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有色金属分选机转笼结构对分选性能的影响

  为了达到提高分选精度和分选效率的目的,需保障涡电流有色金属分选机的内部流场分布均匀稳定。环形区是物料实现分选的主要区域,转笼是涡流分选机的重要部件。

  在保持导风叶片里部边缘不变的前提下,环形区的宽度则主要由转笼外径尺寸决定;转笼叶片通道是细粉进入到转笼里部实现分选的需经之路,通道内的流场分布特性对物料的分选有很大影响。有研究先在保障转笼叶片的宽度不变的前提下改进了转笼内外半径的大小,对改进前后的涡流分选机构建模型,并对其内部流场进行数值模拟。而后用重质碳酸钙进行了物料实验予以验证模拟结果。其次,通过运用数值模拟的技术系统地研究了转笼叶片间距对有色金属分选机内部流场的影响。得出如下结论:

  (1)在保持转笼叶片宽度不变的情况下,改变转笼内外半径实现环形区宽度变化,当内外半径同时减小18mm时,环形区宽度相应增加18mm。此时,环形区切向速度较大值变大,物料所受剪切力增加,利于提高物料的分散性,并且环形区流场均匀,使分选精度提高;同时,转笼入口附近的切向速度波动较小,分布均匀,能够保障物料在进入转笼进行分选时的粒径均一,实现细粉产品较窄等别的粒径分布∶当转笼内外半径减小18mm,转笼叶片间距相对变小,叶片间惯性反旋涡强度减弱,叶片间径向速度梯度减小,分布均匀,进入转笼的细粉不易与叶片发上碰撞,细粉返混到粗粉中的可能性减小,能够提高分选精度。

  (2)通过模拟得出转笼内外半径减小18mm时,分选机内部流场分布得到改进。以重质碳酸钙为物料,对原型及安装有改进后转笼的分选机在相同工况下分别进行物料实验,对比物料实验结果得出∶当有色金属分选机的转笼内外半径同时减小18mm时,分选精度提高3.3%-25.4%,同时细粉产率增加27.8%-76.2%,物料实验结果与模拟结果吻合。

  (3)在叶片间的通道中,流场的稳定性主要受到惯性反旋涡和叶片边界层厚度的影响。叶片间距较大时,以惯性反旋涡的影响为主,叶片进行面与退行面处的径向速度方向相反,细颗粒容易返混到粗粉中,降低分选精度;当叶片间距与叶片宽度之比为0.23时,叶片间径向速度分布相当均匀,颗粒运动简单,细颗粒能够迅速进入转笼内部实现分选,能够获得粒度分布小的细粉产品;叶片间距过小时,边界层厚度几乎与叶片间距相当,甚至发生重叠,造成主流速度区域不明显,叶片间径向速度分布不均匀,颗粒在叶片间的运动轨迹复杂,不能及时进入有色金属分选机转笼内部实现分选,降低分选精度。