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玻璃鋼螺旋溜槽選礦原理及結構特性
  發布日期:2011/11/10 | 點擊次數:3555
 

一、螺旋選礦簡介

      螺旋選礦是在彎曲成螺旋狀的長槽內進行的選礦過程,仍屬斜面流選礦范疇,但在這里利用了礦漿在回轉運動中產生的慣性離心力,促使輕、重礦物在槽面上分帶,并分別連續排出。離心力和重力分力在流動中處于同一數量級,對分選有同樣重要作用。自1941年美國人I.B.漢弗萊(Humphreys)制成第一臺螺旋。選礦機以來,60年代蘇聯又制造了螺旋溜槽,70年代我國制成了帶轉動裝置的旋轉螺旋溜槽,至此螺旋選礦以其特有的礦漿運動形式而自成體系。

     二、螺旋選礦分選原理

       常用螺旋選礦機的槽斷面形狀、螺距和螺旋外徑均是不變的。槽面上某一點沿槽切線方向的傾角a,稱為縱向傾角,縱向傾角的正切等于螺距與該點回轉一周的周長之比,即:

01.jpg 

式中:t——螺距;

        r——螺旋槽面上任一點距回轉軸線的半徑。

      可見,縱向傾角是隨槽面上某點半徑的減小而增大。在螺旋槽的垂直橫向斷面上,槽底某點的切線與水平面的夾角屆稱作橫向傾角。橫向傾角系隨半徑的增大而增大。縱向傾角與橫向傾角共同決定著該點橫面的最大傾角y,其間的關系為。

02.jpg 

r角的方向總是偏向槽的內緣,是影響底層礦粒運動方向的重要因素。

      螺旋槽內的礦漿在重力分力作用下沿槽流動,同時又受慣性離心力作用向外緣擴展。于是形成了內緣流層薄.流速低,外緣流層厚,流速高的流動特性。據測定,靠近內緣液流厚度只有2~3毫米,呈層流流態,靠近外緣流層厚達7-16毫米,流速達1.5-2米/秒,呈明顯的紊流流態,給入的水量增大,濕周向外擴展,但對內緣的流動特性影響不大,圖11.7.3示出了以水進行測定的結果。

03.jpg 

液流除了沿槽的縱向流動外,還存在著內緣流體與外緣流體間的橫向交換。稱作二次環流,如圖11.7.4下圖所示。由于這種環流運動,使得在槽的內圈(區域A)出現上升分速度,外圈(區域B)則有下降分速度。液流的縱向流動與二次環流疊加結果,形成了液流在槽面上的螺旋線狀運動。上層液體趨向外緣,下層則趨向內緣(如圖11.7.4下圖所示)。

04.jpg

 

06.jpg 

     位于礦漿內的固體顆粒既受著流體運動特性的支配,同時也受有自身重力、慣性離心力和槽底摩擦力的作用。

      礦漿給到螺旋槽后,在弱紊’流作用下松散,接著按流膜分選原理分層。礦粒在沿槽面作回轉運動中產生慣性離心力,其大小可用下式表示;

07.jpg 

式中  v1——顆粒沿槽面回轉運動的線速度,

         r——顆粒所在位置的回轉半徑。

      進入底層的重礦物受槽底摩擦力影響,運動速度較低,離心力較小,在重力分力作用下,沿槽面的最大傾斜趨向槽的內緣運動I上層輕礦物顆粒接近隨礦漿一起運動,速度大,被甩向槽的外緣。輕、重礦物顆粒的運動軌跡如示意圖11.7.5所示。由于運動方向不同,于是在槽面上展開分帶,重礦物靠近內圈,輕礦物移向’外圈,最外圈礦漿中則懸浮著微細粒礦泥。這種分帶現象在第一圈:之后即已表現出來,并在以后繼續完善著。二次環流不斷地將礦粒沿槽底輸送到槽的內緣,而同時又將內緣分出的輕礦物轉移到外緣,促進著分帶的發展。到第3~4圈時,礦粒運動趨于平衡,分帶完成,結果如圖11.7.6所示。

08.jpg 

     三、螺旋溜槽的設備結構

   螺旋溜槽是由玻璃鋼制成的螺旋葉片組裝而成。葉片內表面有耐磨襯里,用聚氨酯橡膠或摻入金剛砂的環氧樹脂涂刷而成。螺旋槽支撐在金屬結構架上,上方有分礦器和接礦槽,下部有產品截取器和接礦槽,根據不同處理量需要,螺旋機組可以做成不同層數,即有單頭、雙頭、三頭和四頭結構。圖11.7.9示出了φ1200四頭螺旋溜槽結構。

 09.jpg

     螺旋溜槽與螺旋選礦機的區別主要在于。(1)螺旋溜槽的橫截面呈直線或立方拋物線,  (2)精,中、尾礦均在螺旋槽的末端接出,在螺旋槽中部不設精礦接取裝置;  (3)在選別過程中一般不加沖洗水。

    礦漿在螺旋溜槽上的流動情況與分選原理與螺旋選礦機基本相同。只是在螺旋溜槽槽面上有更大的平緩寬度,礦漿呈層流流現的區域較大,故適于處理微細粒級礦石。

    四、螺旋溜槽的槽面結構特性

螺旋溜槽的橫截面曲線一般地可用下式表示:

010.jpg 

      取直角坐標的第三象限作為槽的橫截面,如圖11.7.10所示則坐標原點O即為螺旋溜槽的外緣,A點為槽的內緣。OA為螺旋溜槽的工作表面,BA和0C為槽面的擋邊。

    橫面上任一點的橫向傾角β由下式決定。011.jpg

 

     式中,r——槽面上任一點距軸線的距離。其余符號見圖11.7.10。

     立方拋物線的工作面端點OA與水平線交角γ稱為下斜角,其值決定于A點的坐標位置:

 012.jpg

      為了使不同直徑的螺旋溜槽有相似的立方拋物線截面,應采取相同的下斜角或初始角。但不同直徑的螺旋溜槽不能選取相同的α值,即不能應用同一個立方拋物線方程。根據試驗室試驗,選別粒度為O·3~O·02毫米物料時,下斜角γ以9度選別效率最好,α值的近似計算式為:013.jpg

 
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