高堰式螺旋分级机的溢流堰比下端轴承高,但低于下端螺旋的上边缘 。它适合于分离出0.15~0.20mm的粒级,通常用在第一段磨矿,与磨矿机相配合 。沉没式的下端螺旋有4~5圈全部浸在矿浆中,分级面积大,利于分出小于0.15mm的粒级,常用在第二段磨矿与磨机构成机组 。低堰式的溢流堰低于下端轴承的中心,液面很小,受搅动作用大,主要用于含泥矿石的洗矿 。
图1-29 Ф2400浸入式双螺旋分级机(据胡岳华等,2006)单位:mm
螺旋分级机构造简单,工作平稳,操作方便,返砂含水量低,易于与球磨机自流联结,因此常被采用 。它的缺点是,下端轴承易磨损和占地面积大等,因此有被水力旋流器取代的趋势 。
2.水力分级机
(1)水力旋流器
水力旋流器其上部是一个中空的圆柱体,下部是一个与圆柱体相通的倒锥体,二者组成水力旋流器的工作筒体 。圆柱形筒体上端切向装有给矿管,顶部装有溢流管及溢流导管 。在圆锥形筒体底部有沉砂口 。各部分之间用法兰盘及螺钉连接 。给矿口、筒体和沉砂口通常衬有橡胶、聚氨酯或辉绿岩铸石,以便减少磨损并在磨损后更换 。其结构见图1-30 。沉砂口还可以制成可调的,根据需要调节其大小 。小型水力旋流器还可完全由聚氨酯制成 。矿浆以49~245kPa的压力,5~12m/s的高速从给矿管按切线方向进入圆柱形筒体,随即绕轴线高速旋转,产生很大的离心力,形成一个旋涡 。矿浆中粒度和密度不同的颗粒,由于受到的离心力不同,所以它们在旋流器中的运动速度、加速度及方向也各不相同,粗而重的颗粒受的离心力大,被抛向筒壁,按螺旋线轨迹下旋到底部,作为沉砂从沉砂口排出 。细而轻的颗粒受的离心力小,被带到中心,在锥形筒体中心形成内螺旋矿流向上运动,作为溢流从溢流管排出 。水力旋流器的分离粒度范围一般为0.3~0.01mm 。
图1-30 水力旋流器结构示意图
与水力旋流器有关的参数很多,而且往往相互关联,相互制约,不易调整和控制,这也是它在我国难以广泛应用的重要原因 。
水力旋流器可用作高岭土、石英、长石等非金属矿的分级或脱泥,用作分级设备时,主要用来与磨机组成磨矿-分级系统 。
水力旋流器的优点是:构造简单,没有运动部件;设备费用低,维护方便,占地面积小、基建费用少;单位容积处理能力大;分级粒度细,最终可达10μm以下;分级效率较高,最高可达80%左右;矿浆在旋流器中滞留的量和时间少,停机时容易处理 。其缺点是:给矿砂泵的动力消耗大且磨损快;给料口和沉砂口容易磨损;给矿浓度、粒度、黏度和压力的微小波动对工作指标有很大影响 。
(2)槽形分级机
槽形分级机根据沉降条件不同分为自由沉降和干涉沉降两种 。
自由沉降槽形水力分级机俗称分级箱,早在50年代就已在我国各锡矿选厂得到广泛应用 。其结构主要由倾斜的箱体,阻砂条和底阀组成 。其工作过程是:矿浆由箱体上部矩形溜槽一端给入,细粒物料从溜槽另一端溢出,粗粒物料则经阻砂条沉入角锥形分级室,由底阀的排矿口排出 。高压水从底阀进水口给入,形成起分级作用的上升水流 。排矿口直径可根据沉砂粒度大小制成不同的尺寸,排矿量可用手轮调节 。优点是:构造简单、工作可靠、维修方便、无动力消耗;缺点是:分级效率低,一般为25%~50% 。它适用于处理粒度较小和含泥量较多的物料,适宜分级粒度为2~0.074mm,小于0.074mm的物料则分级效果差,给矿浓度宜为18%~25% 。
干涉沉降槽形水力分级机结构见图1-31 。主要由一个梯形槽,4个角锥形箱体及带有叶片的搅拌器、传动装置以及分级排矿装置组成 。4个箱体从给矿端到溢流端逐个增大,呈阶梯形配置 。各箱体底部的分级装置包括搅拌室、分级室和压力水室 。在分级装置下部有接收分级产品的受料器 。各室箱内的垂直空心轴下部装有叶片搅拌器 。由涡轮传动空心轴,使搅拌器以约1.5r/min的速度回转,防止产生旋涡和矿砂沉积 。
图1-31 干涉沉降水力分级机结构示意图
空心轴内有杆穿过,杆的下端固定有锥形阀,杆的上端悬挂在涡轮上侧的凸轮机构上 。当涡轮转动时,与其相连的凸轮机构带动杆上下运动,以启闭锥形阀进行定期排矿,由此保证排出较浓的产品,降低水耗,防止堵塞 。砂先集中在受料器中,然后经卸料口排出 。通过调节卸料口的大小及气门可控制排矿量 。
这种分级机通常有2~5个分级箱,给料粒度一般为2~3mm,最大超过6mm,溢流粒度约为0.25~1mm 。给矿浓度约为25%,溢流浓度约10%~15%,沉砂浓度可达50% 。平均处理能力为10~25t/h 。
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