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螺旋溜槽的选别原理

作者:红星机器时间:2012-05-19

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螺旋溜槽是常用的矿山设备之一,利用矿物同脉石在沿螺旋斜面下流的水流中所受的重力、离心力、介质推力和摩擦力的不同进行分选的。矿浆滑螺旋槽面的运动较复杂,在螺旋槽面上产生两个方向的运动:一个是围绕着螺旋槽的垂直轴线旋转的沿槽面向下的纵向流动,称为主流,另一个是围绕着矿流自身某一平衡层旋转的横向流动,称为副流,亦称横向环流。纵向主流上层流速大,下层流速小;横向环流上层流向外缘,下层流向内缘。

螺旋溜槽

关于螺旋溜槽上的水流和矿粒的运动规律,国内外选矿工作者都做过一些研究和探讨。提出了一些有关水流和矿粒的运动规律的分析方法和计算公式。这些公式有助于我们认识螺旋选矿设备的分选规律。

C.R.Burch博士在研究螺旋选矿机时提出了二次环流理论和伯格诺得力(Bagnoltdforces)的概念。他从理论上导出了计算纵向主流速度和横向环流速度的公式。根据他的推导,螺旋槽不同半径处纵向主流速度v可大致用下式表示:公式1

横向环流速度u可大致用下式表示:公式2

式中H——槽面上矿浆层高度;

P——螺距;

G——重力加速度;

R——被考虑的螺旋槽半径,

y——运动粘滞系数;

P——螺旋槽横向倾角;

y——槽面上矿浆层的相对高度。y为局部高度h和全高H之比,即公式3

Vπ——矿浆表面纵向主流速度。

从上式看出:纵向主流沿矿浆层高度(用相对高度公式4表示)的速度分布为一抛物线。横向环流沿矿浆层高度的速度分布为一复杂曲线。有助我们理解横向环流这一概念。横向环流是螺旋选矿机所特有的一种水流运动,对矿物接密度(比重)分层和分选起重要作用。

螺旋溜槽

横向环流的速度u是相对高度y的函数。u的方向向内缘为正,向外缘为负。u的大小和方向取决于该式右边的y乘y的多项式。在y=0.25处,速度大,约为3.6(相对值);在y=0.57处,速度降到零;然后速度改变方向(即多项式为负值),在y=1处(即矿层表面),速度降到-5(负值表示流速向外,该值表示大向外流速)。

在纵向主流和横向环流的综合作用下,给到螺旋槽面上的矿粒,由于其比重和粒度不用,沿螺旋槽纵向和横向运动速度便不同,向槽底沉降的速度也不同,这样就使矿粒发生按比重和粒度的分层。矿粒分层以后,处于上层的轻矿粒,在较大速度的纵向主流和方向。

向外的横向环流作用下,沿着扩展螺旋线逐步流向外缘;处在下层的重矿粒受纵向水流作用较小,切向速度较小,离心力也较小,在重力作用下,沿着收敛的螺旋线移向内缘,这样,矿粒在分层之后又发生了分带。重矿物作为精矿从内缘尾端排出,轻矿物做为尾矿,从外缘尾端排出。

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