎn)，P2O5總回收率提高2.5個(gè)百分點(diǎn)以上，且操作穩(wěn)定，運(yùn)行率高，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低，礦耗、酸耗下降，每噸磷酸的生產(chǎn)成本下降40元以上。
 
   3、結(jié)語
 
    (1)斜窄流分級設(shè)備首次應(yīng)用于制磷酸原料的閉路濕磨，獲得滿意的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，較傳統(tǒng)分級設(shè)備分級效率有較大提高，回路中磨機(jī)磨礦效果得到明顯改善。
 
    (2)斜窄流分級設(shè)備在制磷酸原料閉料濕磨中的成功為該設(shè)備在磷化工領(lǐng)域的應(yīng)用提供了范例。2004年底，云南三環(huán)化工有限公司在擴(kuò)建項(xiàng)目中又采用1臺KMLF-50/55型斜窄流分級設(shè)備；云南云峰化學(xué)工業(yè)有限公司磷肥生產(chǎn)車間在擴(kuò)建工程項(xiàng)目中也采用了1臺KMLF-100/55型斜窄流分級設(shè)備用于濕磨分級回路，按0.15mm粒級進(jìn)行分級作業(yè)，預(yù)計(jì)年內(nèi)可投入使用。
 
    (3)在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，高濃度、高粘度的磷礦石閉路濕磨對斜板參數(shù)的要求和以往不同，板長和板間距還需進(jìn)一步優(yōu)化，特別是板間距宜寬不宜窄。
 
    (4)鑒于高差滿足不了和磨機(jī)閉路形成自流，閉路濕磨中斜窄流分級設(shè)備的給料需用泵輸送，耗費(fèi)一定動力。為減少動力耗費(fèi)，以斜窄流分級設(shè)備為基礎(chǔ)，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(jī)的研發(fā)已獲云南省省院省校資助，正在實(shí)施中。
【來源：中國干燥技術(shù)網(wǎng)】
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