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螺旋溜槽選礦原理及結構特性
2020-05-18 14:39
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：
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?？v向傾角與橫向傾角共同決定著該點橫面的傾角y，其間的關系為 ：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，以水進行測定的結果。
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。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。
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；
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。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，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。
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。
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：
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。
式中，r——槽面上任一點距軸線的距離。
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:
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0.3～0.02毫米物料時，下斜角γ以9度選別效率好
