摘要
细粒分级已经成为制约“贫、细、杂”矿物回收的瓶颈，其关键原因在于细颗粒沉降速度慢、分级效率低、单位面积处理量小等不足。增加倾斜板或倾斜管的沉降分级可显著提高分级效率和处理能力。RefluxClassifier（RC）作为其中一种斜板分级装置，其核心是利用窄倾斜通道产生的高剪切速率来提高分级效果。但目前普遍存在细粒级分级所需的窄板间距经常出现堵塞导致其无法运行。本文采取与RC通过缩小板间距提高剪切速率完全不同的方法，提出了倾斜通道上下斜板逆向运动来提高板间剪切速率强化细粒分级的新思路，可在较大板间距的情况下实现高剪切速率和提高细粒级分级效果的目的。 作者改进并建立了倾斜通道内上下斜板逆向运动的RC分级试验系统。首先以玻璃珠、POM颗粒、石英砂颗粒作为研究对象，分别开展了对单颗粒和颗粒群在斜板运动的倾斜通道内的运动规律研究，并通过速度分析解释了其在倾斜通道内的运动轨迹。本文推导出了倾斜通道内颗粒的运动轨迹、位移等模型，并结合试验验证了模型的可靠性。之后研究了不同入料质量和流化水速条件下，斜板运动对颗粒之间分离的影响，探索出最优试验条件。最后利用纯石英砂作为原料开展斜板运动对细粒分级效果的影响研究，进一步验证倾斜通道内斜板逆向运动可以强化细颗粒分级。 首先单颗粒试验探究了斜板运动对其运动的影响，研究结果表明：斜板运动形成的高剪切流体环境对细颗粒运动状态的影响较大，颗粒在倾斜通道内的上升距离增加，其中0.25mm玻璃珠运动距离提高了约88.5%。 其次从理论建立的两个颗粒之间的运动差异模型（LPD）可以得出斜板运动能够扩大两个不同粒度颗粒之间的运动差异。当试验条件设置为200g入料、流化水速0.1198m/s、转速0.0344m/s时，0.25mm和0.55mm颗粒之间LPD提升了38%，这对提高颗粒分级效率是有益的。这种影响效果随着入料质量的增加而增强，随着流速的增加而减弱。 最后为了分析斜板运动对颗粒分级效果的影响，需要先确定入料浓度和流速等变量条件。试验结果表明，当入料浓度为26.1%时，分级效率达到最高值77.16%，继续提高浓度，分级效率下降，分级效果变差。此外，流速从0.0234m/s增加到0.0370m/s后，精矿回收率增加了8%，分级负效率增加了10%。综合评估产品回收率和分级负效率，最佳流速为0.0323m/s，此时分级效率达到最高值，为78.23%。固定最佳入料浓度和流速条件后，改变转速观察石英砂分级效果变化，结果显示：斜板运动的倾斜通道内保持了较高的速度梯度，d50=0.125mm的分级效率超过了80%。随着转速增加，d50发生微小增长，高转速会降低分级效率。当转速由0增加到0.0175m/s时，分级效率达到最大值82.09%，提升约5%。继续提高转速后，更多的不合格粗颗粒会进入到溢流产品中，分级效果开始变差。 本文首次将倾斜通道内上下斜板逆向运动应用于RC中，在较高板间距的情况下来提高速度梯度。研究结果表明这对细颗粒分级具有显著的效果，为提高倾斜通道内剪切速率和提高细粒分级方面提供了一种新思路，解决了细粒分级所需的高剪切速率与工业中窄通道易堵塞的矛盾，为细粒分级效果优化和分级设备设计提供依据。
NETL