专家 Ｅｘｐｅｒｔ （或溢流）。物料的分离比通过控制 效率可通过下式计算：＝ｈ （７） 粗料部分的浆料流量来调节。调整 ＝ 好所有的参数后，系统稳定运行 ｌ ０ ｒｎｉｎ以后，采集样品。每个样品 式中Ｆ．．为沉砂产品的流量，ｄ 其中。［为盘半高处的锥角，ｈ 为悬浮 都进行浆料浓度、质量和粒度测 和ｄ 试。 定义为未修正和修正分级效 为盘间距，∞为角速度， 率曲线上颗粒量为５ ０％时的对应 流体的黏度，ｐ为流体的密度。根 各样品的颗粒粒度表征采用 颗粒粒径。分级效果还可采用不完 据Ｂｏｈｍａｎ公式［ １： ＳｅｄｉＧｒａｐｈ５ ｌ ００型Ｘ射线沉降式粒 善值来表征 ¨Ｉ： （，｝＿一一 一 （４） 、 ２Ｍｄ ｓｉｎ （ ） 度仪（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ，ＵＳＡ）测试。 ，： 二 采用Ｆｌｏｗ Ｓｏｒｂ ＩＩ ２３００比表面积 分析仪（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ，ＵＳＡ）测 试产品的比表面积。浆料密度采用 ＤＭＡ３５型数字密度测试仪（Ａｎｔｏｎ Ｏａａｒ，Ａｕｓｔｒｉａ）测试。所有测试都 重复两次，以确定数据的重复性。 密度被用来表征相应的固相含量 ｎ，根据 ＝１００％× 一，１¨）× ×（１一 ）； 计算得到， 中ｐ。为测试得到的 浆料密度，ｐ．．为颗粒密度。 离心机的分级效果可以通过溢 流产品中小于某一颗粒部分的细颗 粒的回收率、产品的粒度分布、修 正的分级粒径和不完善值来评价。 通常采用的表征分级效果的指标是 在溢流产品（或细颗粒部分）中小 于某一选定的尺寸极限ｉ的颗粒的 回收率，可以通过下式表达： 、 。＝为等１Ｆ Ｆ・ｐ Ｆ・ｒ７ ．Ｑ Ｆ １ 式中Ｆ为流体或浆料的体积流 量， 为流体密度，ｎ为固相含量，Ｑ 为小于选定尺寸限ｉ的颗粒的质量 百分比。式（１）中，下标０和ｆ分 别表示溢流和给料。未修正的分级 效率表示为粗颗粒在沉砂产品中的 解Ｇ ） ，Ｉ Ｊ ｔ Ｊ 式中幽 （Ｘ）和由， ） 分别 为溢流和给料中某一尺寸颗粒部分 的微分含量。式中，Ｅ 定义为溢流 和给料的流量的比例。修正的分级 ２ ５ｏ。 在（４）式中同样也可以采用未 修正实际粒度值ｄ 、ｄ 。和ｄ 。显 然，不完善值越小，分级效果也越 好。 ３．结果与讨论 ３．１．与给料粒度相关的其它参数对 分离效果的影Ⅱ向 采用不同给料细度的原料进行 离心力强度对分级效果的影响的研 究。研究结果表明：离心力强度对 分级不同细度的原料所获得的修正 分级效率的影响显著。与较高离心 力强度下的分级效率比较，采用较 低的离心力强度（例如３ ０００Ｇ）可 提高对不同细度的物料的分级效 率。这表明，这种牒式喷嘴离心机 可以在较低或适当的离心力强度下 对微细颗粒物料进行有效分级。为 了合理地解释这一结果，采用流体 动力学模型来定性地分析不同离心 力强度下在离心机内牒片上的流膜 分布情形。在圆锥形牒盘间隙中的 轴对称流体，它的Ｎａｖｉｒｅ Ｓｔ０ｋｅｓ 和连续性方程可以得到解析解，其 轴向速度和切相速度组合（ｖ （１．ｘ），ｖ （１．ｘ））可写成： Ｖ１（７， ）＝ｖ （７）＿厂（ ， ） （５） Ｖ／７（，，ｘ）＝ｖ （，）ｇ（ｘ， ） （６） 其中入为无量纲参数，可表示 为： 入 （Ｉ）为局部平局速度。且 ｆ １ （＾一 、 ｒ （＾ 卜ｆ（９） ｌ Ｊ 一 Ｊ Ｉ— 一， 百 、］（１０） ：一＾Ｊ！！！ 型：！！ 型 … ｔ￥ｌｎｈ（ｍ—ｓｍ（Ａ１ … 和（ ＿¨ １萄： 。ｓｈ（ ｃ。 …ｌ ｌ 式中，Ｑ为流经分离牒盘的流 量。应注意到ｆ（ｘ，入）和ｇ（ｘ，入） 相对于ｘ＝ｌ／２对称分布。式（７） 中无量纲数入与锥体的角速度的平 方根∞ 成比例。然而，轴向速度 和切向速度项都与由入值决定的牒 盘表面流体速度分布形状有关。当 入为一较小值时，这两项将具有抛 物线的流体速度分布形状。随着 入的增大，抛物线的形状将发生变 化，尤其是轴向速度。当入＜７．９ （＜３０００Ｇ Ｓ）时，轴向速度在牒盘的 中间表现出一个明显的最小值。当 入＞７．９时，产生了相反的情况。由 此可见，较高的速度（即较大离心 力）发生在牒盘表面附近，特别是 在轴向方向上，但是径向速度在离 表面很小的距离内增大迅速。这表 明，较大的入值（或较大的离心力） 可使牒盘问的流体速度分布发生骤 变。因此，在牒盘表面附近的高速 流体能够将已经沉淀的粗颗粒冲 出，减少颗粒在分离流层的滞留时 间，不利于颗粒分离的效果。这可 即０ｌｌｌ。 维普资讯 http://www.cqvip.com
专家 Ｅｘｐｅｒｔ 以部分地解释为什么将导致较差的 态以后发现：流体的切向加速流 在不同的分离比情形下，产品的不 颗粒分离效果。另外，ＢａｇｎＯｌｄ…１・ 动，即在ＣＯｒｉＯｌｉＳ力的影响下通过 完善值的变化与给料细度相关。当 ＂ 曾发现，当高浓度的颗粒悬浮体 径向向内流入肋隔条牒盘内。其流 给料量一定时，溢流产品的体积流 受到剪切力的作用时，可以产生颗 动形式的另一个重要特征是在靠近 量随着分离比的增加而增加，增加 粒间ＢａｇｎＯｌｄ分散力，导致颗粒之 盘边沿处有一个固定的涡流。这种 分离比使颗粒分级的滞留时间下 间的相互碰撞，因而，使颗粒分散。 涡流的形成是由于盘内局部的流速 降。对于分级给料细度小于８ 分离的流体，促使较小的颗粒上浮 沉积在牒盘面上的粗颗粒重新悬浮 大的ｄ ｍ 较小的离心力有利于产生适合颗粒 与Ｃｏｒｉｏｌｉｓ力相互影响所致，可使得 的原料，较高的分离比可以得到较 和较小的不完善度，还可 并且流动；较大的离心力使流体发 而流入溢流（细颗粒相）中。这就 以减少循环流中的小颗粒进入沉砂 生湍流，难以使粗、细颗粒在湍流 可部分地解释了为什么采用肋隔条 流的情况，使多数的小颗粒进入溢 中分离，这与ＢａｇｎＯｌｄ力造成的颗 牒盘其分级效率相对较差的原因。 流产品。对于分级给料细度小于ｌ ２ ｍ 粒难以分离的现象是一致的。在 相反地，小圆柱隔片牒盘可以使碳 的原料，采用４ ５％的分离比可获得 Ｂａｇ ｒｌｏｌｄ力作用下使牒盘上颗粒松 酸钙浆料产生较好的圆周运动，无 较小的不完善值。对于分级给料细 散，这将导致颗粒难以有效分离或 径向的阻碍，不容易形成涡流，从 度小于４５ ｍ的原料，采用较高的 分级。另外，在较大离心力作用下 而，可以有效分级碳酸钙颗粒。 分离比可明显地降低了溢流产品细 所造成的较低分级效率可能部分地 本研究还发现，给料量对不同 度，其不完善值和ｄ 也随着分离 是由于粗颗粒和细颗粒的高速逆向 给料细度原料的分级效果影响很 比增加而增大。这可能是由于较粗 旋转所造成的【１ 。 小。这可能主要是因为改变给料量 的原料中小颗粒（如小于２ ｍ）含 另外，研究发现，与肋隔条牒 并不能改变在溢流产品中可回收的 量较低所致。较大的分离比会导致 盘（１型）相比，小圆柱隔片牒盘 细颗粒的量。建议采用牒式喷嘴离 循环流中的粗颗粒进入沉砂流中的 （２型）对于不同细度的碳酸钙原料 心机分级微细粒级碳酸钙原料时应 量减少。 都可以获得较好的分级效果。因 采用较高的给料量来提高产率。 综上所述，为了优化牒式喷嘴 此，采用牒式喷嘴离心机分级微细 对于分级不同给料细度的原 离心机分级微细碳酸钙原料的分级 碳酸钙原料应采用点圆柱间隔牒盘 料，所获得产品的修正中位径随着 效果，应根据给料细度来选择适当 （２型）。Ｗｉｌｌｕｓ和Ｆｉｔｃｈｔ 通过观察 分离比的增加而增加。但是，所获 的分离比。分离比对分级效果的影 肋条间隔牒盘模型中流体的流动状 得产品的不完善值不同。这表明， 响与被原料的颗粒粒度分布有关。
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