试论旋转螺旋溜槽的选别机理.pdf

试论旋转螺旋溜槽的选别机理 垂 需 嚣 釜 橱 才 簸 羊 坝 底 采 选 厂 提 要 在固定螺旋溜槽选别原理的基础上．本文从工业生产的实践情况．没析了旋转螺旋溜槽的选 别特点．初步揭示了其选剐机理的实庐 提出了研究旋转螺旋澹槽中尚待解决的几个问题． 我国研究和应用螺旋溜槽始于 7 O年 代 初 期 ，现 已广泛应用于钽铌矿 、钨矿 、钛铁矿 等 选 矿生产 中，作为粗选重选设备 日益 显示着不 可忽视的作用，在生产 实践和理 论研究方面 已 有较大的突破。对螺旋溜槽中的二次环流、水 流运动特性和矿粒运动轨迹进 行 了有成效的研 究，探讨 了起始段和稳定段永流对矿物分选的 作用，确立了螺旋结构参数与矿物粒度特性的 关系，用量级 比较法推导 出层流区的径向流速 公式，从 力学观点 出发，建 立 了矿粒的运动轨 迹方程， 提出了计算矿粒运动轨迹的理论公式， 证 明了螺旋溜槽 中确 实存 在二次环 流及其选别 作用。1 9 8 0 年初，新疆冶金研究所研制成功了 旋转螺旋溜槽，在固定螺旋溜槽的基础上增加 了旋 转 分选 断面刻槽 和冲洗水的作用 ，使富 矿 比和选 别效果大大提 高，产品结构发生了变 化。1 9 8 8 年，云锡羊坝底采选厂 已扩大工业生 产 ，扫 选砂锡矿 尾矿 ，一 次选 别可 以产出含锡 品位3 ． 5 ％ 以上的富锡 中矿 ，技术经济 指 标令 人满 意。 目前，对 旋转 螺旋 溜槽 的理论研 究刚刚开 始，本文从 工业 生产的实践提出浅见， 以促进 耐 旋转螺旋溜槽 的深入研 究来指导 设 备 的 改 进 ，使 之更加完善。 ～ 、两种螺旋溜槽生产指标 比较 为了解螺 旋溜槽对 锡选矿 的适应 性，8 0 年 代初期 ，云锡有嚼 个处理砂锡矿的选矿厂 ，推 有 色矿 山一 l 9 9 0t 2 广应 用 了固定 螺旋溜槽。用螺旋溜槽和 摇床组 台扫 选砂锡矿 尾矿产 出富锡 中矿进 行了工业生 产。根据连续生产的统计 数字车 n 螺 旋溜槽产 品 游离锡石的鉴 定结果 ，说明用螺旋溜槽扫选砂 矿尾矿对给矿中游离锡石的回收和对锡铁结合 体的回收均有效。粗精矿的游离锡石与给矿橱 比成数倍 增加 ，而 尾矿 中的 游离 锡石则 明显地 减步。见表 1 、表2 。 螺 旋溜槽产品游 离 锡石鉴定结果衷1 粒 度 毫米 f 锚i ％ 尾 矿 嘶 - I - o 3 来见 束见 I来见 来见 e ． 1 s l 束见 】 】 o 3 3 j来见 3o 20 81 13 2 o ． 83 31 ． 2 螺旋 溜榴 生产统计 结果 衷2 罔 网 业 、、 、、 标 J J 蒋 { J 倍 、 、 I I 【 I 操 作 条件 址 理 量1 O 0 吨／ 日 台 给 目浓 窿2 I 嘧 维普资讯 从表2 可 看 出，螺旋漓矿的精矿产 出 率和 金 属率都较高， 分别 为4 4 ． 2 4 ％和 5 3 ． 8 3 ％，此 精矿 再送 到摇床粗选才 能产 出富矿 中矿，最 大 的问题是富矿比太低，只有1 ． 2 2 倍。 螺旋溜槽的精矿再到摇床扫选产出富锡中 矿。摇床选别 结果 见表 3 。 曩旋 藩擅精 矿用摇床扫选 结果 袅5 ＼ 、 ＼ 、 指 产 出率I锡 品 位 l盘 属 率 业 宴 收 、 ＼ j I I 轴 ⋯ 。 l 『 邕 L 摇床的作业实收率太低，仅选1 5 ． 4 ％。所 以，最 终从 摇床产 出富锡中矿，总的作业 实收 固定螺旋 溜槽的一个 严重缺点是富矿 比太 低 ，不能一次选别选 出富锡 中矿。 l 9 8 6 年，云锡羊 埂底采选厂推 广应 用 了旋 转螺旋漓槽。 在固定螺旋 溜槽 的基础 上，增加 了旋转 分选断面刻槽和冲洗水的作用，扫选 砂锡矿尾矿，进行了工 业生产。所处理的原矿 由残 坡积砂锡 矿 ，铅 尾矿和 老尾矿等组成，其 主要 性质为 愿矿 含锡 0 ． 1 2 4 0 ． 2 8 2 ％， 含 铅 ． 8 2 ． 4 8 话，古 铁 高 达 2 3 ． 6 4 -- 3 0 ． 9 1 ％。 0 。 0 7 4 毫米粒级锡石游离率低 ． 锡石主要与褐铁 矿、 白铅矿结合。粒崖细，含 泥高，一 O ． 0 l O 毫 米粒级高达6 0 ％ 以上 。实属难选矿物。用旋 转 螺旋溜槽处理这样的尾矿却收到了 较 好 的 效 果。见表4 。 从 表4 可 以看出，旋转螺 旋溜槽 一个 最 显 著的优点是富矿出比较高。如果将中矿单独处 理 ，还可 以提高它的作业实 收率，尾矿品位还 二、两种螺旋溜槽的选别特点 由 以上可 知，砥 种螺旋涮耩 的选别效果是 一 3 8 m 旋转螺 旋溜槽生产统计 结果 袭4 操 作 条件 址 理 能力3 6 吨／ 日 台 结 浓 窟3 0 髓； 冲 壳7 K 量o ． 7 5 0 ． 9 吨／ 时 ， 台 螺 旋转 速l 4 辖／ 分 。 有差 的，其设备结 构也 有不少幅异 点。见襄 5。 两种螺 旋溜槽的结构比较 表5 、 项 目 规 格螺旋 螺旋停动} j I断面 形状 型l、I、- 毫 米 头 数 圈 数 l方 式 I 固定螺旋溜槽 1 2 0 0 7 2 0 固定i立方抛物站 旋转螺旋涩槽 】 2 0 0 7 2 0 旋转l 斜槽型 两 种螺 旋溜槽的选 别特 点分述 于下。 固 定式螺旋 漓槽 选 别特 点 1 ． 根 据 螺旋轴向 切向分为起始 段 和 稳定段，根据螺旋分选断面的径向分为内缘区 和 外缘 区， 在各个 区段的 矿粒 运动都存 在着 二 次环流 ，即表 面水流和轻矿物 向外缘移 动，底 面水 流和重矿 物向内缘移动 ，外缘 区的二次环 流作用比内缘区强。起始段的矿流呈较强的紊 流态，矿粒开始按 比重 沉降至底面，到稳定段 才出现矿粒 的弱 紊流态，矿粒按 比重和粒 魔的 分层分带更明显。所 以要提高 富矿 比，就要缩 短 起始段，加 长稳定 段，螺旋圄数 三 圈 就 够 了 。 2 ． 矿 粒 在螺旋液流 中的运动 是一个 随 机 事件 。不同比重 和粒度的矿粒 同时受到重 力 ． 惯性离心力 流 体 阻力和槽 底摩 擦 阻 力 的 作 用，在分选断面 上出现不同的分带 3 ． 螺旋 溜 槽也 是一种 流膜选矿 设 备，流 有 色矿 山一 l 9 9 0． 2 维普资讯 膜 厚度从开始段到 稳定 段逐 渐变 薄，从 内缘 区 到外缘 区也逐 渐变 薄，但 水流始终呈弱索 流状 态。因为二次环流在各个 区段都 存在着，所 以 不可能呈层流态。紊流扩散 作用使二次环流 的 作用得到加强。 4 ． 矿 浆沿螺旋 溜槽 向下作 回转运动 时 ， 同时受到 切向流速和径 向流速的作用，首先 实 现 按比重 分层。切 向流速 对矿 石起着输 送 、松 散 分带的作用 径向流速则按矿石的比重和 粒度等特性沿螺旋槽的宽度重新分层，加速分 带 ，对 提高实收率起着重 要的作用。 5 ． 水 流的推力及其产生 的环流 速度对螺旋 槽 内的矿粒运动产 生决定性 的影响。水层的 切 向速度公式如 下 ．、 L v h v 苗h 式 中V 一距槽底 h 处水层的 切向流 速 V 一水 表面 的切向流 速。 此公式说明 水 层高度越高流速就 越大 ， 产生的离心力也就越太，因此，处于上层的轻 矿物或粗粒易被 抛向外缘，临近槽底的重 矿物 或细粒流速小，摩擦阻力大， 易向内缘移动。 旋转螺 旋溜槽 除了具备上述固 定螺旋溜槽 韵 几点选别机理 以外， 由于增加 了螺旋体的旋 转 、选 剐断面妻 槽 和 冲洗水 的作用 ，产生 了新 伪 选别 特点。 1 ． 沿矿 浆流动方向一致的螺旋体旋转，使 各 区段上 的矿 浆运 动轨迹 出现 了随机现象， 强 化 了紊 流扩散 作用 和内缘 区的二次环流 ，使 分 选 断面离析作用加强，有利于矿粒的松散和粒 度的分带。同时，加强了各个产品的分离输送 能 力，位于外缘 区的尾矿 得到 及时 的排 出，精 矿 、中矿得到及时接取，这样有利于提高生产 能力 。 2 ． 斜槽型的分选断面沿轴向成4 5 刻 来 复 糟 ，从外缘 区至内缘 区槽 深逐渐减 小 直 至 尖 灭 ，有利于 细粒的 回收 。外缘 区槽 探，二次环 有 色矿 山一 】 9 9 0 ． 2 流强 ，小 比重和粗颗 粒的矿石位于 上层， 受水 流作用 太，槽 底摩擦 阻力小 ． 受惯性离心力大 ， 易 于内外 缘移 动 大 比重细 粒矿 石位 于下层， 受槽底摩擦阻力大，受水流和惯性离心力的作 用小，在槽 内易于 向内缘 区移动 ，使 内缘 区二 次环流作用得到有嗷 的调节。 3 ． 在旋转的螺旋轴向增加了恒 压 的 冲 洗 水 ， 使 向内缘 区即精矿 区移 动的矿 粒得到洗涤 ， 将混杂于其 间的小 比重 杂质 得到及时的排除 ， 有利于提高精矿质量 。但从 上到下，水量必须 适中 均衡． 且水质要好． 避免阻塞或拉淘激流。 4 ． 矿粒在螺旋液 流中同时受到重力 惯 性 离 心力、流体 阻力和槽 底摩 擦力的联合作用， 出现了径 向二次环流和径向折 离，细粒矿物较 粗 粒矿物的径 向位移大，实质 上，外缘 区形成 为粗选区，内缘区形成为精选区 旋转螺旋溜 槽的螺旋圈数为三翻，比固定式的短，更有利 于 细 粒矿物的 回收。 三 、 结 语 1 ． 由于旋转螺旋溜槽在固定螺旋溜槽的基 础 上，增加 了旋转 、 断面刻槽和 冲洗水的作用 ， 富矿 比和细粒分选 效 果均比固定式 高。 2 ． 在螺旋 选矿方 面， 国内注重于 细粒选 别 的研 究。在利用旋转螺旋溜槽 之后是个 较大 的 突 破。 3 ． 螺旋 溜槽 的各个 区段都存 在 着 二 次 环 流，只不过起始段比稳定段强，外缘区比内缘 医强。所 以，二次环流是螺旋漓槽选矿特有帕 现 象，是促 进矿 粒松散 分带的重要 手段 。更 为可 喜的 是，旋转式螺旋 溜槽 的二次环流作用 比固定式 的强 ，因此，分选 效果也 更好。 4 ． 螺旋液 流形 态在各 区段均 不是 层流。所 以，以层流形态提出计算矿粒运动轨迹的理论 公式是不符台实际的。 5 ． 螺旋漓槽内矿粒的运 动是一 个 随 机 事 件，对旋转螺旋溜槽选 别机理的 研 究， 目前 ， 下转第3 O 页 一 39 维普资讯 1 ． 营岩一序 的确定 使用 凿岩 台车进行 凿岩作 业，调臂对位 时 间要比使用7 6 5 5 等小型凿岩机大得 多。如没有 一 定 的凿岩 顺序 来尽量减少调臂对位时 间，凿 岩 台车 的优 越性就不能充分发挥。所采用 的顺 序为 1 先凿底眼。由左到右或由 右 到左依 次凿岩。 凿出每一个 底孔后 ，采用术塞堵好 孔 I 1 ，防止 岩渣进入 孔内。 2 凿作业 下部辅助 、边孔，顺 序 与 1 相反。 3 凿掏槽眼，同时采取导 向措施。 4 凿其他辅助眼 、周边眼，同样 要 采 取 由左到右或 由右到左 的凿 岩顺序 5 凿完所用小孔 寸 ， 3 2 毫米 后， 凿 掏槽 区 的大孔 巾1 0 2 毫米 。 试 验证明， 以上凿岩 顺序需用 的时 间少 ， 雌 加 了纯凿岩时 间，能发 挥出凿岩 台车凿岩 的 忻越性，同时底孔装药时清渣量小。 三、凿岩 台车掘进效果和问题 在 一号采场掘进4 4 ． 5 米。 的切巷试 验中， 我们 曾连续记录 了5 次放炮 的掘进 进 尺，其平 均进尺 为2 ． 8 7 米 ，所 凿孔的深 度为3 ． 5 米。在 3 号采 场掘 进4 3 5 米 的切巷 时，连 续 两 炮 晦 进尺为3． 2 米 ．3 ． 3 米 ，孔深 3 ． 9 米 。 存在的问题及建议 I 凿岩台 车 没有 自动平行机构，严 重影响 了掘进效率的提高 。 建 议采 用有平行 机构的凿岩台车，或改进现 有 凿岩台车，增加控制平行的机构。 2 炮孔直径 与药 卷直径不匹配， 间隙效应 大，建议采 用火 直径 的药 卷，药卷直径 为 3 8 一寸 ， 4 o 毫米为佳 四、结束语 电动液压凿岩台车具有机械 化水平 高，灵 活 方便 、凿岩速 度快 ．精染小 、减轻 了矿工 的 劳动强度等优点，在大断面巷道掘进 中效果显 著，在矿山．铁路隧道 等大断面平巷掘进中很 值 得推 广应 用。 ⋯⋯●● ⋯⋯～ 上 接第 3 4 页 一 ， ，、 力 ，产生疏 水性絮 团，从而改善了各种 粒度级 一 ’ 别矿 物的可浮 性，提高 了分选 效果 。本 次工业 乳化油滴浮选法的基本要素，是添加中性 试验在铜硫分选循环保证铜精矿质 量，降低戚 油，并使 其乳化，利于 吸附 了捕 收剂 的细 粒矿 精矿 含铜 ，在 锌浮选循 环减少硫精 矿含锌和 降 物，以油滴作为桥联介质，克服水 化 膜 的 阻 低尾矿损失方面发挥了作用，收到了效益。 上接第3 g 页 只能用定性的方法，还需藉助于先进的手段， 进行有效的实测，上升为定量分析。尚待研究 以下几个问题 1 对起始段和稳定段水流特性及矿粒在 清水 和矿 浆中的运 动轨迹的研究 ，需用数理统 计中求数 学期望值的 方法处理实 洲数据，建立 计算 公式。 一 30 一 2 深入探讨起始段和稳定段水流对矿物 分选的作用，确立螺旋结构参数与矿物粒度特 性 的较佳 关系。 3 分选断面形状是用斜槽型或是立方抛． 物 线型， 还需深入 研究。 4 旋转式的螺旋液流运动轨迹的 理 论 公式 如何建立 ，与固定 式有何异 同点。 参考文献 略 有 色矿 山一 1 9 9 0． 2 维普资讯