螺旋溜槽選礦是在彎曲成螺旋狀的長槽內(nèi)進(jìn)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(zhuǎn)運(yùn)動中產(chǎn)生的慣性離心力,促使輕、重礦物在槽面上分帶,并分別連續(xù)排出。離心力和重力分力在流動中處于同一數(shù)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(jī)以來,60年代蘇聯(lián)又制造了螺旋溜槽,70年代我國制成了帶轉(zhuǎn)動裝置的旋轉(zhuǎn)螺旋溜槽,至此螺旋選礦以其特有的礦漿運(yùn)動形式而自成體系。二、螺旋選礦分選原理常用螺旋選礦機(jī)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(zhuǎn)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(zhuǎn)軸線的半徑??梢?,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(guān)系為。 r角的方向總是偏向槽的內(nèi)緣,是影響底層礦粒運(yùn)動方向的重要因素。螺旋槽內(nèi)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(kuò)展。于是形成了內(nèi)緣流層?。魉俚?,外緣流層厚,流速高的流動特性。據(jù)測定,靠近內(nèi)緣液流厚度只有2~3毫米,呈層流流態(tài),靠近外緣流層厚達(dá)7-16毫米,流速達(dá)1.5-2米/秒,呈明顯的紊流流態(tài),給入的水量增大,濕周向外擴(kuò)展,但對內(nèi)緣的流動特性影響不大,出了以水進(jìn)行測定的結(jié)果。液流除了沿槽的縱向流動外,還存在著內(nèi)緣流體與外緣流體間的橫向交換。稱作二次環(huán)流。由于這種環(huán)流運(yùn)動,使得在槽的內(nèi)圈(區(qū)域A)出現(xiàn)上升分速度,外圈(區(qū)域B)則有下降分速度。液流的縱向流動與二次環(huán)流疊加結(jié)果,形成了液流在槽面上的螺旋線狀運(yùn)動。上層液體趨向外緣,下層則趨向內(nèi)緣。位于礦漿內(nèi)的固體顆粒既受著流體運(yùn)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(zhuǎn)運(yùn)動中產(chǎn)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(zhuǎn)運(yùn)動的線速度, r—顆粒所在位置的回轉(zhuǎn)半徑。進(jìn)入底層的重礦物受槽底摩擦力影響,運(yùn)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(nèi)緣運(yùn)動I上層輕礦物顆粒接近隨礦漿一起運(yùn)動,速度大,被甩向槽的外緣。輕、重礦物顆粒的運(yùn)動軌跡。由于運(yùn)動方向不同,于是在槽面上展開分帶,重礦物靠近內(nèi)圈,輕礦物移向外圈,最外圈礦漿中則懸浮著微細(xì)粒礦泥。這種分帶現(xiàn)象在第一圈之后即已表現(xiàn)出來,并在以后繼續(xù)完善著。二次環(huán)流不斷地將礦粒沿槽底輸送到槽的內(nèi)緣,而同時又將內(nèi)緣分出的輕礦物轉(zhuǎn)移到外緣,促進(jìn)著分帶的發(fā)展。到第3~4圈時,礦粒運(yùn)動趨于平衡,分帶完成。
螺旋溜槽的設(shè)備結(jié)構(gòu)螺旋溜槽是由玻璃鋼制成的螺旋葉片組裝而成。葉片內(nèi)表面有耐磨襯里,用聚氨酯橡膠或摻入金剛砂的環(huán)氧樹脂涂刷而成。螺旋槽支撐在金屬結(jié)構(gòu)架上,上方有分礦器和接礦槽,下部有產(chǎn)品截取器和接礦槽,根據(jù)不同處理量需要,螺旋機(jī)組可以做成不同層數(shù),即有單頭、雙頭、三頭和四頭結(jié)構(gòu)。
螺旋溜槽與螺旋選礦機(jī)的區(qū)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(shè)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(jī)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(xiàn)的區(qū)域較大,故適于處理微細(xì)粒級礦石。