1、第五章第五章 流膜分选技术流膜分选技术教学参考书教学参考书:1.1.谢广元等谢广元等.选矿学选矿学.中国矿业大学出版社中国矿业大学出版社,2001.8,2001.82.2.陈迹陈迹.跳汰选煤的理论与实践跳汰选煤的理论与实践.煤炭工业出版社煤炭工业出版社,1988.111988.113.3.张家骏等张家骏等.物理选矿物理选矿.煤炭工业出版煤炭工业出版,1992.10,1992.104.4.张鸿起等张鸿起等.重力选矿重力选矿.煤炭工业出版煤炭工业出版,1987.10,1987.10教 学 重 点第一节第一节 概述概述第二节第二节 溜槽选矿溜槽选矿第三节第三节 螺旋选矿螺旋选矿第四节第四节 离心选矿
2、离心选矿第五节第五节 摇床选矿摇床选矿第一节第一节 概概 述述在现有重力选矿法中，除利用矿粒在垂直介质流中运动在现有重力选矿法中，除利用矿粒在垂直介质流中运动状态的差异来实现分选过程外，还有利用矿粒在斜面水流中状态的差异来实现分选过程外，还有利用矿粒在斜面水流中运动状态的差异来进行分选的方法，这种方法称为斜面流选运动状态的差异来进行分选的方法，这种方法称为斜面流选矿。斜面流选矿有两种：即溜槽选矿与摇床选矿。它们在重矿。斜面流选矿有两种：即溜槽选矿与摇床选矿。它们在重力选矿工艺中占有重要地位。斜槽中的水层厚度可有很大不力选矿工艺中占有重要地位。斜槽中的水层厚度可有很大不同。处理粗粒级矿石的溜槽选
3、矿，水层厚度从十数毫米到数同。处理粗粒级矿石的溜槽选矿，水层厚度从十数毫米到数百毫米，给矿粒度也由数毫米到数百毫米。这类设备过去应百毫米，给矿粒度也由数毫米到数百毫米。这类设备过去应用较多，目前已逐渐被淘汰。另一类处理细粒级（用较多，目前已逐渐被淘汰。另一类处理细粒级（35mm以以下）及矿泥（下）及矿泥（-0.074mm）的斜槽，矿浆呈薄层状流过设备表的斜槽，矿浆呈薄层状流过设备表面，水层厚度大者数毫米，小者面，水层厚度大者数毫米，小者1 mm左右，是处理细粒和左右，是处理细粒和微细粒级矿石的有效手段，如摇床选矿，习惯上亦称作流膜微细粒级矿石的有效手段，如摇床选矿，习惯上亦称作流膜选矿。现在得
4、到了广泛应用。选矿。现在得到了广泛应用。一、溜槽选矿一、溜槽选矿溜槽选矿利用沿斜面流动的水流进行选矿的方法。溜槽选矿利用沿斜面流动的水流进行选矿的方法。在溜槽内，不同密度的矿粒在水流的流动动力、矿粒重在溜槽内，不同密度的矿粒在水流的流动动力、矿粒重力（或离心力）、矿粒与槽底间的磨擦力等的因素作用力（或离心力）、矿粒与槽底间的磨擦力等的因素作用下发生分层，结果使密度大的矿粒集中在下层，以较低下发生分层，结果使密度大的矿粒集中在下层，以较低的速度沿槽底向前运动，在给矿的同时排出槽外（这种的速度沿槽底向前运动，在给矿的同时排出槽外（这种溜槽称为无沉积型溜槽）；或者是滞留于槽底（这种溜溜槽称为无沉积型
5、溜槽）；或者是滞留于槽底（这种溜槽称为沉积型溜槽），经过一段时间后，间断地排出槽槽称为沉积型溜槽），经过一段时间后，间断地排出槽外，密度小的矿粒分布在上层，以较大的速度被水流带外，密度小的矿粒分布在上层，以较大的速度被水流带走。由此，不同密度的矿粒，在槽内得到了分选，矿粒走。由此，不同密度的矿粒，在槽内得到了分选，矿粒的的粒度和形状也影响了分选的精确性。的的粒度和形状也影响了分选的精确性。根据溜槽结构和选别对象的不同，大致可根据溜槽结构和选别对象的不同，大致可分为粗粒溜槽和细粒溜槽两类。分为粗粒溜槽和细粒溜槽两类。粗粒溜槽通常是由木制或钢板焊成的窄而粗粒溜槽通常是由木制或钢板焊成的窄而长的斜槽
6、，在槽底装有挡板或粗糙的铺物，槽长的斜槽，在槽底装有挡板或粗糙的铺物，槽中水层厚度达中水层厚度达10100毫米以上，水流速度较快毫米以上，水流速度较快，给矿粒度也由数毫米到数十毫米。这种溜槽，给矿粒度也由数毫米到数十毫米。这种溜槽主要用于选别砂金、砂铂、砂锡及其它稀有金主要用于选别砂金、砂铂、砂锡及其它稀有金属砂矿。在过去工业不发达时期，这类设备应属砂矿。在过去工业不发达时期，这类设备应用较多，目前除选金尚有应用外，其它已多被用较多，目前除选金尚有应用外，其它已多被跳汰机所取代。跳汰机所取代。细粒溜槽长度不大，槽底上一般不设挡板，少数情况铺置粗糙的纺织物或带格的橡皮板，多数即直接在木制底板、塑
7、料板或水泥面上进行选别。槽内水深较薄，大者数毫米，小者1毫米左右，矿浆速度很小，呈薄层状流过设备表面，习惯上称作流膜选矿，它是处理细粒和微细粒级矿石的有效手段，现在得到广泛应用。根据用途划分，可分为选煤溜槽和选矿溜槽。多数溜槽选矿分选设备，其分选过程仅在重力场中进行，但也有的设备，除重力场外，还同时提供离心力场，如螺旋选矿机、螺旋溜槽及离心选矿机等，更适宜细粒级及矿泥的分选。二、摇床选矿摇床选矿法是分选细粒物料时应用最为广泛的一摇床选矿法是分选细粒物料时应用最为广泛的一种选矿法。由于在床面上分选介质流流层很薄，故摇种选矿法。由于在床面上分选介质流流层很薄，故摇床属于流膜选矿类的设备。它是由早期
8、的固定式和可床属于流膜选矿类的设备。它是由早期的固定式和可动式溜槽发展而来。直到本世纪动式溜槽发展而来。直到本世纪40年代，它还是与固年代，它还是与固定的平面溜槽、旋转的圆形溜槽及振动带式溜槽划分定的平面溜槽、旋转的圆形溜槽及振动带式溜槽划分为一类，统称淘汰盘。到了为一类，统称淘汰盘。到了50年代，摇床的应用日益年代，摇床的应用日益广泛，而且占了优势，于是便以不对称往复运动作为广泛，而且占了优势，于是便以不对称往复运动作为特征，由众多溜槽中独立出业，自成体系。故过去也特征，由众多溜槽中独立出业，自成体系。故过去也曾把摇床称为淘汰盘。曾把摇床称为淘汰盘。摇床的给料粒度一般在摇床的给料粒度一般在3
9、mm以下，选煤时可达以下，选煤时可达10 mm，有时甚至可达有时甚至可达25 mm。摇床的分选过程，是发生在一个具有宽阔表面的摇床的分选过程，是发生在一个具有宽阔表面的斜床面上，床面上物料层的厚度较薄。斜床面上，床面上物料层的厚度较薄。根据分选介质的不同，有水力摇床和风力摇床两根据分选介质的不同，有水力摇床和风力摇床两种，但应用最普遍是水力摇床。种，但应用最普遍是水力摇床。摇床选煤迄今已有整整百年的历史了。摇床选煤迄今已有整整百年的历史了。1890年美年美国制造了第一台选煤用的打击式摇床，随着不断地革国制造了第一台选煤用的打击式摇床，随着不断地革新与改进，已逐渐发展成为选矿和选煤工业中一种主新
10、与改进，已逐渐发展成为选矿和选煤工业中一种主要的重力分选设备。由于煤与其伴生的硫化矿物密度要的重力分选设备。由于煤与其伴生的硫化矿物密度差大，所以用以对细粒煤脱硫（选出硫黄铁矿）效果差大，所以用以对细粒煤脱硫（选出硫黄铁矿）效果较好。所以，美国、澳大利亚和前苏联等国，目前还较好。所以，美国、澳大利亚和前苏联等国，目前还有不少选煤厂用摇床分选细粒级煤有不少选煤厂用摇床分选细粒级煤。1957年以前，座落式单层摇床，因其单位面积处年以前，座落式单层摇床，因其单位面积处理量低，占面积大，对基础的冲击大等缺点，所以在选理量低，占面积大，对基础的冲击大等缺点，所以在选煤中使用受到限制，未能更普遍地应用。煤
11、中使用受到限制，未能更普遍地应用。1957年以后，年以后，由于新型摇床传动机构研制成功，多层悬挂式摇床的出由于新型摇床传动机构研制成功，多层悬挂式摇床的出现，使单机处理能力得到了提高，摇床选煤得以较快的现，使单机处理能力得到了提高，摇床选煤得以较快的发展。发展。选矿用的摇床出现稍晚，至今也有选矿用的摇床出现稍晚，至今也有90余年的历史。余年的历史。选矿用摇床是在选矿用摇床是在18961898年由威尔弗利（年由威尔弗利（A.Wilfley）研制成功，采用偏心连杆机构推动床面作往复运动。该研制成功，采用偏心连杆机构推动床面作往复运动。该摇床一直沿用至今，习惯上称为威氏摇床。随着在选矿摇床一直沿用至
12、今，习惯上称为威氏摇床。随着在选矿中使用范围的扩大，现在摇床的型式已经多样化了。中使用范围的扩大，现在摇床的型式已经多样化了。摇床主要用于处理钨、锡、有色金属和稀有金属矿摇床主要用于处理钨、锡、有色金属和稀有金属矿石。多层摇床和离心摇床用以分选煤炭和黑色金属矿石石。多层摇床和离心摇床用以分选煤炭和黑色金属矿石，在金属选矿中，摇床常作为精选设备与离心选矿机、，在金属选矿中，摇床常作为精选设备与离心选矿机、圆锥选矿机等配合使用。圆锥选矿机等配合使用。第二节 溜槽选矿在溜槽中，借助水流的冲力和槽的摩擦力利用颗在溜槽中，借助水流的冲力和槽的摩擦力利用颗粒密度、粒度和形状的差异进行分选的方法，称溜槽粒密
13、度、粒度和形状的差异进行分选的方法，称溜槽选矿。这种方法在很久以前已被采用，广泛地用于处选矿。这种方法在很久以前已被采用，广泛地用于处理钨、锡、金、铂、铁、某些稀有金属矿石及煤等。理钨、锡、金、铂、铁、某些稀有金属矿石及煤等。目前在选别目前在选别23 mm以上粒级的粗粒金属矿溜槽已很少以上粒级的粗粒金属矿溜槽已很少使用了，处理使用了，处理20.074 mm的矿砂溜槽及处理粒度小于的矿砂溜槽及处理粒度小于0.074的矿泥溜槽还在广泛应用着。在选煤上的矿泥溜槽还在广泛应用着。在选煤上,溜槽选煤溜槽选煤由于分选效率低，用水量大，因此新设计的选煤厂已由于分选效率低，用水量大，因此新设计的选煤厂已基本上
14、不再采用基本上不再采用,只在一些小型选煤厂中还保留着这种只在一些小型选煤厂中还保留着这种简单的、动力消耗少的选煤方法简单的、动力消耗少的选煤方法。一、选煤溜槽一、选煤溜槽溜槽选煤的所用设备叫选煤溜槽，选煤溜溜槽选煤的所用设备叫选煤溜槽，选煤溜槽分为块煤溜槽和末煤溜槽。目前，块煤溜槽槽分为块煤溜槽和末煤溜槽。目前，块煤溜槽还在个别选煤厂使用；未煤溜槽由于结构复杂还在个别选煤厂使用；未煤溜槽由于结构复杂、操作困难，已不使用了。、操作困难，已不使用了。选煤溜槽主要应用于粗、中块（选煤溜槽主要应用于粗、中块（10010 mm）的无烟煤及烟煤的分选，末煤用的较少的无烟煤及烟煤的分选，末煤用的较少。用于处
15、理。用于处理60（或（或50）mm以下的不分级原煤以下的不分级原煤分选时，则需要将精煤产物中所含的不合格的分选时，则需要将精煤产物中所含的不合格的粒级筛出，送入末煤溜槽或跳汰机中再选。粒级筛出，送入末煤溜槽或跳汰机中再选。（一）（一）块煤选煤溜槽的构造块煤选煤溜槽的构造图图2-6-1 粗粒选煤溜槽示意图粗粒选煤溜槽示意图图图2-6-1是粗粒选煤溜槽结构示意图。是粗粒选煤溜槽结构示意图。它由槽身它由槽身1、2、3、4及排料箱及排料箱5、6组成。组成。槽身断面为矩形或梯形，槽面里面衬以槽身断面为矩形或梯形，槽面里面衬以耐磨衬板。在水槽头部有主水管，在每耐磨衬板。在水槽头部有主水管，在每个排料箱下接
16、有顶水管，排料箱个排料箱下接有顶水管，排料箱5、6分分别与产物脱水斗子提升机别与产物脱水斗子提升机7、8连接在一连接在一起。起。图图2-6-2 排料箱构造排料箱构造1排料口；排料口；2倾斜板；倾斜板；3小轴；小轴；4扇形闸门；扇形闸门；5角板闸门；角板闸门；6手柄手柄图图2-6-2表示排料箱的构造。排料箱的上口与溜槽表示排料箱的构造。排料箱的上口与溜槽槽底相接，下口与脱水斗式提升机相接。在排料箱内槽底相接，下口与脱水斗式提升机相接。在排料箱内沿流动方向装有一块倾斜板，在它对面设有角板闸门，沿流动方向装有一块倾斜板，在它对面设有角板闸门，借助手柄可改变角板闸门的位置和排料口的大小。从借助手柄可改
17、变角板闸门的位置和排料口的大小。从倾斜板给入顶水，以阻止轻产物进入排料口，并使其倾斜板给入顶水，以阻止轻产物进入排料口，并使其沿溜槽继续向前移动。此外，它还能改善物料的松散沿溜槽继续向前移动。此外，它还能改善物料的松散状况，促进物粒在继续运动中状况，促进物粒在继续运动中按密度分层。在倾斜板按密度分层。在倾斜板下部和角板闸门之间装有扇形闸门，用以控制重产物下部和角板闸门之间装有扇形闸门，用以控制重产物的排放速度。在扇形闸门上开有许多孔，使顶水能够的排放速度。在扇形闸门上开有许多孔，使顶水能够通过。扇形闸门装在一根水平轴上，轴的一端与带重通过。扇形闸门装在一根水平轴上，轴的一端与带重锤的杠杆相连，
18、后者用铁链悬挂在上下摆动的杠杆机锤的杠杆相连，后者用铁链悬挂在上下摆动的杠杆机构上，使扇形闸门往返摆动。调节扇形闸摆动幅度、构上，使扇形闸门往返摆动。调节扇形闸摆动幅度、摆动次数及角板闸门的位置，都可以改变重产物的排摆动次数及角板闸门的位置，都可以改变重产物的排放速度。放速度。表表2-6-1为块煤溜槽的技术规格为块煤溜槽的技术规格规 格 名 称 主选溜槽 再选溜槽 溜槽长度（mm）溜槽上宽（mm）溜槽下宽（mm）溜槽高度（mm）溜槽前部倾角（0）溜槽后部倾角（0）排料箱间的距离（mm）排料箱的上冲水速（m/min）排料箱的上冲水量（m3/min）排料箱的数目(个)入选原煤的粒度（mm）设计处理
19、能力（t/h）8900 900 650 594 12040 3030 3000 105 18 2 60 125 9600 650 650 594 14040 3050 3000 101 13 2 60 50 （二）分选原理（二）分选原理溜槽选煤是利用煤和矸石在斜面水流中运动的速溜槽选煤是利用煤和矸石在斜面水流中运动的速度差进行分选的。煤和水一起从溜槽头部给入，由于度差进行分选的。煤和水一起从溜槽头部给入，由于槽身第一段倾角较大（槽身第一段倾角较大（），煤和矸石都具），煤和矸石都具有较大速度。第一段使矸石很快沉落到槽底，在流变有较大速度。第一段使矸石很快沉落到槽底，在流变层缓慢移动；当物料进入到
20、平缓的第二段槽身后，矸层缓慢移动；当物料进入到平缓的第二段槽身后，矸石的速度更加缓慢，并逐渐堆积起来形成矸石床层；石的速度更加缓慢，并逐渐堆积起来形成矸石床层；矸石床层继续向前移动，到达矸石排料口时排出槽外矸石床层继续向前移动，到达矸石排料口时排出槽外。在矸石床层以上的轻产物则以较快的速度随水流越。在矸石床层以上的轻产物则以较快的速度随水流越过矸石排料口继续向前移动，进入第三段槽身。在第过矸石排料口继续向前移动，进入第三段槽身。在第三段槽身中重复上述分层过程，中煤很快落入槽身流三段槽身中重复上述分层过程，中煤很快落入槽身流变层中，并从第二个排料箱中排出；精煤随水流越过变层中，并从第二个排料箱中
21、排出；精煤随水流越过中煤排煤箱进入溜槽的第四段，随后经过脱水筛排出中煤排煤箱进入溜槽的第四段，随后经过脱水筛排出溜槽。溜槽。013（三）块煤选煤溜槽的工艺操作因素（三）块煤选煤溜槽的工艺操作因素1.给煤给煤给入的原煤数量和质量应保持稳定，给料要沿槽给入的原煤数量和质量应保持稳定，给料要沿槽宽均匀分布，否则会出现跑偏现象，破坏正常分层。宽均匀分布，否则会出现跑偏现象，破坏正常分层。2 冲水冲水从溜槽头部给入的冲水决定着矸石床层的长度和从溜槽头部给入的冲水决定着矸石床层的长度和厚度。矸石床层的起点可由水流浪花的位置看出，其厚度。矸石床层的起点可由水流浪花的位置看出，其厚度可用探杆探测。矸石床层厚度
22、一般为厚度可用探杆探测。矸石床层厚度一般为200300 mm。3 顶水顶水顶水太大时，重产物容易混入中煤和精煤中，分顶水太大时，重产物容易混入中煤和精煤中，分选下限提高，但如果顶水太小，将降低选煤槽的生产选下限提高，但如果顶水太小，将降低选煤槽的生产率，轻产物易落入排箱中，增加轻产物的损失。率，轻产物易落入排箱中，增加轻产物的损失。块煤溜槽的总用水量约为块煤溜槽的总用水量约为67m3/t，其中主选溜槽其中主选溜槽为为45 m3/t，再选溜槽为再选溜槽为1.52 m3/t。从排料箱给入的从排料箱给入的顶水量，每个约为顶水量，每个约为0.51.4 m3/t。4 排料排料在扇形闸门和角板闸门之间应经
23、常充满重产物。在扇形闸门和角板闸门之间应经常充满重产物。角板的位置、扇形闸门的摆幅和频率都应调节适当，角板的位置、扇形闸门的摆幅和频率都应调节适当，使重产物的排放量与其在入料中的含量相适应。排放使重产物的排放量与其在入料中的含量相适应。排放量太小，精煤就会受到重产物的污染，排放量太大，量太小，精煤就会受到重产物的污染，排放量太大，床层会变薄，将增加精煤在矸石中的损失。床层会变薄，将增加精煤在矸石中的损失。二、斜槽分选机二、斜槽分选机斜槽分选机是近年来研制成功的一种新型重力斜槽分选机是近年来研制成功的一种新型重力选煤设备，具有结构简单，制作容易，操作维护方便选煤设备，具有结构简单，制作容易，操作
24、维护方便，基建和生产费用较低等优点，它是一种洗选脏杂煤，基建和生产费用较低等优点，它是一种洗选脏杂煤，劣质煤和跳汰机选矸，以提高产品质量，回收可然，劣质煤和跳汰机选矸，以提高产品质量，回收可然体的洗选设备，已在我国兴安台、袁庄、新河等选煤体的洗选设备，已在我国兴安台、袁庄、新河等选煤厂使用，并取得了较好的分选效果。厂使用，并取得了较好的分选效果。（一）槽体结构（一）槽体结构斜槽分选机（图斜槽分选机（图2-6-3）槽体断面为矩形，整机）槽体断面为矩形，整机钢板焊接而成，分上、中、下三段，也称为轻产品段钢板焊接而成，分上、中、下三段，也称为轻产品段，入料段和重产品段，在上、下段的槽体中各设一块，入
25、料段和重产品段，在上、下段的槽体中各设一块带有若干隔板的调节板，每块调节板的位置可根据工带有若干隔板的调节板，每块调节板的位置可根据工艺要求通过与之相连的调节机构进行调整调节板的位艺要求通过与之相连的调节机构进行调整调节板的位置，可以改变槽体内工作区的断面，从而造成适宜湍置，可以改变槽体内工作区的断面，从而造成适宜湍流度的上升流，被选物料进入槽体中段后分成两股物流度的上升流，被选物料进入槽体中段后分成两股物料流，轻产物由分选介质流带入上段，进一步分选后料流，轻产物由分选介质流带入上段，进一步分选后排出槽体，重产物克服与之相逆的水流进入下段，由排出槽体，重产物克服与之相逆的水流进入下段，由脱水斗
26、式提升机运出。脱水斗式提升机运出。图图2-6-3斜槽分选机的结构示意图斜槽分选机的结构示意图1 上调节板；上调节板；2下调节板下调节板项目 XSF 600550 XSF 500600 XSF 400650 XSF 300500 入选物料 粒度，mm 处理能力，t/h 外形尺寸（长宽高），mm 斜槽重量，Kg 斜槽进水口压力，MPa 进水口直径，mm 调节板隔板高度，mm 调节板隔板间距，mm 电动机型号 转数，r/min 功率，KW 选矸石 100 4050 500600550 2000 约0.05 200 80170 180 劣质煤 80 2045 5300500600 1342 约0.05
27、 JO3-2255-40 1480 5.5 原煤排矸 200 2540 5000400650 1400 0.040.05 150 110170 250 劣质煤 50 12 4000300500 约0.05 100150 220 表表2-6-2 我国斜槽分选机的技术规格我国斜槽分选机的技术规格（二）分选原理（二）分选原理水流以一定压力和流量从槽体底部给入，被选物斜水流以一定压力和流量从槽体底部给入，被选物斜从槽体中部进入。在逆向上升水流作用下，颗粒运动方从槽体中部进入。在逆向上升水流作用下，颗粒运动方向取决于水流上升速度和颗粒的下降速度。密度大的颗向取决于水流上升速度和颗粒的下降速度。密度大的颗
28、粒下降速度大于水流上升速度粒下降速度大于水流上升速度，于是向下沉降，由斗式，于是向下沉降，由斗式提升机排出。密度小的下降速度小于水流上升速度提升机排出。密度小的下降速度小于水流上升速度，结，结果被水流向上托起，从上部轻产品口排出。槽体内隔板果被水流向上托起，从上部轻产品口排出。槽体内隔板的存在使水流速度局部增加，在隔板间产物涡流，松散的存在使水流速度局部增加，在隔板间产物涡流，松散物料，调节板是由多块隔板组成，那么物料流沿槽体长物料，调节板是由多块隔板组成，那么物料流沿槽体长度发生周期性的松散、密实。这样，就把混杂在其中的度发生周期性的松散、密实。这样，就把混杂在其中的错配物部分地释放出来，保
29、证了最终产品的质量。错配物部分地释放出来，保证了最终产品的质量。（三）斜槽分选机工艺操作（三）斜槽分选机工艺操作1调节用水量调节用水量调节用水量，实际上是改变输送介质流的速度调节用水量，实际上是改变输送介质流的速度使之造成适宜的湍动流。调节用水量包括调节从槽使之造成适宜的湍动流。调节用水量包括调节从槽体下部给入的水量和同原煤一起进入槽体的水量，体下部给入的水量和同原煤一起进入槽体的水量，前一种水量决定重产品的段的水流速度；前后两种前一种水量决定重产品的段的水流速度；前后两种水量共同决定轻产品段的水流速度，这两种水量应水量共同决定轻产品段的水流速度，这两种水量应与重产品段和轻产品段通过能力相适应
30、。以保证工与重产品段和轻产品段通过能力相适应。以保证工作区内分选密度的相对稳定。作区内分选密度的相对稳定。如果入料稳定，正常用水量为如果入料稳定，正常用水量为3.54 m3/t，若入若入料被波动程度较大，用水量应加大到料被波动程度较大，用水量应加大到56 m3/t。2变换调节板位置变换调节板位置改变调节板位置，实际上是改变槽体内部通流区的断面大改变调节板位置，实际上是改变槽体内部通流区的断面大小，从而改变轻、重物料流之间的接触面积，以利于各密度小，从而改变轻、重物料流之间的接触面积，以利于各密度级物料朝着各自密度区运动，并改变轻、重产品的排卸量。级物料朝着各自密度区运动，并改变轻、重产品的排卸
31、量。一般而言，斜槽主要用排矸，为了减少煤的损失，操作中主一般而言，斜槽主要用排矸，为了减少煤的损失，操作中主要调节下调节板，以控制矸石排卸的质量和数量。要调节下调节板，以控制矸石排卸的质量和数量。总起来看，斜槽分选机的操作比较简单，在正常生产情总起来看，斜槽分选机的操作比较简单，在正常生产情况下，是需根据产品质量的变化情况，略加调节用水量或改况下，是需根据产品质量的变化情况，略加调节用水量或改变调节板位置。当矸石产品中带煤量较大时，可适当加大顶变调节板位置。当矸石产品中带煤量较大时，可适当加大顶水量或下调下调节板，减少矸石排放口，上提上调节板，扩水量或下调下调节板，减少矸石排放口，上提上调节板
32、，扩大轻产品排放口。减慢矸石排放速度，增加其它密度级物料大轻产品排放口。减慢矸石排放速度，增加其它密度级物料从中分离出来的机率。反之，如果精煤产品受污染过多，则从中分离出来的机率。反之，如果精煤产品受污染过多，则减少进水量或下调上调节板，上提下调节板，加速矸石排放减少进水量或下调上调节板，上提下调节板，加速矸石排放，防止重产物过多地进入精煤产品中去。，防止重产物过多地进入精煤产品中去。（四）分选效果（四）分选效果XSF500600型斜槽分选机分选粒度为型斜槽分选机分选粒度为800mm的劣质煤当的劣质煤当入料灰分为入料灰分为58%左右时，可获得灰分为左右时，可获得灰分为2328%的商品煤和灰分的
33、商品煤和灰分为为80%以上的矸石，处理能力每小时为以上的矸石，处理能力每小时为2045t。循环水量大，循环水量大，每小时达每小时达200320m3，不完善度不完善度I为为0.160.18。XSF400650型斜槽分选机分选粒度大于型斜槽分选机分选粒度大于20mm级原煤，入级原煤，入料灰分为料灰分为45%左右时，可获得灰分为左右时，可获得灰分为23%左右的商品煤和灰分左右的商品煤和灰分为为80%以上的矸石。分选效率相当高，特别是大于以上的矸石。分选效率相当高，特别是大于50mm级，数级，数量效率均在量效率均在95%左右，不完善度左右，不完善度I值为值为0.12左右。小颗粒的各项左右。小颗粒的各项
34、分选指标不如大颗粒的分选指标好，在小颗粒的矸石中，大于分选指标不如大颗粒的分选指标好，在小颗粒的矸石中，大于1.8g/cm3含量低于含量低于85%，跑煤较多，其质量有待进一步改善。，跑煤较多，其质量有待进一步改善。斜槽分选机是一种结构简单、操作维修方便、生产能力大斜槽分选机是一种结构简单、操作维修方便、生产能力大、无动力的选矸装置。具有投资少、收效快的特点。缺点是洗、无动力的选矸装置。具有投资少、收效快的特点。缺点是洗水用量较大，但对洗水要求不严格。它可广泛地使用于处理劣水用量较大，但对洗水要求不严格。它可广泛地使用于处理劣质煤、脏杂煤和代替人工拣矸，以充分回收、利用煤炭资源和质煤、脏杂煤和代
35、替人工拣矸，以充分回收、利用煤炭资源和提高煤炭质量。尤其适用于没有选煤厂的中、小型动力煤煤矿提高煤炭质量。尤其适用于没有选煤厂的中、小型动力煤煤矿和地方煤矿。和地方煤矿。第三节第三节 螺旋选矿螺旋选矿将一个窄的溜槽绕垂直轴线弯曲成螺旋状，便构将一个窄的溜槽绕垂直轴线弯曲成螺旋状，便构成螺旋选矿机或螺旋溜槽。螺旋选矿机最早（成螺旋选矿机或螺旋溜槽。螺旋选矿机最早（1941年年）由美国汉弗莱（）由美国汉弗莱（I.B.Humphreys）制成。故国外常称制成。故国外常称作汉弗莱分选机。螺旋溜槽出现较晚，大约是在六十作汉弗莱分选机。螺旋溜槽出现较晚，大约是在六十代末期开始在工业上使用。它与螺旋选矿机不
36、同之处代末期开始在工业上使用。它与螺旋选矿机不同之处是具有较宽和较平缓的槽底，因而适于处理更细粒级是具有较宽和较平缓的槽底，因而适于处理更细粒级的原料。矿浆在这两种设备上回转流动所具有的惯性的原料。矿浆在这两种设备上回转流动所具有的惯性离心加速度同重力加速度相比大约在同一数量级内，离心加速度同重力加速度相比大约在同一数量级内，均是影响选别的重要因素。我国近年来已研制回转运均是影响选别的重要因素。我国近年来已研制回转运动的螺旋溜槽，对某些矿石选别效果较好。动的螺旋溜槽，对某些矿石选别效果较好。一、一、螺旋选矿机螺旋选矿机螺旋选矿机的主体工作部件是一个螺旋形溜槽。螺旋选矿机的主体工作部件是一个螺旋
37、形溜槽。螺旋有螺旋有35圈，用支架垂直地安装起来，如图圈，用支架垂直地安装起来，如图2-6-4所所示。螺旋槽的断面为抛物线或椭圆形的一部分。槽底示。螺旋槽的断面为抛物线或椭圆形的一部分。槽底在纵向（沿矿流流动方向）和横向（径向）均有相当在纵向（沿矿流流动方向）和横向（径向）均有相当的倾斜度。矿浆自上部给入后，在沿槽流动过程中发的倾斜度。矿浆自上部给入后，在沿槽流动过程中发生分层。进入底层的重矿物颗粒趋于向槽的内缘运动生分层。进入底层的重矿物颗粒趋于向槽的内缘运动，轻矿物则在快速的回转运动中被甩向外缘。于是密，轻矿物则在快速的回转运动中被甩向外缘。于是密度不同的矿物即在槽的横向展开了分带。沿内缘
38、运动度不同的矿物即在槽的横向展开了分带。沿内缘运动的重矿物通过排料管排出。由最上方第的重矿物通过排料管排出。由最上方第12个排料管得个排料管得到的重产物质量最高，以下产物质量降低。在槽的内到的重产物质量最高，以下产物质量降低。在槽的内缘给入冲洗水，有助于提高精矿的质量。尾矿由槽的缘给入冲洗水，有助于提高精矿的质量。尾矿由槽的末端排出。末端排出。图图2-6-4 螺旋选矿机螺旋选矿机图图2-6-5 螺旋溜槽内上下层流运动轨迹螺旋溜槽内上下层流运动轨迹1给矿槽；给矿槽；2冲洗水导槽；冲洗水导槽；3螺旋槽；螺旋槽；实线实线上层液流运动轨迹；上层液流运动轨迹；4连接用法兰盘连接用法兰盘5尾矿槽；尾矿槽；
39、虚线一下层液流运动轨迹虚线一下层液流运动轨迹6机架；机架；7重矿物排出管；重矿物排出管；（一）螺旋选矿机的分选原理螺旋选矿机内，物料之所以得到分选，主要是由于受水流特性的螺旋选矿机内，物料之所以得到分选，主要是由于受水流特性的影响。影响。液流的流动特性。液流自上端进入槽体，沿螺旋槽向下作回转运动液流的流动特性。液流自上端进入槽体，沿螺旋槽向下作回转运动称为主流或纵向流。与此同时，液流又在横向作环流运动称为副流或横称为主流或纵向流。与此同时，液流又在横向作环流运动称为副流或横向环流。该两种运动的合成即为螺旋流。如图向环流。该两种运动的合成即为螺旋流。如图2-6-5所示。在螺旋槽上层所示。在螺旋槽
40、上层的液流既向上又向外便形成为上螺旋线，而下层的液流则既向下又向内的液流既向上又向外便形成为上螺旋线，而下层的液流则既向下又向内便成为下螺旋线。便成为下螺旋线。从槽的内侧至外侧，它的流膜厚度逐渐增大，流速也逐渐加大，液从槽的内侧至外侧，它的流膜厚度逐渐增大，流速也逐渐加大，液流由层液逐变为紊流。流由层液逐变为紊流。液流的厚度和流速主要决于螺旋槽断面形状。当横向倾角和螺距一液流的厚度和流速主要决于螺旋槽断面形状。当横向倾角和螺距一定时，增大流量，湿周向外扩展，使流膜厚度增大，流速亦加大即紊动定时，增大流量，湿周向外扩展，使流膜厚度增大，流速亦加大即紊动度增大，但是对内缘流动特性影响不大。该流动特
41、性使螺旋选矿机能够度增大，但是对内缘流动特性影响不大。该流动特性使螺旋选矿机能够在矿浆体积有较大变化时，对分选效果影响不大。在矿浆体积有较大变化时，对分选效果影响不大。矿粒在螺旋槽内分选主要受水流运动特性的影响。矿粒在螺旋槽内分选主要受水流运动特性的影响。不同密度的粒群在螺旋槽面除主要受流体动力的推动不同密度的粒群在螺旋槽面除主要受流体动力的推动外还受到重力，惯性离心力和摩擦力的作用。此外，外还受到重力，惯性离心力和摩擦力的作用。此外，还有横向环水中上层液流向外侧的动压力和下层液流还有横向环水中上层液流向外侧的动压力和下层液流向内侧的动压力以及环流的法向分速度与紊流的脉动向内侧的动压力以及环流
42、的法向分速度与紊流的脉动速度所形成的动压力。速度所形成的动压力。矿粒在螺旋槽内进行松散和分层的过程和一般弱矿粒在螺旋槽内进行松散和分层的过程和一般弱紊流中的作用是一样的，矿粒群在沿螺旋槽底运动过紊流中的作用是一样的，矿粒群在沿螺旋槽底运动过程中，重矿物颗粒逐渐转入下层，而轻矿物颗粒转入程中，重矿物颗粒逐渐转入下层，而轻矿物颗粒转入上层，大约经第一圈后就能基本完成，如图上层，大约经第一圈后就能基本完成，如图2-6-6。图图2-6-6 矿粒在螺旋槽面上的分层矿粒在螺旋槽面上的分层1 重矿物细颗粒；重矿物细颗粒；2重矿物粗颗粒；重矿物粗颗粒；3轻矿物细颗粒；轻矿物细颗粒；4轻矿物粗颗粒；轻矿物粗颗粒
43、；5矿泥矿泥分层后，即形成了以重产物为主的下部流动层和以轻产物为主的分层后，即形成了以重产物为主的下部流动层和以轻产物为主的上部流层。下层颗粒群密集度大，并与槽体接触，又受到上面的压力，上部流层。下层颗粒群密集度大，并与槽体接触，又受到上面的压力，因而，其运动阻力大。处在上部流动层的颗粒恰好相反，所以它们所因而，其运动阻力大。处在上部流动层的颗粒恰好相反，所以它们所受阻力较小。因此，增大了上、下流动层间的速度差，轻矿物颗粒位受阻力较小。因此，增大了上、下流动层间的速度差，轻矿物颗粒位于纵向流速高的上层液流中，因而派生出较大的惯性离心力，并同时于纵向流速高的上层液流中，因而派生出较大的惯性离心力
44、，并同时受到横向环流所给予的向外流体动压力，这两种力的合力大于颗粒的受到横向环流所给予的向外流体动压力，这两种力的合力大于颗粒的的重力分力和摩擦力，所以轻矿物颗粒向槽的外缘移动。重矿物颗粒的重力分力和摩擦力，所以轻矿物颗粒向槽的外缘移动。重矿物颗粒处于纵向流速较低的下层液流，因而具有较小的惯性离心力，其重力处于纵向流速较低的下层液流，因而具有较小的惯性离心力，其重力分力和横向环流所给予向内的流体动压力，这两项力也大于颗粒的惯分力和横向环流所给予向内的流体动压力，这两项力也大于颗粒的惯性离心力和摩擦力，所以推动重矿物颗粒富集于内缘。而悬浮在液流性离心力和摩擦力，所以推动重矿物颗粒富集于内缘。而悬
45、浮在液流中的矿泥被甩到了槽的最外缘，中间密度的连生体则占据着槽的中间中的矿泥被甩到了槽的最外缘，中间密度的连生体则占据着槽的中间带。矿粒在螺旋槽面上的分层如图带。矿粒在螺旋槽面上的分层如图2-6-7。图图2-6-7 矿粒在螺旋槽面上的分带矿粒在螺旋槽面上的分带1重矿物细颗粒；重矿物细颗粒；2重矿物粗颗粒；重矿物粗颗粒；3轻矿物细颗粒；轻矿物细颗粒；4轻矿物粗颗粒；轻矿物粗颗粒；5矿泥矿泥（二）影响螺旋选矿机工作的因素（二）影响螺旋选矿机工作的因素影响选别的因素包括结构因素和操作因素。前者影响选别的因素包括结构因素和操作因素。前者有螺旋直径、槽的横断面形状、螺距和螺旋圈数等；有螺旋直径、槽的横断
46、面形状、螺距和螺旋圈数等；后者有给矿体积、给矿浓度、冲洗水量以及矿石性质后者有给矿体积、给矿浓度、冲洗水量以及矿石性质等。等。螺旋的直径螺旋的直径D是代表螺旋选矿机规格并决定其它结是代表螺旋选矿机规格并决定其它结构参数的基本参数。研究表明，处理构参数的基本参数。研究表明，处理12毫米的粗粒级毫米的粗粒级原料，应当采用直径原料，应当采用直径1000毫米以上的螺旋；处理毫米以上的螺旋；处理10.074毫米的原料时，螺旋直径对选别影响不大。目毫米的原料时，螺旋直径对选别影响不大。目前常用螺旋选矿规格为直径前常用螺旋选矿规格为直径600毫米。毫米。螺距螺距h决定了螺旋的纵向倾角，因此影响了矿浆在决定了
47、螺旋的纵向倾角，因此影响了矿浆在槽内的流动速度与流膜厚度。选别细粒物料的螺距要大槽内的流动速度与流膜厚度。选别细粒物料的螺距要大于处理粗粒物料的螺距。工业型螺旋选矿机的螺距于处理粗粒物料的螺距。工业型螺旋选矿机的螺距（h/D）为为0.40.6。螺旋槽横断面形状与横向倾角。常用的断面形状见螺旋槽横断面形状与横向倾角。常用的断面形状见图图2-6-8。椭圆形断面用于矿砂的选别中，椭圆的水平半。椭圆形断面用于矿砂的选别中，椭圆的水平半径与垂直半径的比值（径与垂直半径的比值（B/A）为为2141，选别粒度，选别粒度大的用小比值，选别粒度小的用大比值。大的用小比值，选别粒度小的用大比值。螺旋槽圈数决于矿石
48、分层和分带所需运行的距离。螺旋槽圈数决于矿石分层和分带所需运行的距离。试验查明，水流由内缘运行到外缘行经的距离约为试验查明，水流由内缘运行到外缘行经的距离约为1圈圈半。但对矿粒来说则远大于此数，处理砂矿时螺旋槽有半。但对矿粒来说则远大于此数，处理砂矿时螺旋槽有4圈已足够用，处理难选的矿石则应增加到圈已足够用，处理难选的矿石则应增加到56圈。为了圈。为了增加单位面积的处理量，可将螺旋槽嵌套组装，用增加增加单位面积的处理量，可将螺旋槽嵌套组装，用增加头数的办法解决。头数的办法解决。图图2-6-8 常见的螺旋槽断面形状常见的螺旋槽断面形状（a）一椭圆形溜槽断面；一椭圆形溜槽断面；(b)一立方抛物线形
49、溜槽断面一立方抛物线形溜槽断面给矿浓度和洗涤水的影响：螺旋选矿机可有较宽的给矿浓度和洗涤水的影响：螺旋选矿机可有较宽的给矿浓度范围，在固体重量占给矿浓度范围，在固体重量占1035%时，对分选指标影时，对分选指标影响不大。而当浓度在适宜值时，给矿体积在较宽范围变响不大。而当浓度在适宜值时，给矿体积在较宽范围变化对选别指标影响也不大。化对选别指标影响也不大。由于受离心力作用常使槽的内缘矿粒脱水，为了改由于受离心力作用常使槽的内缘矿粒脱水，为了改善矿沿槽移动并提高精矿品位，常须在槽的内缘喷注冲善矿沿槽移动并提高精矿品位，常须在槽的内缘喷注冲洗水，以清洗混入精矿带的轻矿物颗粒。加入的水量视洗水，以清洗
50、混入精矿带的轻矿物颗粒。加入的水量视精矿质量要求与重矿物颗粒沿槽移动情况而定。精矿质量要求与重矿物颗粒沿槽移动情况而定。给矿性质：给矿粒度大小、矿石中轻、重矿物的密给矿性质：给矿粒度大小、矿石中轻、重矿物的密度差别、形状差别等都对选别有明显影响。这些是不能度差别、形状差别等都对选别有明显影响。这些是不能调节的因素，但在选用螺旋选矿机时，都是应该注意的调节的因素，但在选用螺旋选矿机时，都是应该注意的。（三）螺旋选矿机的应用螺旋选矿机具有结构简单、单位处理能力大（可达摇床螺旋选矿机具有结构简单、单位处理能力大（可达摇床的的10倍）、本身不需动力、操作维护简单等优点。缺点是机倍）、本身不需动力、操作
