洗煤廠螺旋溜槽的構造與分選原理

發布時間:2019-04-13 點擊:842

    洗煤廠螺旋溜槽是一種較新型的重力選礦設備,近年來用于選別細粒浸染的弱磁性鐵礦取得了良好效果。其主要特點是:設備結構簡單,造價低;空間利用率高,占地面積小;無運轉部件,不需動力,能耗低;操作、維修方便;作業率和生產率高;處理粒度范圍較寬(0.02~0.3mm)。因此,在弱磁性鐵礦選廠中已廣泛應用。

    A  構造

    螺旋溜槽主要由分礦器、給礦槽、螺旋槽、截礦槽、接礦斗和槽支架等6個部分組成。規格有ф1200,ф6900,ф600,ф400等數種,工業生產用ф王200×720mm5節4頭玻璃鋼螺旋溜槽的結構示于圖1。

    a  分礦器

    分礦器是螺旋溜槽的礦漿分配裝置,位于螺旋槽的最上部。分礦器有自轉式和固定式兩種。前者是借助給礦管排出礦漿流的反作用力,推動分礦筒旋轉,把礦漿均勻地分配到四流導槽中;后者為固定式網管分配器,借助筒內礦漿的正壓力,從周邊4個排出管均勻分配礦漿至給礦槽中。固定式分礦器結構簡單,無運轉部件,堵塞一管其余各管可照常工作,因此定型設計采用了這種礦漿分配裝置。

    b  給礦槽

    給礦槽位于分礦器和螺旋槽之間,其作用是將分礦槽來的礦漿經緩沖、穩定后,均勻而緩慢地沿著凸舌式給礦堰板給入螺旋槽內。給礦槽的寬度要適宜,否則會影響分選效果。定型設計采用的給礦槽寬度為200mm,約為螺旋槽寬度的2/5。[next]

    c  螺旋槽

    螺旋槽是螺旋溜槽的主體部件,礦物的分選過程是在螺旋槽內完成的。螺旋槽的斷面輪廓線為一立方拋物線,方程式為x=ay2坐標圖形如圖2(a)所示;橫斷面輪廓如圖2(b)所示。

PP材質洗煤螺旋溜槽

    螺旋槽不是一個整體結構,而是由許多螺旋片用螺栓互相連接起來的。螺旋片是由玻璃纖維增強塑料即稱的玻璃鋼制成。玻璃鋼具有重量輕、強度高、耐腐蝕、成型簡便等特點。ф1200mm溜槽的螺旋片厚度為5mm,每片重12kg,約為同樣尺寸鋼制螺旋片重量的1/5。通常為了提高螺旋槽的使用性能和壽命,在其內表面涂以耐磨的聚胺脂或摻有金剛砂的環氧樹脂,有的在加工螺旋片的同時,在表面層采用含輝綠沿巖粉的耐磨層。

    d  截礦槽

    截礦槽接在螺旋槽下部的排礦端。經螺旋槽分選后的礦漿,在排礦端形成品位高低不同的礦帶,通過截礦槽時被截取為不同品位的產品。隨著螺旋溜槽作業條件的變化,礦物分帶的情況也會隨之改變,因此要求截礦槽能靈活地調整截礦寬度。為滿足這一要求而設計的截礦槽主要有3種:閥塊式、刮板式和斜板式。其中閥塊式是以三角閥塊作為截取寬度調節件,使用時靈活可靠、操作方便,為定型設計所采用。

    e  接礦斗

    接礦斗是一個同心環形筒,可以將4個截礦槽截取的不同品位流,按類別匯集在一起導送至下一作業。接礦斗的槽底坡度應大于25%,以保證不同品位、濃度、密度的礦漿順利排出。

    f  槽支架

    溜槽支架指螺旋槽四周的支柱和上部的十字型架,支柱用槽鋼以保證有足夠的強度。上部的十字型架既起到支承分礦器的作用,又使4根槽支柱定位。[next]

    B  螺旋溜槽的分選原理與分選過程

    螺旋溜槽是利用輕、重礦粒在沿螺旋斜面向下水流中所受的重力、慣性離心力、水流作用力和槽面磨擦力等不同而進行反選的。礦漿流在螺旋槽面上的運動是比較復雜的,總的來說是產生兩個方向的運動。一是繞螺旋槽垂直軸線捷轉的、沿槽面向下的縱向流,稱為主流;另一個是繞礦流自身某一平衡層旋轉的橫向流,稱為橫向環流或副流。縱向流上層流速大,下層流速小;橫向環流上層向槽外緣,下層向槽內緣。螺旋槽內液流的分布情況示與圖3。

洗煤廠螺旋溜槽

    給到螺旋槽面上的可礦粒,在縱向主流和橫向環流的綜合作用下,由于密度、粒度、形狀等的不同,而產生了沿螺旋槽縱向和橫向運動速度的差異,向槽底沉降的早,晚和快、慢也不一樣,因而產生了礦粒按密度和粒度的分層現象。分層是分選過程的第一階段,在螺旋槽的第一圈后即基本完成。分層以后,輕礦粒在上層,受速度較大的縱向主流和方向超外緣為橫向環流作用,沿擴展螺旋線逐步流向槽外緣;而處于下層的重礦粒受縱向主流的作用較小,在重力和方向朝內緣的橫向環流推動下,逐漸沿著收斂的螺旋線移向內緣。這樣就使已分層的礦粒又產生了分帶。分帶是分選過程的第二個階段,一般需經過3~5圈才能完成。經過以上兩個階段后,截礦槽和接礦斗把不同品位的分選產物排出溜槽,選別過程即行結束。

    用ф1200mm螺旋溜槽選別原礦品位27%、粒度小于74μm占63%的鐵礦石,測定所得的不同品位礦粒沿螺旋槽橫截面的分布規律如圖4所示。其結果可以看出,靠螺旋槽內側的品位最高,距內緣300~400mm槽寬處礦粒品位最低,槽外緣出由于積聚了一定量的細粒高品位礦粒,使平均品位又略有回升。沿螺旋槽截面的顆粒粒度分布規律是:在正常給礦條件下,70%以上的礦粒集中于螺旋槽的中部;約20%的礦粒位于槽內緣;不到10%的細礦粒靠近外緣。

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    C  影響螺旋溜槽分選的因素

    影響螺旋溜槽分選過程的因素很多,如入選礦石的性質,操作過程的工藝參數以及螺旋溜槽本身的結構參數和性能等,對選別效果有不同程度的影響。

    a  溜槽結構參數的影響

    螺旋槽直徑  螺旋溜槽的處理能力大體上與螺旋槽外徑的平方成正比。大直徑溜槽的礦流體積和流速比小直徑溜槽的大,因此單位時間的處理能力高。另外,螺旋槽直徑不同對各粒級礦物的回收率也不一樣。用3種外徑不同而其他參數相似的螺旋溜槽對齊大山礦石所做的對比試驗表明,當給礦粒度-74μm為60%、原礦含鐵品位28~29%、給礦濃度為30%時,對于+100μm粒級,ф1200mm和ф600ram螺旋溜槽的回收率大致相同,ф400mm的回收率略低些;對于40~100μm粒級,ф1200mm和ф600mm翻溜槽的回收率也基本相同,而ф400mm的回收率略高些;對于-40μm粒級,ф600mm和ф400mm溜槽相當,而ф1200mm溜槽卻明顯降低。一般的規律是螺旋溜槽直徑越小,回收粒度的下限也越小。

    縱向傾角  縱向傾角沿槽體的槽截面是變化的,內緣大、外緣小。縱向傾角愈大,礦漿流速愈快,物料所受的離心力也就愈大。選別細粒物料時宜采用小傾角,選別粗粒物料是時宜采用大傾角。為使礦漿順行并取得較好的選別指標,要求選擇適宜的縱向傾角。縱向傾角的大小,通常用P和外徑D之比即距徑比來表示。對不同粒度鐵礦石的選別試驗表明,當入選物料較細時,采用較小的P/D值選別指標較好,但當P/D<0.3時,礦漿在槽面上不能順利流動,槽內側出現沉積現象。選別微細粒物料時,P/D選0.4左右為宜;選別普通細粒物料時,P/D選0.6為宜,目前工業上采用的ф1200mm螺旋溜槽的螺距P=720mm,P/D=0.6。

    橫向傾角  螺旋槽斷面曲線的切線與水品軸的交角稱為橫向傾角。橫向傾角對礦流在槽面上的分布有很大影響。橫向傾角大,水流深度亦大,選別細粒礦石時宜采用小橫向傾角。斷面曲線上各處的橫向傾角是變化的,外緣大,內緣小。為便于表示橫向傾角的大小,通常利用橫向下斜角γ來表示。橫向下斜角是螺旋槽斷面上內緣與外緣間的連線和水平軸之間的交角。工業用ф1200mm螺旋溜槽定型設計采用橫向下斜角γ=9°。

    螺旋槽的圈數  螺旋槽的圈數決定了選別距離的長短,這應根據入選物料的性質和對作業指標的要求來確定,一般入選物料中目的礦物與脈石礦物較難分離時,應選用較多的圈數。工業上采用的多為4~6圈。通常以能滿足選別要求為準,圈數不宜過多,因為圈數多,整個螺旋溜槽的高度就要增加,占據的空間大,給設備配置和礦漿輸送帶來困難。工業用ф1200mm螺旋溜槽定型設計采用5圈。

煤泥螺旋溜槽

    溜槽內表面  溜槽內表面要求平整,均勻,有一定的耐磨性能,避免出現拉溝、變形、破損等情況。故通常在玻璃鋼螺旋溜槽的內表面,涂以聚胺脂耐磨橡膠和環氧樹脂加金剛砂或輝綠巖粉等。粗糙程度對選別指標影響不大。[next]

    b  工藝參數的影響

    給礦體積  給礦體積的大小,直接影響礦流的厚度和速度。選別粗粒物料時給礦體積宜大,選別細粒物料時給礦體積宜小。粗選時給礦體積宜大,精選時給礦體積宜小。選別赤鐵礦的生產實踐說明,隨著給礦體積的增加,尾礦品位升高,精礦品位也稍有升高,金屬回收率下降。在正常給礦濃度下,工業用ф1200mm螺旋溜槽的給礦體積為180~220L/min.

    給礦濃度  給礦濃度過大,會增加礦漿粘度,使礦層松散不好,粒子沉降受阻,影響分層效果及礦粒沿槽面的移動速度,精礦品位和回收率下降。而給礦濃度過小,不僅降低了溜槽的處理能力,也使礦物料層變薄,不具備按密度分層、分帶的條件,又會使礦漿流速增大,重選物來不及分層、沉降便被排出,造成尾礦品位升高、回收率下降,不過,螺旋溜槽對選別濃度的變化不敏感,在較寬的濃度范圍內,對選別指標的影響不明顯。

    適宜的給礦濃度還與入選物料的性質有關,如選別弓長嶺嶺東礦石時,粗選作業的適宜給礦濃度為38~46%;精選作業的適宜給礦濃度為50~60%。當選別重礦物含量較低的南芬磁選尾礦(含鐵品位8~10%)時,適宜的給礦濃度為25~35%。一般說來,在不影響選別指標的情況下,宜盡量選用較高的給礦濃度,這樣可提高溜槽的處理能力,并減小濃縮作業的負荷。

    c  礦石性質的影響

    給礦粒度  螺旋溜槽的有效分選粒級是74~20μm,不同直徑溜槽的適宜處理粒級也不同,當選別鐵礦石時,ф400mm和ф600mm螺旋溜槽處理的粒度下限為20μm;ф1200mm螺旋溜槽的選別粒度下限為30/μm。為獲得較好的選別效果,螺旋溜槽同所有其他重選設備一樣,要求入選物料有較窄的粒度范圍。因此,入選前對物料進行脫泥和分級將是十分重要的。

    顆粒形狀  入選的礦物顆粒呈圓形、多角形、片狀或不規則形狀時,在礦流中的運動狀態是極不相同的。近似于圓形的礦粒較片狀或菱形礦粒的運動速度為快,因此脈石礦物呈圓形而重礦物呈片狀或不規則形狀時,對分選是十分有利的。

    礦物密度  入選礦石中目的礦物與脈石礦物的密度差越大越有利于選分。評價入選礦石分選的難易程式,可以用下列公式來判定:

洗煤設備螺旋溜槽

    式中  δ——目的礦物密度;

          δ——脈石礦物密度。

    當M>1時,物料可以進行分選;M=0.75~1時,分選效果較差;如果M<0.75時,基本上不能分選。


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