一、螺旋选矿简介螺旋选矿是在弯曲成螺旋状的长槽内进行的选矿过程,仍属斜面流选矿范畴,但在这里利用了矿浆在回转运动中产生的惯性离心力,促使轻、重矿物在槽面上分带,并分别连续排出离心力和重力分力在流动中处于同一数量级,对分选有同样重要作用。
自1941年美国人I.B.汉弗莱(Humphreys)制成第一台螺旋选矿机以来,60年代苏联又制造了螺旋溜槽,70年代我国制成了带转动装置的旋转螺旋溜槽,至此螺旋选矿以其特有的矿浆运动形式而自成体系
二、螺旋选矿分选原理常用螺旋选矿机的槽断面形状、螺距和螺旋外径均是不变的槽面上某一点沿槽切线方向的倾角a,称为纵向倾角,纵向倾角的正切等于螺距与该点回转一周的周长之比,即:式中:t——螺距; r——螺旋槽面上任一点距回转轴线的半径。
可见,纵向倾角是随槽面上某点半径的减小而增大在螺旋槽的垂直横向断面上,槽底某点的切线与水平面的夹角届称作横向倾角横向倾角系随半径的增大而增大纵向倾角与横向倾角共同决定着该点横面的最大倾角y,其间的关系为。
r角的方向总是偏向槽的内缘,是影响底层矿粒运动方向的重要因素螺旋槽内的矿浆在重力分力作用下沿槽流动,同时又受惯性离心力作用向外缘扩展于是形成了内缘流层薄.流速低,外缘流层厚,流速高的流动特性据测定,靠近内缘液流厚度只有2~3毫米,呈层流流态,靠近外缘流层厚达7-16毫米,流速达1.5-2米/秒,呈明显的紊流流态,给入的水量增大,湿周向外扩展,但对内缘的流动特性影响不大。
液流除了沿槽的纵向流动外,还存在着内缘流体与外缘流体间的横向交换称作二次环流由于这种环流运动,使得在槽的内圈(区域A)出现上升分速度,外圈(区域B)则有下降分速度液流的纵向流动与二次环流叠加结果,形成了液流在槽面上的螺旋线状运动。
上层液体趋向外缘,下层则趋向内缘位于矿浆内的固体颗粒既受着流体运动特性的支配,同时也受有自身重力、惯性离心力和槽底摩擦力的作用矿浆给到螺旋槽后,在弱紊’流作用下松散,接着按流膜分选原理分层矿粒在沿槽面作回转运动中产生惯性离心力,其大小可用下式表示;。
式中 v1——颗粒沿槽面回转运动的线速度,r——颗粒所在位置的回转半径进入底层的重矿物受槽底摩擦力影响,运动速度较低,离心力较小,在重力分力作用下,沿槽面的最大倾斜趋向槽的内缘运动I上层轻矿物颗粒接近随矿浆一起运动,速度大,被甩向槽的外缘。
轻、重矿物颗粒的运动轨迹如示意图11.7.5所示由于运动方向不同,于是在槽面上展开分带,重矿物靠近内圈,轻矿物移向’外圈,最外圈矿浆中则悬浮着微细粒矿泥这种分带现象在第一圈:之后即已表现出来,并在以后继续完善着。
二次环流不断地将矿粒沿槽底输送到槽的内缘,而同时又将内缘分出的轻矿物转移到外缘,促进着分带的发展到第3~4圈时,矿粒运动趋于平衡,分带完成
三、螺旋溜槽的设备结构螺旋溜槽是由玻璃钢制成的螺旋叶片组装而成叶片内表面有耐磨衬里,用聚氨酯橡胶或掺入金刚砂的环氧树脂涂刷而成螺旋槽支撑在金属结构架上,上方有分矿器和接矿槽,下部有产品截取器和接矿槽,根据不同处理量需要,螺旋机组可以做成不同层数,即有单头、双头、三头和四头结构。
图11.7.9示出了1200四头螺旋溜槽结构螺旋溜槽与螺旋选矿机的区别主要在于(1)螺旋溜槽的横截面呈直线或立方抛物线,(2)精,中、尾矿均在螺旋槽的末端接出,在螺旋槽中部不设精矿接取装置;(3)在选别过程中一般不加冲洗水。
矿浆在螺旋溜槽上的流动情况与分选原理与螺旋选矿机基本相同。只是在螺旋溜槽槽面上有更大的平缓宽度,矿浆呈层流流现的区域较大,故适于处理微细粒级矿石。四、螺旋溜槽的槽面结构特性
螺旋溜槽的横截面曲线一般地可用下式表示:取直角坐标的第三象限作为槽的横截面,则坐标原点O即为螺旋溜槽的外缘,A点为槽的内缘OA为螺旋溜槽的工作表面,BA和0C为槽面的挡边横面上任一点的横向倾角由下式决定。
式中,r——槽面上任一点距轴线的距离立方抛物线的工作面端点OA与水平线交角称为下斜角,其值决定于A点的坐标位置:为了使不同直径的螺旋溜槽有相似的立方抛物线截面,应采取相同的下斜角或初始角但不同直径的螺旋溜槽不能选取相同的值,即不能应用同一个立方抛物线方程。
根据试验室试验,选别粒度为O3~O02毫米物料时,下斜角以9度选别效率最好