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喷气式水力旋流器2022/10/8 10:46:19
ASH 由犹他大学的 Jan Miller 教授发明,并于 1981 年在美国获得专利。它利用了空气通过水力旋流器壁喷射时产生的离心力。该装置由一个带有多孔壁的圆柱体组成,该圆柱体封闭在一个外部腔室中(图 1 )。饲料浆通过旋流器顶部的常规水力旋流器集管切向进入,在多孔壁的内表面形成环形液体层。浆液以强烈的涡流运动向下穿过圆筒。气泡在多孔壁表面产生,由于涡旋运动,在多孔表面产生的气泡受到向内的离心力,将它们带离壁,快速穿过环形层,收集漂浮物途中的颗粒,在旋风分离器的核心形成泡沫层。泡沫通过筒体顶部的涡流器离开,而密度大于水的尾矿颗粒向筒壁移动,并通过容器底部的环形间隙排出。 ASH 的一个重要特征是底座中的泡沫底座。这可以稳定泡沫并防止其在尾矿中流失。泡沫区被迫向上移动通过涡流探测器,携带疏水颗粒。亲水颗粒在尾矿浆中进行。 ASH 的性能取决于与多孔壁相邻的涡流层中的流体运动,而后者又受流入浆液中的动能以及集管和垂直圆柱体的物理尺寸控制。 水力旋流器中的气泡接触时间与纸浆停留时间相同,约为 10 s。每单位体积的容量也相应较高,相当于 100-600 吨/天-1英尺-3的电池体积(3600-21 500 吨/天-1 m -3),而 1-2 吨/天 ft -3(35–70 吨/天-1 m -3)用于机械单元和柱子。迄今为止,电池不是很大,但容量相当高。 因此,直径为 5厘米、高度为 50厘米的 ASH 可处理 3-18 吨/天的固体。 进料在 5–25 psi (35–170 kPa) 的常规水力旋流器压力下进入,空气以大约 65 psi (440 kPa) 的相对较高压力供应,这是迫使空气通过多孔壁的必要条件。所需的流量。 限制浮选槽性能的一个重要参数是表观速度J g,它是浮选空气的体积流量除以垂直于气流方向的矿浆横截面积。在其他条件相同的情况下,高J g将导致高精矿生产率。在传统的电池中,作用在泡沫中的液体上的唯一力是重力。由于 ASH 中的离心场,增强了对泡沫中液体的排水力,并且可以实现高J g s。因此,ASH 中的典型空气速度约为 1 标准 L min -1 cm -2汽缸壁,其对应于17 cm s -1的表观速度J g。这个数字可以与浮选柱的典型值(大约为 0.5-4 cm s -1)和机械单元的典型值进行比较,后者的数字通常更低——大约 1 cm s -1。结果是空气与纸浆的流速之比可能非常高,尽管停留时间很短,但回收率很高。空气与纸浆比的报告值高达 16:1。在机械槽和浮选柱中,比例通常为 1:1。 就颗粒和气泡之间的接触而言,ASH 显然是一种非常密集的浮选装置。然而,它在处理泡沫阶段的要求方面并不是那么有效。理想情况下,为了获得高品位,必须能够使用清洁的洗涤水,这可以通过泡沫排出并将脉石冲洗到尾矿流中,同时使疏水材料附着在气泡上。为此,水在重力作用下通过泡沫排出的速度必须大于核心中表面向上的泡沫速度。使用公布的数据,可以计算出 ASH 中泡沫芯的轴向向上速度在 180–1300 cm s -1范围内. 浮选柱的直径是固定的,以允许泡沫洗涤,最大工作表观空气速度J g约为 4 cm s -1 - 远低于 ASH 中获得的值。显然,不可能设计出既允许气泡和颗粒之间的紧密接触,又能有效控制泡沫以获得高品位的 ASH。因此,ASH 在品位不重要且需要高回收率的应用中最为有效。毫不奇怪,在造纸工业中出现了第一个大规模应用,用于从再生纸中去除墨粉颗粒。
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