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摘要：在氧化铝行业中，旋流器被广泛应用，在除砂、氢氧化铝的分级处理，以及磨矿、过滤、分解槽排空等工艺流程中都离不开旋流器的应用。既然旋流器的应用这么广泛，那么如何针对生产中的需求进行旋流器的选取显得尤为重要，本文通过对旋流器的一些基本知识的了解，结合氧化铝的工艺流程，进行旋流器的选取。
关键词：氧化铝；旋流器；磨矿；工艺流程
中图分类号：TQ133.1 文献标识码：A 文章编号：1006-6675（2013）15-
一、旋流器的基本介绍
旋流器是一种利用离心力和重力原理进行分离或分级分选、浓缩物料和进行脱泥的设备，它的应用非常广泛，在煤炭厂、火电厂、矿山矿石厂、冶金厂以及氧化铝厂都能见到旋流器的身影。按照旋流器的不同应用领域，将其分为水力旋流器、重介质旋流器、除砂分离旋流器和油水分离旋流器等多个种类。旋流器结构较为简单，其本身没有运动部件，常见的结构主要包括筒体（圆形筒和锥形筒）、给料口（也较进料口，根据不同行业在叫法上也不尽相同）、溢流口、导管和沉沙口，在这些工作部件中，比较主要的就是筒体，它的结构决定了水流的旋转是否能形成中空的漩涡，所以它的结构为上面是中空的圆筒形，下面是倒着的圆锥体与之相连。简单来说，旋流器就是一个带有圆柱部分的锥形容器。
二、旋流器的工作原理
旋流器的工作原理是离心力来进行沉降和分离。由于旋流器结构的特点是内部为中空的圆柱体，在工作中，需要进行分离处理的物料或者混合液体在泵体的作用下从给料口进入中空的圆柱体以后就会形成在筒体的内壁上随着轴心做旋转剪切湍流运动。在这过程中比较重要的就是，给料口给料的时候是沿着圆柱体的外壁的切向方向，这样才能得到更大的离心作用。
旋流器在启动以后，进入到内部的混合物在离心力和重力的共同作用下，就会出现分离现象。混合物中的颗粒由于质量、密度以及大小的不同，在旋转过程中，受到的离心力、向心浮力和流体曳力的大小就会有所差异，这样导致颗粒的运动方向就会不同，就会出现颗粒大而又重的会在离心力及重力的作用下，流到旋流器的底部，从沉沙口排出，质量轻的就会受向心浮力和离心力的作用，从上方的溢流口流出，这样就轻易地将轻重不同的颗粒分离开来。
下面就利用物理学中的离心力公式和重力公式来进一步进行旋流器工作原理的解释，这样能更清晰明了一些，离心力公式：F=m*v*v/r，在这个公式中，F代表离心力，m代表颗粒的质量，v代表切向的速度，r代表旋转的半径。重力公式：G=mg，G代表重力，m代表颗粒质量。这样，当颗粒从旋流器的切向进入以后，如果切向速度和旋转半径相等，那么质量越大的颗粒受到的离心力就越大，这样就会使质量大的颗粒沿着旋流器的内壁进行旋转，再加上重力作用，质量大的颗粒会有很大的重力，所以在旋转的同时也做向下的运动，在圆锥形的装置中，这些向下运动的颗粒又受到圆锥型的压力作用，在轴心会产生由下到上激烈的内漩涡流，轴心位置的气压相对于空气来说是一种负压状态，会使底流口处进入空气，这样就会形成一个空气柱，使质量小的颗粒随空气柱的向心浮力而上升，从溢出口排除，而质量大就从底部排出。这就是完整的工作过程。
三、旋流器在氧化铝生产过程中的工艺流程
在氧化铝的生产过程中，旋流器是与磨机流程相匹配的。具体的工艺流程如下，在磨机将物料研磨之后，出来的便是浆状的混合物，这些混合物在缓冲泵的作用下，从旋流器的切向方向被缓慢送入旋流器中，旋流器的底流物质再回到磨机的磨头，重新进行研磨，再进行循环；而溢流口流出的物体沿着溢流槽进行外送，在溢流槽的尽头，进入另一个工序的时候，还要对流出的物体进行筛选，防止有杂物堵塞机器，造成严重的后果。这就是旋流器的一个完整的工艺流程。
四、旋流器的选取
在氧化铝生产过程中，如何进行旋流器的选择，不是一件容易的事情，它需要对多个参数进行计算、分析以及比对，才能找出更适合的旋流器。
这些参数包括产能参数、循环负荷参数等主要参数，还包括旋流器的其他一些尺寸的要求。
（一）旋流器的产能参数决定旋流器的产能的大小的指标，除了由旋流器的台数有关，还要与工艺流程中的磨机相适应，如果磨机的产能很高，那就可以在旋流器的数量上进行搭配，可以使用两台或者多台进行自由组合。这种组合，不但可以提高产能，更加能提高工作效率，是旋流器数量选择的好的途径。
（二）循环负荷参数在氧化铝的生产过程中有一道是矿浆制备工序，它需要根据矿浆磨的形式来选择循环负荷。在这过程中，矿浆磨的分为两种，一种是循环负荷较低的管磨，一种是采用高循环量的短磨。管磨一般来说，磨径要长一些，并且分多个仓体进行研磨，磨出的矿浆相对也均匀，研磨性能好，基本采用15%-30%的低负荷循环工作，如果一旦超出这个负荷，就会导致产能下降，或者是出现磨头倒料现象。相对于管磨，短磨的磨径会短一些，但其破碎性能要好些，但由于是单仓作业，所以研磨性能及产能要相对差一些，在进料过程中，也有一定的局限，它为强制型进料，所以磨出的矿浆不均匀，如果想改变这种局面，那就需要进行高循环量的研磨，是普通的2-3倍，经过多次的循环研磨，但同时需要将较细的物料快速分离出来。通过循环负荷参数来根据具体需要进行旋流器的选择。
（三）在旋流器的直径定好后，根据实际需要和经验来确定具体的尺寸，在实际生产过程中也可以根据具体的情况进行具体的调整与修改。针对上述的各项参数，在氧化铝生产过程中，根据实际的具体情况进行旋流器的选择，最主要的选择依据就是适合并且产能在可控范围内越大越好，消耗越小越好。
五、结论：
综上所述，旋流器本身没有运动部件，它所要分离的混合物的动力是靠外部的动力泵（缓冲泵）提供的，它只是给这些混合物提供了一个可以进行自我运动及分离的空间和场所。与其他的分离设备相比，旋流器具有自身的优势，比如结构简单、占地面积小、产能大、分离效率高和易实现自动化控制等优点，所以才会在大多数的行业中具有一席之地。凡是都有两面性，其本身的缺点也是它的致命点，那就是部件的磨损比较严重，在后期的维护费用就相对较高，使用寿命也因此而减少。所以针对此缺点，就需要在科研发面着手，如何用更加耐磨的材料进行旋流器的更新换代，是一个新的课题和发展趋势。目前，旋流器内衬已经开始用高纯氧化铝陶瓷或者聚安酯来进行新的尝试，这种提高会大大延长旋流器的使用寿命，尤其是沉沙嘴的寿命。随着科学的不断发展，研发技术水平的提高，新型的耐磨材料会不断地出现，这样，旋流器的使用寿命延长了，就会使其在更多的领域进行开拓和发展。
参考文献：
[1]庞学诗.水利旋流器技术与应用[M].中国石化出版社，2011.
[2]成琼文，李小斌等.氯酸钠溶液的粘度[J].中南大学学报，2005，2.
[3]邵涛，刘峰.新型无压给料三产品重介质旋流器的模拟研究[J].选煤技术，2008，（3）：12.
关键词：氧化铝；旋流器；磨矿；工艺流程
中图分类号：TQ133.1 文献标识码：A 文章编号：1006-6675（2013）15-
一、旋流器的基本介绍
旋流器是一种利用离心力和重力原理进行分离或分级分选、浓缩物料和进行脱泥的设备，它的应用非常广泛，在煤炭厂、火电厂、矿山矿石厂、冶金厂以及氧化铝厂都能见到旋流器的身影。按照旋流器的不同应用领域，将其分为水力旋流器、重介质旋流器、除砂分离旋流器和油水分离旋流器等多个种类。旋流器结构较为简单，其本身没有运动部件，常见的结构主要包括筒体（圆形筒和锥形筒）、给料口（也较进料口，根据不同行业在叫法上也不尽相同）、溢流口、导管和沉沙口，在这些工作部件中，比较主要的就是筒体，它的结构决定了水流的旋转是否能形成中空的漩涡，所以它的结构为上面是中空的圆筒形，下面是倒着的圆锥体与之相连。简单来说，旋流器就是一个带有圆柱部分的锥形容器。
二、旋流器的工作原理
旋流器的工作原理是离心力来进行沉降和分离。由于旋流器结构的特点是内部为中空的圆柱体，在工作中，需要进行分离处理的物料或者混合液体在泵体的作用下从给料口进入中空的圆柱体以后就会形成在筒体的内壁上随着轴心做旋转剪切湍流运动。在这过程中比较重要的就是，给料口给料的时候是沿着圆柱体的外壁的切向方向，这样才能得到更大的离心作用。
旋流器在启动以后，进入到内部的混合物在离心力和重力的共同作用下，就会出现分离现象。混合物中的颗粒由于质量、密度以及大小的不同，在旋转过程中，受到的离心力、向心浮力和流体曳力的大小就会有所差异，这样导致颗粒的运动方向就会不同，就会出现颗粒大而又重的会在离心力及重力的作用下，流到旋流器的底部，从沉沙口排出，质量轻的就会受向心浮力和离心力的作用，从上方的溢流口流出，这样就轻易地将轻重不同的颗粒分离开来。
下面就利用物理学中的离心力公式和重力公式来进一步进行旋流器工作原理的解释，这样能更清晰明了一些，离心力公式：F=m*v*v/r，在这个公式中，F代表离心力，m代表颗粒的质量，v代表切向的速度，r代表旋转的半径。重力公式：G=mg，G代表重力，m代表颗粒质量。这样，当颗粒从旋流器的切向进入以后，如果切向速度和旋转半径相等，那么质量越大的颗粒受到的离心力就越大，这样就会使质量大的颗粒沿着旋流器的内壁进行旋转，再加上重力作用，质量大的颗粒会有很大的重力，所以在旋转的同时也做向下的运动，在圆锥形的装置中，这些向下运动的颗粒又受到圆锥型的压力作用，在轴心会产生由下到上激烈的内漩涡流，轴心位置的气压相对于空气来说是一种负压状态，会使底流口处进入空气，这样就会形成一个空气柱，使质量小的颗粒随空气柱的向心浮力而上升，从溢出口排除，而质量大就从底部排出。这就是完整的工作过程。
三、旋流器在氧化铝生产过程中的工艺流程
在氧化铝的生产过程中，旋流器是与磨机流程相匹配的。具体的工艺流程如下，在磨机将物料研磨之后，出来的便是浆状的混合物，这些混合物在缓冲泵的作用下，从旋流器的切向方向被缓慢送入旋流器中，旋流器的底流物质再回到磨机的磨头，重新进行研磨，再进行循环；而溢流口流出的物体沿着溢流槽进行外送，在溢流槽的尽头，进入另一个工序的时候，还要对流出的物体进行筛选，防止有杂物堵塞机器，造成严重的后果。这就是旋流器的一个完整的工艺流程。
四、旋流器的选取
在氧化铝生产过程中，如何进行旋流器的选择，不是一件容易的事情，它需要对多个参数进行计算、分析以及比对，才能找出更适合的旋流器。
这些参数包括产能参数、循环负荷参数等主要参数，还包括旋流器的其他一些尺寸的要求。
（一）旋流器的产能参数决定旋流器的产能的大小的指标，除了由旋流器的台数有关，还要与工艺流程中的磨机相适应，如果磨机的产能很高，那就可以在旋流器的数量上进行搭配，可以使用两台或者多台进行自由组合。这种组合，不但可以提高产能，更加能提高工作效率，是旋流器数量选择的好的途径。
（二）循环负荷参数在氧化铝的生产过程中有一道是矿浆制备工序，它需要根据矿浆磨的形式来选择循环负荷。在这过程中，矿浆磨的分为两种，一种是循环负荷较低的管磨，一种是采用高循环量的短磨。管磨一般来说，磨径要长一些，并且分多个仓体进行研磨，磨出的矿浆相对也均匀，研磨性能好，基本采用15%-30%的低负荷循环工作，如果一旦超出这个负荷，就会导致产能下降，或者是出现磨头倒料现象。相对于管磨，短磨的磨径会短一些，但其破碎性能要好些，但由于是单仓作业，所以研磨性能及产能要相对差一些，在进料过程中，也有一定的局限，它为强制型进料，所以磨出的矿浆不均匀，如果想改变这种局面，那就需要进行高循环量的研磨，是普通的2-3倍，经过多次的循环研磨，但同时需要将较细的物料快速分离出来。通过循环负荷参数来根据具体需要进行旋流器的选择。
（三）在旋流器的直径定好后，根据实际需要和经验来确定具体的尺寸，在实际生产过程中也可以根据具体的情况进行具体的调整与修改。针对上述的各项参数，在氧化铝生产过程中，根据实际的具体情况进行旋流器的选择，最主要的选择依据就是适合并且产能在可控范围内越大越好，消耗越小越好。
五、结论：
综上所述，旋流器本身没有运动部件，它所要分离的混合物的动力是靠外部的动力泵（缓冲泵）提供的，它只是给这些混合物提供了一个可以进行自我运动及分离的空间和场所。与其他的分离设备相比，旋流器具有自身的优势，比如结构简单、占地面积小、产能大、分离效率高和易实现自动化控制等优点，所以才会在大多数的行业中具有一席之地。凡是都有两面性，其本身的缺点也是它的致命点，那就是部件的磨损比较严重，在后期的维护费用就相对较高，使用寿命也因此而减少。所以针对此缺点，就需要在科研发面着手，如何用更加耐磨的材料进行旋流器的更新换代，是一个新的课题和发展趋势。目前，旋流器内衬已经开始用高纯氧化铝陶瓷或者聚安酯来进行新的尝试，这种提高会大大延长旋流器的使用寿命，尤其是沉沙嘴的寿命。随着科学的不断发展，研发技术水平的提高，新型的耐磨材料会不断地出现，这样，旋流器的使用寿命延长了，就会使其在更多的领域进行开拓和发展。
参考文献：
[1]庞学诗.水利旋流器技术与应用[M].中国石化出版社，2011.
[2]成琼文，李小斌等.氯酸钠溶液的粘度[J].中南大学学报，2005，2.
[3]邵涛，刘峰.新型无压给料三产品重介质旋流器的模拟研究[J].选煤技术，2008，（3）：12.