1.本实用新型涉及铁矿石磨矿分级技术领域，具体地说是一种结构简单、分级精度高、分选效率高、
钒钛磁铁矿的精矿品位高、回收率高、资源利用率高的钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器。
背景技术：
2.众所周知，钒钛磁铁矿床在我国分布广泛，储量丰富，是我国铁精矿和钛精矿的重要来源。与其他单一磁铁矿相比，钒钛磁铁矿中由于含有铁、钛、钒，属于亚铁磁性矿石，其剩磁较大、矫顽力高，远高于国内其他铁矿石的磁性数据。在磁选过程中，颗粒之间会发生磁团聚的现象，磁性颗粒会包裹着品位较低的脉石矿物和部分连生体，影响了磁精矿的品位，且很难通过水流冲洗或脱磁来减少磁团聚，只能尽可能将连生体矿物充分研磨至单体解离，以此来实现精矿品位的提升。
3.为了达到需要的精矿品位，提高分选效率，钒钛磁铁矿选厂在选铁作业中一般采用多段磨矿分级多段选别工艺，部分选厂在二段磨矿分级中采用旋流器+高频筛进行串联分级。此工艺中，一段磁选的精矿给入二段磨机磨矿后，磨机排矿给入水力旋流器进行预先分级，旋流器溢流进入二段磁选，二段磁选后的
尾矿进行选钛作业，二段磁选精矿给入高频筛进行检查分级，筛下产物进行精选，筛上产物与旋流器沉砂合并返回二段磨机再磨。采用此工艺进行分选作业，既可以通过磨矿分级工艺提高精选精矿的细度，提升精矿品位，同时由于旋流器进行预先分级后，将大部分粗粒级矿物返回球磨机，减少高频筛的筛分负荷，延长筛网的寿命，提高了整体的分级效率。其中作为预分级的水力旋流器起到了关键作用，其预分级的粒度需控制在
?
200目45~55%之间，细度过高则会导致沉砂产率过高，影响磨机的正常运行，细度过低则又会导致高频筛给矿粒度过粗，筛下产物粒度无法满足要求，同时筛分效率也会降低。
4.但现有的钒钛磁铁矿使用的旋流器中，由于设备结构较老，设备的分级精度和分级效率均相对偏低，当控制溢流细度满足要求时，水力旋流器的返砂量偏大，极易导致磨机出现涨肚等问题；若控制旋流器的返砂量满足要求时，旋流器的溢流细度又会过粗，无法达到最佳的分级效果，最终的精矿品位很难达到55%以上的要求。
技术实现要素：
5.本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、分级精度高、分选效率高、钒钛磁铁矿的精矿品位高、回收率高、资源利用率高的钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器，设有溢流管、进料管、筒体、沉沙口，其特征在于所述的筒体包括进料筒体、可拆卸圆筒体和锥筒体，所述的进料筒体的侧面与进料管相连通，进料筒体的上端与溢流管相连通，进料筒体的下端与可拆卸圆筒体相
连接，进料筒体的高度与进料筒体的直径相同，可拆卸圆筒体设有最多四个，可拆卸圆筒体的上端经法兰与进料筒体相连接，相邻的可拆卸圆筒体之间经法兰相连接，可拆卸圆筒体的下端经法兰与锥筒体相连接，所述的锥筒体的下端设为沉沙口，所述的进料管与进浆导管相连通，所述的进浆导管设为进口为圆口、出口为方口的异形喇叭管，通过异形喇叭管实现进浆导管的两端与输浆管和进料管之间的连接。
8.本实用新型所述的异形喇叭管的方口边长为圆口直径的0.7~0.75倍，方口的长边是短边的1.2倍，异形喇叭管进一步增大了进料压力，提高了分级效果。
9.本实用新型所述的可拆卸圆筒体的直径与进料筒体直径相同，可拆卸圆筒体的高度为可拆卸圆筒体直径的0.25倍，在实际使用过程中，根据分级粒度要求对柱段部分进行增减，以适应后续的选别要求，提高了分选效率。
10.本实用新型所述的锥筒体的锥体角度为30
?
60
°
，锥筒体的长度为进料筒体直径的0.8
?
1.8倍，提高分级精度、分选效率以及钒钛磁铁矿的精矿品位。
11.本实用新型所述的进料管与进料筒体之间呈螺旋线型，进料管的螺旋下降角度为5~8
°
，流体运动流畅，其受到的腔体阻力大幅降低，过渡段处产生的紊流明显减少，有利于矿物颗粒在分离过程中进行预先排列，减少短路流对分级精度的影响。
12.本实用新型由于采用上述结构，具有结构简单、分级精度高、分选效率高、钒钛磁铁矿的精矿品位高、回收率高、资源利用率高等优点。
附图说明
13.图1是本实用新型的结构示意图。
14.图2是图1中进浆导管的结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型进一步说明：
16.如附图所示，一种钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器，设有溢流管1、进料管2、筒体、沉沙口3，其特征在于所述的筒体包括进料筒体4、可拆卸圆筒体5和锥筒体6，所述的进料筒体4的侧面与进料管2相连通，进料筒体4的上端与溢流管1相连通，进料筒体4的下端与可拆卸圆筒体5相连接，进料筒体4的高度与进料筒体4的直径相同，可拆卸圆筒体5设有最多四个，可拆卸圆筒体5的上端经法兰与进料筒体4相连接，相邻的可拆卸圆筒体5之间经法兰相连接，可拆卸圆筒体5的下端经法兰与锥筒体6相连接，所述的锥筒体6的下端设为沉沙口3，所述的进料管2与进浆导管7相连通，所述的进浆导管7设为进口为圆口8、出口为方口的异形喇叭管，通过异形喇叭管实现进浆导管7的两端与输浆管和进料管2之间的连接。
17.进一步，所述的异形喇叭管的方口边长为圆口8直径的0.7~0.75倍，方口的长边是短边的1.2倍，异形喇叭管进一步增大了进料压力，提高了分级效果。
18.进一步，所述的可拆卸圆筒体5的直径与进料筒体4直径相同，可拆卸圆筒体5的高度为可拆卸圆筒体5直径的0.25倍，在实际使用过程中，根据分级粒度要求对柱段部分进行增减，以适应后续的选别要求，提高了分选效率。
19.进一步，所述的锥筒体6的锥体角度为30
?
60
°
，锥筒体6的长度为进料筒体4直径的
0.8
?
1.8倍，提高分级精度、分选效率以及钒钛磁铁矿的精矿品位。
20.进一步，所述的进料管2与进料筒体4之间呈螺旋线型，进料管2的螺旋下降角度为5~8
°
，流体运动流畅，其受到的腔体阻力大幅降低，过渡段处产生的紊流明显减少，有利于矿物颗粒在分离过程中进行预先排列，减少短路流对分级精度的影响。
21.本实用新型是针对钒钛磁铁矿二段磨矿分级系统的工况，专门用于实现二段磨矿的预分级作业的中精细分级水力旋流器，进料管2采用螺旋线型包角进料结构，提高了进浆流道的顺畅性，降低了流体阻力和紊流的产生，有利于提高分级的精度；由于设有可拆卸圆筒体5，使旋流器的中心腔体高度可以根据旋流器的中心腔体的内径进行优化，增加了旋流器内部流场的分离空间，还可降低水力旋流器的分级能耗；旋流器下部的锥筒体6则采用较传统旋流器锥体角度更大的大锥角锥体结构，有效降低旋流器的沉砂夹细量，提高旋流器的分级精度和分级效率，保证旋流器的溢流浓度和粒度组成满足高频筛的分级要求，变相提高高频筛的分级效率。
22.本实用新型所述一种钒钛磁铁矿二段预分级专用水力旋流器相比常传统二段分级旋流器有以下不同点：
23.1、水力旋流器的进料方式不同。传统钒钛磁铁矿用的水力旋流器的进浆管与筒体部分一般为水平切线或水平渐开线的方式，本实用新型采用螺旋线进浆方式并限定螺旋下降角度为5~8
°
，采用改进型螺旋线进浆后，料浆由管道进入旋流器筒体部分的过程中，流体的运动更为顺畅，其受到的腔体阻力大幅降低，过渡段处产生的紊流明显减少，有利于矿物颗粒在分离过程中进行预先排列，减少短路流对分级精度的影响。
24.2、水力旋流器的锥筒体6结构不同。传统钒钛磁铁矿用的分级水力旋流器的锥体结构一般角度在10~20
°
，锥体角度相对较小，在处理钒钛磁铁矿时，由于矿石性质，经常会出现沉砂机械夹带细粒矿物量较大的问题，这不仅增加了分级作业的能耗，还会导致含钛矿物的过磨，影响后续钛矿物的回收。本实用新型所述的水力旋流器采用锥筒体6的锥体角度为30~60
°
，锥筒体6部分长度为旋流器进料筒体4部分内径的0.8~1.8倍，根据不同矿区的选别要求和分级指标的不同，可对旋流器的锥体进行更换调整。
25.3、筒体直段部分的长度不同。传统水力旋流器的筒体只设有进料筒体4，其筒体直段高度一般与筒体内径相同，本实用新型所述的水力旋流器为提高分级精度，在进料筒体4下部和锥体上部之间增加了多段可拆卸圆筒体5，可拆卸圆筒体5的内径与上部进料筒体4一致，高度为进料筒体4内径的0.25d。在使用过程中，可根据分级粒度要求对柱段部分进行增减，以适应后续的选别要求。
26.传统钒钛磁铁矿水力旋流器的操作参数较为宽泛，一般运行压力在0.05~0.1mpa之间，给矿浓度在40~60%之间，溢流浓度在30~50%之间，不需要进行太多的调整和控制，最终传统钒钛磁铁矿二段使用的水力旋流器的分级粒度的范围在
?
200目50~80%之间，而本实用新型所述的水力旋流器由于后续选别工艺对旋流器的分级精度要求较高，其运行压力需控制在0.07~0.08mpa之间，旋流器的给矿浓度需控制在50~55%之间，旋流器的溢流浓度需控制在25~28%之间，并且由于采用新型螺旋线进浆结构、异形锥体结构和可调整筒体长度的圆柱段，同时对旋流器的操作参数进行了一定程度的调整，其分级粒度范围可根据生产需要进行精细化调整。
27.本实用新型在实际使用过程中，钒钛磁铁矿的一段磁选的粗精矿经过二段磨机研
磨后的矿浆经过
渣浆泵以一定压力扬送至本设备水力旋流器，经通过进浆导管7给入进料管2并进入本设备水力旋流器内部，经过在本设备进料筒体4、可拆卸圆筒体5和锥筒体6中的充分分级，矿浆中的部分细粒级矿物将从溢流管1排出，进行磁选后给入高频筛进行检查分级，矿浆中的绝大部分粗颗粒将从沉沙口3排出进入二段磨机进行闭路研磨。
28.为进一步验证该新结构水力旋流器运行效果，我们在某钒钛磁铁矿选矿厂的进行了相关试验。选厂原二段磨矿分级系统运行2台高频筛进行控制分级，最终的精矿品位在52.5~53%之间，精矿
?
200目含量在60~65%之间，精矿品位偏低、筛下粒度较低，很难进一步提高品位，同时由于给入高频筛的矿浆浓度高、流量大，筛网的磨损很快。与选厂合作增加本实用新型所述的钒钛磁铁矿二段预分级水力旋流器后，生产指标有了较大的改善，将改造前后两种工艺的生产指标进行对比，数据如下：
[0029][0030]
通过增加二段预分级前后的运行指标对比可发现，增加二段预分级旋流器后，由于旋流器将大部分粗颗粒矿物提前分离返回了磨机，给入高频筛的矿浆细度有了明显提升，进而降低了高频筛的筛分负荷，提高了精选矿浆的入选细度，减少了连生体对精矿品位的影响，最终实现了提高精矿品位的目的，仅此一项可为选厂每年创造约300万元的净利润；同时由于给入高频筛的矿浆粒度变细，筛网的磨损程度减轻，使用寿命可延长3~5个月，大幅降低了筛网的使用成本，大幅降低了选厂的运行成本。技术特征：
1.一种钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器，设有溢流管、进料管、筒体、沉沙口，其特征在于所述的筒体包括进料筒体、可拆卸圆筒体和锥筒体，所述的进料筒体的侧面与进料管相连通，进料筒体的上端与溢流管相连通，进料筒体的下端与可拆卸圆筒体相连接，进料筒体的高度与进料筒体的直径相同，可拆卸圆筒体设有最多四个，可拆卸圆筒体的上端经法兰与进料筒体相连接，相邻的可拆卸圆筒体之间经法兰相连接，可拆卸圆筒体的下端经法兰与锥筒体相连接，所述的锥筒体的下端设为沉沙口，所述的进料管与进浆导管相连通，所述的进浆导管设为进口为圆口、出口为方口的异形喇叭管，通过异形喇叭管实现进浆导管的两端与输浆管和进料管之间的连接。2.根据权利要求1所述的一种钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器，其特征在于所述的异形喇叭管的方口边长为圆口直径的0.7~0.75倍，方口的长边是短边的1.2倍。3.根据权利要求1所述的一种钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器，其特征在于所述的可拆卸圆筒体的直径与进料筒体直径相同，可拆卸圆筒体的高度为可拆卸圆筒体直径的0.25倍。4.根据权利要求1所述的一种钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器，其特征在于所述的锥筒体的锥体角度为30
?
60
°
，锥筒体的长度为进料筒体直径的0.8
?
1.8倍。5.根据权利要求1所述的一种钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器，其特征在于所述的进料管与进料筒体之间呈螺旋线型，进料管的螺旋下降角度为5~8
°
。
技术总结
本实用新型涉及铁矿石磨矿分级技术领域，具体地说是一种钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器，设有溢流管、进料管、筒体、沉沙口，其特征在于筒体包括进料筒体、可拆卸圆筒体和锥筒体，进料筒体的侧面与进料管相连通，进料筒体的上端与溢流管相连通，进料筒体的下端与可拆卸圆筒体相连接，进料筒体的高度与进料筒体的直径相同，可拆卸圆筒体的上端经法兰与进料筒体相连接，可拆卸圆筒体的下端经法兰与锥筒体相连接，锥筒体的下端设为沉沙口，进料管与进浆导管相连通，进浆导管设为进口为圆口、出口为方口的异形喇叭管，具有结构简单、分级精度高、分选效率高、钒钛磁铁矿的精矿品位高、回收率高、资源利用率高等优点。资源利用率高等优点。资源利用率高等优点。
技术研发人员：孙吉鹏 马鹏飞 郑纪民 张强 刘宝磊 李永峰
受保护的技术使用者：威海市海王旋流器有限公司
技术研发日：2021.03.04
技术公布日：2021/10/26
声明：
“钒钛磁铁矿二段磨矿预分级专用水力旋流器的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：北方有色网
来源：威海市海王旋流器有限公司
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