洗煤厂螺旋溜槽的构造与分选原理

发布时间:2019-04-13 点击:80

    洗煤厂螺旋溜槽是一种较新型的重力选矿设备,近年来用于选别细粒浸染的弱磁性铁矿取得了良好效果。其主要特点是:设备结构简单,造价低;空间利用率高,占地面积小;无运转部件,不需动力,能耗低;操作、维修方便;作业率和生产率高;处理粒度范围较宽(0.02~0.3mm)。因此,在弱磁性铁矿选厂中已广泛应用。

    A  构造

    螺旋溜槽主要由分矿器、给矿槽、螺旋槽、截矿槽、接矿斗和槽支架等6个部分组成。规格有ф1200,ф6900,ф600,ф400等数种,工业生产用ф王200×720mm5节4头玻璃钢螺旋溜槽的结构示于图1。

    a  分矿器

    分矿器是螺旋溜槽的矿浆分配装置,位于螺旋槽的最上部。分矿器有自转式和固定式两种。前者是借助给矿管排出矿浆流的反作用力,推动分矿筒旋转,把矿浆均匀地分配到四流导槽中;后者为固定式网管分配器,借助筒内矿浆的正压力,从周边4个排出管均匀分配矿浆至给矿槽中。固定式分矿器结构简单,无运转部件,堵塞一管其余各管可照常工作,因此定型设计采用了这种矿浆分配装置。

    b  给矿槽

    给矿槽位于分矿器和螺旋槽之间,其作用是将分矿槽来的矿浆经缓冲、稳定后,均匀而缓慢地沿着凸舌式给矿堰板给入螺旋槽内。给矿槽的宽度要适宜,否则会影响分选效果。定型设计采用的给矿槽宽度为200mm,约为螺旋槽宽度的2/5。[next]

    c  螺旋槽

    螺旋槽是螺旋溜槽的主体部件,矿物的分选过程是在螺旋槽内完成的。螺旋槽的断面轮廓线为一立方抛物线,方程式为x=ay2坐标图形如图2(a)所示;横断面轮廓如图2(b)所示。

PP材质洗煤螺旋溜槽

    螺旋槽不是一个整体结构,而是由许多螺旋片用螺栓互相连接起来的。螺旋片是由玻璃纤维增强塑料即称的玻璃钢制成。玻璃钢具有重量轻、强度高、耐腐蚀、成型简便等特点。ф1200mm溜槽的螺旋片厚度为5mm,每片重12kg,约为同样尺寸钢制螺旋片重量的1/5。通常为了提高螺旋槽的使用性能和寿命,在其内表面涂以耐磨的聚胺脂或掺有金刚砂的环氧树脂,有的在加工螺旋片的同时,在表面层采用含辉绿沿岩粉的耐磨层。

    d  截矿槽

    截矿槽接在螺旋槽下部的排矿端。经螺旋槽分选后的矿浆,在排矿端形成品位高低不同的矿带,通过截矿槽时被截取为不同品位的产品。随着螺旋溜槽作业条件的变化,矿物分带的情况也会随之改变,因此要求截矿槽能灵活地调整截矿宽度。为满足这一要求而设计的截矿槽主要有3种:阀块式、刮板式和斜板式。其中阀块式是以三角阀块作为截取宽度调节件,使用时灵活可靠、操作方便,为定型设计所采用。

    e  接矿斗

    接矿斗是一个同心环形筒,可以将4个截矿槽截取的不同品位流,按类别汇集在一起导送至下一作业。接矿斗的槽底坡度应大于25%,以保证不同品位、浓度、密度的矿浆顺利排出。

    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,支柱用槽钢以保证有足够的强度。上部的十字型架既起到支承分矿器的作用,又使4根槽支柱定位。[next]

    B  螺旋溜槽的分选原理与分选过程

    螺旋溜槽是利用轻、重矿粒在沿螺旋斜面向下水流中所受的重力、惯性离心力、水流作用力和槽面磨擦力等不同而进行反选的。矿浆流在螺旋槽面上的运动是比较复杂的,总的来说是产生两个方向的运动。一是绕螺旋槽垂直轴线捷转的、沿槽面向下的纵向流,称为主流;另一个是绕矿流自身某一平衡层旋转的横向流,称为横向环流或副流。纵向流上层流速大,下层流速小;横向环流上层向槽外缘,下层向槽内缘。螺旋槽内液流的分布情况示与图3。

洗煤厂螺旋溜槽

    给到螺旋槽面上的可矿粒,在纵向主流和横向环流的综合作用下,由于密度、粒度、形状等的不同,而产生了沿螺旋槽纵向和横向运动速度的差异,向槽底沉降的早,晚和快、慢也不一样,因而产生了矿粒按密度和粒度的分层现象。分层是分选过程的第一阶段,在螺旋槽的第一圈后即基本完成。分层以后,轻矿粒在上层,受速度较大的纵向主流和方向超外缘为横向环流作用,沿扩展螺旋线逐步流向槽外缘;而处于下层的重矿粒受纵向主流的作用较小,在重力和方向朝内缘的横向环流推动下,逐渐沿着收敛的螺旋线移向内缘。这样就使已分层的矿粒又产生了分带。分带是分选过程的第二个阶段,一般需经过3~5圈才能完成。经过以上两个阶段后,截矿槽和接矿斗把不同品位的分选产物排出溜槽,选别过程即行结束。

    用ф1200mm螺旋溜槽选别原矿品位27%、粒度小于74μm占63%的铁矿石,测定所得的不同品位矿粒沿螺旋槽横截面的分布规律如图4所示。其结果可以看出,靠螺旋槽内侧的品位最高,距内缘300~400mm槽宽处矿粒品位最低,槽外缘出由于积聚了一定量的细粒高品位矿粒,使平均品位又略有回升。沿螺旋槽截面的颗粒粒度分布规律是:在正常给矿条件下,70%以上的矿粒集中于螺旋槽的中部;约20%的矿粒位于槽内缘;不到10%的细矿粒靠近外缘。

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    C  影响螺旋溜槽分选的因素

    影响螺旋溜槽分选过程的因素很多,如入选矿石的性质,操作过程的工艺参数以及螺旋溜槽本身的结构参数和性能等,对选别效果有不同程度的影响。

    a  溜槽结构参数的影响

    螺旋槽直径  螺旋溜槽的处理能力大体上与螺旋槽外径的平方成正比。大直径溜槽的矿流体积和流速比小直径溜槽的大,因此单位时间的处理能力高。另外,螺旋槽直径不同对各粒级矿物的回收率也不一样。用3种外径不同而其他参数相似的螺旋溜槽对齐大山矿石所做的对比试验表明,当给矿粒度-74μm为60%、原矿含铁品位28~29%、给矿浓度为30%时,对于+100μm粒级,ф1200mm和ф600ram螺旋溜槽的回收率大致相同,ф400mm的回收率略低些;对于40~100μm粒级,ф1200mm和ф600mm翻溜槽的回收率也基本相同,而ф400mm的回收率略高些;对于-40μm粒级,ф600mm和ф400mm溜槽相当,而ф1200mm溜槽却明显降低。一般的规律是螺旋溜槽直径越小,回收粒度的下限也越小。

    纵向倾角  纵向倾角沿槽体的槽截面是变化的,内缘大、外缘小。纵向倾角愈大,矿浆流速愈快,物料所受的离心力也就愈大。选别细粒物料时宜采用小倾角,选别粗粒物料是时宜采用大倾角。为使矿浆顺行并取得较好的选别指标,要求选择适宜的纵向倾角。纵向倾角的大小,通常用P和外径D之比即距径比来表示。对不同粒度铁矿石的选别试验表明,当入选物料较细时,采用较小的P/D值选别指标较好,但当P/D<0.3时,矿浆在槽面上不能顺利流动,槽内侧出现沉积现象。选别微细粒物料时,P/D选0.4左右为宜;选别普通细粒物料时,P/D选0.6为宜,目前工业上采用的ф1200mm螺旋溜槽的螺距P=720mm,P/D=0.6。

    横向倾角  螺旋槽断面曲线的切线与水品轴的交角称为横向倾角。横向倾角对矿流在槽面上的分布有很大影响。横向倾角大,水流深度亦大,选别细粒矿石时宜采用小横向倾角。断面曲线上各处的横向倾角是变化的,外缘大,内缘小。为便于表示横向倾角的大小,通常利用横向下斜角γ来表示。横向下斜角是螺旋槽断面上内缘与外缘间的连线和水平轴之间的交角。工业用ф1200mm螺旋溜槽定型设计采用横向下斜角γ=9°。

    螺旋槽的圈数  螺旋槽的圈数决定了选别距离的长短,这应根据入选物料的性质和对作业指标的要求来确定,一般入选物料中目的矿物与脉石矿物较难分离时,应选用较多的圈数。工业上采用的多为4~6圈。通常以能满足选别要求为准,圈数不宜过多,因为圈数多,整个螺旋溜槽的高度就要增加,占据的空间大,给设备配置和矿浆输送带来困难。工业用ф1200mm螺旋溜槽定型设计采用5圈。

煤泥螺旋溜槽

    溜槽内表面  溜槽内表面要求平整,均匀,有一定的耐磨性能,避免出现拉沟、变形、破损等情况。故通常在玻璃钢螺旋溜槽的内表面,涂以聚胺脂耐磨橡胶和环氧树脂加金刚砂或辉绿岩粉等。粗糙程度对选别指标影响不大。[next]

    b  工艺参数的影响

    给矿体积  给矿体积的大小,直接影响矿流的厚度和速度。选别粗粒物料时给矿体积宜大,选别细粒物料时给矿体积宜小。粗选时给矿体积宜大,精选时给矿体积宜小。选别赤铁矿的生产实践说明,随着给矿体积的增加,尾矿品位升高,精矿品位也稍有升高,金属回收率下降。在正常给矿浓度下,工业用ф1200mm螺旋溜槽的给矿体积为180~220L/min.

    给矿浓度  给矿浓度过大,会增加矿浆粘度,使矿层松散不好,粒子沉降受阻,影响分层效果及矿粒沿槽面的移动速度,精矿品位和回收率下降。而给矿浓度过小,不仅降低了溜槽的处理能力,也使矿物料层变薄,不具备按密度分层、分带的条件,又会使矿浆流速增大,重选物来不及分层、沉降便被排出,造成尾矿品位升高、回收率下降,不过,螺旋溜槽对选别浓度的变化不敏感,在较宽的浓度范围内,对选别指标的影响不明显。

    适宜的给矿浓度还与入选物料的性质有关,如选别弓长岭岭东矿石时,粗选作业的适宜给矿浓度为38~46%;精选作业的适宜给矿浓度为50~60%。当选别重矿物含量较低的南芬磁选尾矿(含铁品位8~10%)时,适宜的给矿浓度为25~35%。一般说来,在不影响选别指标的情况下,宜尽量选用较高的给矿浓度,这样可提高溜槽的处理能力,并减小浓缩作业的负荷。

    c  矿石性质的影响

    给矿粒度  螺旋溜槽的有效分选粒级是74~20μm,不同直径溜槽的适宜处理粒级也不同,当选别铁矿石时,ф400mm和ф600mm螺旋溜槽处理的粒度下限为20μm;ф1200mm螺旋溜槽的选别粒度下限为30/μm。为获得较好的选别效果,螺旋溜槽同所有其他重选设备一样,要求入选物料有较窄的粒度范围。因此,入选前对物料进行脱泥和分级将是十分重要的。

    颗粒形状  入选的矿物颗粒呈圆形、多角形、片状或不规则形状时,在矿流中的运动状态是极不相同的。近似于圆形的矿粒较片状或菱形矿粒的运动速度为快,因此脉石矿物呈圆形而重矿物呈片状或不规则形状时,对分选是十分有利的。

    矿物密度  入选矿石中目的矿物与脉石矿物的密度差越大越有利于选分。评价入选矿石分选的难易程式,可以用下列公式来判定:

洗煤设备螺旋溜槽

    式中  δ——目的矿物密度;

          δ——脉石矿物密度。

    当M>1时,物料可以进行分选;M=0.75~1时,分选效果较差;如果M<0.75时,基本上不能分选。


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