在当今环保和节能意识不断增强的环境下, 高效、节能、环保、降耗的选矿技术是未来的发展方向, 而重选的优势就在于能够有效地处理粗、中粒级及部分细粒级矿物。螺旋选矿设备具有结构简单、实用、生产投资费用低、无污染、节能等优点, 促使选矿业重选设备的发展显得尤为重要, 特别是螺旋选矿设备的发展[4]。
近30多年来, 在钨矿选矿研究中, 螺旋溜槽逐步取代摇床进行粗选或扫选, 粗精矿采用摇床精选, 克服了摇床的缺点, 以期达到同样的技术指标, 目前应用于钨矿山的事例相对较少[5];因此, 有必要进一步了解螺旋选矿设备在钨矿山中的应用研究现状, 对适用于钨矿选矿的螺旋选矿设备的研制及其在钨矿山中推广应用有一定意义
螺旋选矿设备的结构, 主要由给矿槽、产物截取器、接矿槽等组成。溜槽的分选大致分成3个阶段:第1阶段为分层;第2阶段为分带;第3阶段是运动达到了平衡。不同密度和粒度的矿粒沿各自的回转半径, 完成了选别过程。
矿浆均匀给入螺旋槽, 在重力和离心力的作用下, 矿浆在槽面上形成了内缘流层薄、流速低的层流流态, 而外缘流层厚、流速高的明显紊流流态。同时, 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。由于这种环流运动, 使得槽内圈出现上升分速度, 而外圈出现下降分速度。纵向流动与二次环流的叠加形成了液流的螺旋线状运动。上层液流趋向外缘, 下层则趋向内缘。
矿浆内固体颗粒既受流体运动特性的支配, 同时也受自身重力、惯性离心力和槽底摩擦力的作用。沉降速度大、密度大的重矿物受槽底摩擦力影响, 运动速度较低, 惯性离心力较小, 在重力分力作用下, 沿槽面的最大倾斜方向趋向槽的内缘运动;上层密度小的轻矿物颗粒随矿浆一起运动, 速度大, 惯性离心力大, 被甩向槽的外缘。由于运动方向不同, 液流在槽面上展开分带, 重矿物靠近内圈, 轻矿物移向外圈, 最外圈为微细粒的矿泥。二次环流不断地将重矿粒沿槽底输送到槽的内缘, 同时又将内缘分出的轻矿物向外缘转移, 促进分带的发展。最后矿粒运动趋于平衡, 分带完成, 矿泥也基本被甩到最外缘的边流中。最终通过分矿阀及截矿槽将精矿、中矿、尾矿及矿泥分别接出, 从而实现分选。
东北大学高淑玲等人[13]基于CFD理论, 采用κ-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法, 对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟, 探讨螺旋溜槽流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律, 认为矿物颗粒分离的内因是颗粒的物理性质差异, 外因则在于分选空间内的流场特征。矿物颗粒在螺旋溜槽所提供的回转流场中, 基于离心惯性力和重力的联合作用做复杂的三维运动, 并根据运动差异实现分离。
QQ交流群
