两者均属螺旋选矿设备,选别原理相同,设备结构亦相似。其主要区别在于螺旋槽 的横截面形状不同。螺旋选矿机的螺旋槽横截面为近似椭圆形,适于选别粒度较粗的铁 矿石,一般选别粒度范围为0.074 ~ 2mm。螺旋溜槽的螺旋槽横截面为立方抛物线形,槽 底较宽较为平缓,适于选别粒度较细的矿石和矿泥,一般选别粒度范围为0.02 ~ 0.5mm。 目前螺旋溜槽应用较多一些。
1 . 螺旋选矿机
(1)普通螺旋选矿机。其结构示于图6-2-5,设备型式、规格和性能列于表6-2 - 3。
图6-2-4横流皮带溜槽示意
(四川省地矿局102厂)
1—粗选区;2—精选区;3—尾矿区;4—中矿区;5—精矿区;6—皮带运行方向
图6-2-5螺旋选矿机
1—给矿槽;2—冲洗水导槽;3—螺旋槽;4—连接用法兰盘;5—尾矿槽;6—机架;7—重矿物排出管
S (2)GL-600型螺旋选矿机。广州有色院在引进澳大利亚螺旋选矿机的基础上,根 据我国矿产资源的特点进行改进,研制出新型螺旋选矿机,并在攀枝花选钛厂进行了工 业应用试验,取得了满意的结果。
新的GL 一 600型螺旋选矿机外形结构见图6-2-6。主要由给矿斗、中心管、螺旋槽、截矿器、接矿斗、机架6部分组成。该设备的螺距与直径之比为0.63 ~ 0.73,高于目 前普通螺旋选矿机螺距与直径之比(0.4 ~ 0.6 ),这有助于提高生产能力,同时也提高了 选别性能。螺旋槽的横断面是一复合曲线,由多种曲线的槽面组成,内侧坡度较小而外 侧坡度较大,并且分别在第二、四、五圈处设有精矿截取器,在第二圈精矿截取器截取精 矿后其余部分矿浆要经过一个比较窄的断面,使矿浆重新混合,并把外缘的部分水挡入 内圈中,使进入尾矿区的重矿物有更多的机会进入精矿中去。此外,该设备的螺距是变 化的,从第一圈开始逐渐变大,到第三圈又变小,第四圈再次变大,这样使矿浆在槽面上 处于变速运动之中,有利于分带。
图6-2-6 GL - 600型螺旋选矿机
1—给矿斗;2—中心管;3—螺旋槽;4—截矿器;5—接矿斗;6—机架
分选原理:在螺旋面上矿浆流主要存在两种运动,一种是切向环流,另一种是横向环 流。横向环流是由切向环流的某些特性所决定的,由于上层的水流速度快,切向流速大, 具有较大的离心力而被推向外缘;下层的水流速度小,离心力小,在重力作用下沿横向断 面方向流向内缘,因此形成横向环流。横向环流对选别有很大影响,它能把浮在上层的 轻矿物脉石推向外缘成为尾矿,同时又能把下层的重矿物推向内缘成为精矿,从而提高 选别效果。从新型螺旋选矿机试验结果来看,该设备不仅适用于选别粗粒级,而且选别 全粒级也获得了满意的技术经济指标,在给矿品位和精矿品位相近的情况下,提高粗选 回收率8%以上,并具有处理能力大、不需补加冲洗水、占地面积小、简化流程,降低生产 成本等优点,是比较理想的粗选设备。
广州有色院研制并生产的GL型螺旋选矿机和TGL型螺旋溜槽是新型高效重选设 备,广泛应用于各类矿山,其技术参数列于表6-2-4,外形尺寸示于图6-2-7。
设备特点:分选断面形状为复合立方抛物线;每圈螺距是变化的,且螺距与直径之比 值大;设备结构合理,处理能力大,选别指标高;采用玻璃钢材料,一次整体成型,重量轻, 耐腐蚀;螺旋槽面复合有耐磨层,耐磨性能好,使用寿命长;螺旋面不需补加水,分带清 晰,操作方便,生产成本低。
(3)振摆螺旋选矿机。这是云锡机械设计院于1995年将螺旋溜槽和贝格诺尔德剪 切理论相结合而研制成功的一种重选新设备,目的是为了云锡低品位砂锡矿和老尾矿回收利用。
工作原理:螺旋溜槽是以离心力、槽面摩擦力、水流动压力和矿物自身重力的相互作 用,使矿粒按密度、粒度和形状分选的一种重力选矿设备。从矿浆在槽内的流向来看,液 流除了沿槽的纵向流动的一次环流外,还存在着内缘流体与外缘流体间的横向交换,称 作二次环流。二次环流能把悬浮在中性面上的脉石轻矿物推向外缘而成为尾矿。矿浆 在给入螺旋沿槽面向下流动的过程中,不同密度和不同粒度的矿物,在各种力的综合作 用下,逐渐按自身的特性在特定的轨道上运动。总的趋势是脉石趋向外缘,细而重的矿 物趋向内缘。当其中的某种矿粒所受的径向分力为零时,矿粒既不往内缘运动,也不往 外缘运动,只在溜槽中的一定位置上绕螺旋中心轴作旋回运动。由试验和观察发现,入 选矿石中大部分粗粒中等密度的矿石都聚集在溜槽的中部。由于这部分矿石量大,粒度 粗,矿层较厚以及浓度高,形成了一道“围墙”似的自然床层,环绕在溜槽横断面的中间, 把溜槽的内缘区和外缘区分开。矿浆浓度越高,这道“围墙”越明显。由于“围墙”的存 在,削弱了二次环流的作用,因此,要进一步提高螺旋溜槽的分选效能,降低回收粒级下 限和提高处理能力,关键是突破螺旋槽中固有的“围墙”障碍。振摆螺旋选矿机就是利用 贝格诺尔德的轨道剪切理论,突破固定螺旋槽固有的“围墙”障碍而研制出的一种重选新设备。
振摆螺旋选矿机设有不平衡重锤系统和柔性悬吊构件,当不平衡重锤作回转运动时,螺旋槽上的任一质点将作近似椭圆的轨道运动,同时伴随产生微弱的垂直振动。在 回转运动一周内,螺旋槽面上的液流速度及其方向在不断变化,矿粒间进行着具有一定 频率的碰撞,碰撞时发生能量交换,使矿粒作垂直于剪切平面的位移,从而使自然床层形 成的“围墙”处于不稳定状态,使进入误区的矿粒有机会回归自身正常的运行轨道,以达 到强化分选的目的。
设备结构:工业型振摆螺旋选矿机的结构如图6-2-8所示。其主要结构是将8台ø900mm的双头螺旋溜槽8通过弓形架9固定于圆形的振摆平台7上。在平台的中心装 有由重锤4和电动机3组成的驱动装置,平台由4根钢绳悬吊在支架6上。当不平衡重 锤转动时,振摆平台和螺旋槽就产生轨道平面运动和上下振动。
用该选矿机进行工业试验后可得到下列结论:①应用轨道运动和振动产生的复合作 用,可以强化螺旋溜槽的分选,加振摆的螺旋槽其精矿回收率高5% ~ 10%;②对云锡低 品位砂锡矿和老尾矿的选别,螺旋断面适应性由好到差的排列顺序是:立方抛物线、抛物 线、复合曲线、椭圆;③粒度是影响操作条件的重要因素,粒度粗者,给矿浓度和给矿体积 量可增大。处理细粒物料时,以低浓度和小流量为宜;④摆锤的旋转方向以反螺旋转动 为好;⑤振摆螺旋选矿机结构合理,运转可靠,处理量大,能耗低,回收率高,一次可丢弃 50%以上尾矿,是云锡老尾矿和低品位砂锡矿粗粒预选的有效设备。
2.螺旋溜槽螺旋溜槽是为了分选细粒难选矿物而从1973年开始研制的,由于在生 产实践中的成功应用,因此发展较快。目前有普通螺旋溜槽、旋转螺旋溜槽、离心塔形旋 转螺旋溜槽、倒锥螺旋溜槽、振动螺旋溜槽等。一般均采用玻璃钢制造螺旋槽,其内表面 涂以聚氨酯耐磨层,或在槽面上涂以掺入金刚砂或辉绿岩粉的环氧树脂。螺旋溜槽可广 泛用于金属矿物的分选。
(1)玻璃钢螺旋溜槽。适用于选别细粒铁矿、钛铁矿、铭铁矿、硫铁矿、锡矿、钮_矿、 金矿、煤炭、独居石、金红石、锆英石、稀土矿以及具有足够密度差的其他金属、非金属矿 物。该设备主要由宁德市重力选设厂、沁龙防腐公司和石城矿机生产。
1)宁德市重力选设厂。该厂生产的BLL玻璃钢螺旋溜槽的结构和外形示于图6 - 2 -9,主要技术参数列于表6-2-6。
同时对该系列设备说明如下:①给矿体积和生产能力指每种规格最多头数的场合; ②总重指每种规格最多头数、5圈时的机重;③高度(H)指距径比为0.60、5圈装的,4、6 圈装的按距径比照理推算;④每台单、三头装为三根立柱圆周三等分固定;每台双头、四 头装为四根立柱圆周四等分固定;⑤0600螺旋溜槽为半工业型和工业型联用设备;⑥另 有0400螺旋溜槽,为实验型设备,有两种规格:0400x240和0400 x 180单头装;⑦设备 选型原则:在选别?-200目少的较粗粒级矿物时,宜采用直径和螺距均较大的螺旋溜 槽,在选别-200目含量达60% -70%的较细粒级矿物时,宜采用直径和螺距均较小的 螺旋溜槽。
2)石城矿机。该厂根据北矿院提供的图纸和成套技术生产玻璃钢螺旋溜槽。该设 备主要由螺旋片联接成的螺旋槽构成。螺旋片由玻璃钢(玻璃纤维增强塑料)制成,借螺 栓联接在一起。螺旋槽的选别面有一层预制的耐磨层,它具有质轻、坚固、经久耐用的优 点。螺旋槽的上方设有多管给矿匀分器,分矿均匀,控制简便。分矿器自由放置在槽支 架的十字架(或三(架)上。均分的矿浆通过装在螺旋槽首端的给矿槽缓慢地给到螺旋 槽面上进行分选。螺旋槽的尾端装有阀块式产品截取槽,将分选的产品沿径向按品位分 成3种或4种产品。用调节阀块的位置来改变各产品的截取宽度。产品集聚斗是一同 心环形筒,将已截取的多头矿流分别)集导出。
螺旋溜槽的横截面曲线的斜率变化特别适于细微粒物料的选别。螺旋溜槽具有结 构简单、无运动件、质轻、无噪音、配置安装和维修方便等优点。
3 )沁龙防腐公司。该厂生产的玻璃钢螺旋溜槽结构简单、重量轻、不需动力、节水节 电、操作维护方便、适应性强、选别粒度细、处理量大、分选效果好,其技术参数列于表6 - 2-9。
此外,北矿院机械研究所和石城选设也生产玻璃钢螺旋溜槽。
(2) BXL型玻璃钢旋转螺旋溜槽。?设备是综合了螺旋溜槽和离心选矿机的特点而 研制成的一种新型选矿设备,适用于选别细粒级的钮、_、鸨、金、钛、铁和其他具有足够 密度差的矿物。
(3)BTL型玻璃钢/心塔形螺旋溜槽。?设备是中南工业大学综合了螺旋溜槽、尖 缩溜槽、旋转螺旋溜槽和离心选矿机的特点,并且在分析和参考了国外的有关特性曲线 之后,研制的新型选矿设备。它特别适用于处理有足够密度差的微细粒级矿物,有效回 收粒级低至20!n,且处理能力较大,操作容易。
(4)BL1500螺旋溜槽。BL1500系列螺旋溜槽是北矿院于1999年研制成功的,采用 了更为先进的针对性多型号设计技术,使得该产品性能更加优越成熟,分选效率、适应性 明显提高。适合于铁矿、海滨砂矿、钨矿、锡矿、金矿、镍矿等的原矿重选及尾矿再选,也 适合于非金属矿的脱泥重选及钢渣、硫酸渣等冶金渣的选别回收。
该选矿机单机处理能力大,占地面积小;工作无需动力,若有高差可实现无能耗工 作,节能,操作维护简单,调试好后可实现无人看护,工作稳定,使用寿命长,无需检修,投 资省,建效快。
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