固体物料分选学-溜槽分选.ppt

1 17 溜槽分选 借助于在斜槽中流动的水流进行物料分选的方法 根据处理矿石的粒度，溜槽可以分为： 粗粒溜槽 ：分选 23mm以上的物料，选煤时可以 达 100mm以上。 细粒溜槽 ：分选 -2mm的物料。 矿砂溜槽： 分选 20.074mm的物料。 矿泥溜槽： 分选 -0.074mm的物料。 溜槽的突出特点： 结构简单，生产费用低，操作 简便，特别适合处理高密度组分含量较低的矿石 2 17.2 粗粒溜槽的分选原理 分选过程： 垂直方向上的沉降： 粒度粗、密度大的颗粒 先沉到槽底， 单层分布 ；细小、低密度颗粒呈 悬浮状态。 沿槽底运动： 不同颗粒按运动速度不同分离 颗粒在槽底运动时受力包括： 颗粒在水中的有效重力 gdG 6 30 17.1 斜面水流的运动特性 （自学） 3 2v,2 v adx udR 水流的纵向推力 法向脉动速度的向上推力 22 imim udR 水流绕流产生的法向举力 Py 颗粒较粗、质量较大时 可忽略 颗粒与槽底的摩擦力 fNF 作用于颗粒上的平均水速 颗粒沿槽底的运动速度 4 yimx PRGffNRG c o ss in 00 s inc o svv 0v, fu ad 略去 法向脉动速度向上推力 Rim、法向举力 Py， 得到颗粒沿槽底运动的 速度公式 颗粒沿槽底等速运动时，平行槽底方向的 力平衡 ： v0 颗粒的自由沉降末速 5 颗粒沿槽底运动的 速度公式说明 ： a 颗粒的运动速度随水流平均速度增大而增大 b 颗粒的运动速度随颗粒的自由沉降末速的增 大而减小，颗粒的密度越大，自由沉降末速越 大，沿槽底的运动速度越慢。 c 颗粒的运动速度随摩擦系数的增大而减小， 因而：改变槽底的粗糙度可以改变溜槽的分选 指标。 s inc o svv 0v, fu ad 6 17.3 细粒溜槽的分选原理 细粒溜槽中： 物料呈 多层 分布，颗粒 先 在水流中 按密度分层， 再 按不同层的运动速度差分离。 17.3.1固体颗粒对液流流态的影响 由于矿物颗粒的存在， 矿浆的紊动程度明显小于 清水。 原因： a 固体颗粒的存在，使得一部分脉动速度的动能 转化成压能，用于平衡颗粒的重力。 b 固体颗粒的存在加大了矿浆的粘度，尤其是液 流的底部。 在溜槽类分选设备中，浆体的流态属于弱紊流。 7 17.3.2固体浓度及流速沿槽深的分布 固体浓度沿槽深的分布主要取决于 浆体浓度 和 颗粒的粒度组成 。 固体浓度分布： 沿槽深的分布是上稀下浓， 但随着浆体浓度的增大和颗粒粒度的减小而 趋于均匀。 流速分布： 由于固体颗粒的消紊作用，流速 沿深度的分布趋近于层流。 8 表流层： 颗粒呈悬浮状态， 决定设备的粒度回收下限。 悬移层： 初步分选和运输低 密度颗粒。大量固体颗粒悬 浮，大尺度旋涡使得中下层颗粒之间进行交换， 即高密度颗粒交换到下层，而低密度颗粒交换到 上层，经过一段时间的运行以后，悬移层中将主 要是低密度颗粒。 流变层： 主要是析离分层。不存在涡流扰动，固 体浓度很高，速度梯度很大，主要靠层间斥力维 持颗粒松散，发生析离分层 (同密度：上粗下细 )。 弱紊流浆体流结构 17.3.4 不同密度颗粒在细粒溜槽中的分层 9 析离分层后床层中颗粒的分布情况 沉积层： 高密度微细颗粒与槽底粘结，形成高 浓度的类似塑性体的流层，其厚度增大后会影 响正常的分层，所以应该经常清洗沉积层。 低密度 、粗颗粒 低密度 、细颗粒 高密度、 粗颗粒 高密度、 细颗粒 10 17.4 粗粒溜槽 演示 11 17.6 螺旋选矿机和螺旋溜槽 槽底在纵向、横向均有 一定的倾斜度 螺旋选矿机： 螺旋槽内表 面呈椭圆形，螺旋槽内缘 开有精矿排出孔。 螺旋溜槽： 内表面呈抛物 线形，产物都从底端排出 具有较宽和较平缓的槽 底，适宜处理更细的物料 溜槽绕垂直轴线弯曲成螺旋状。 3-5圈螺旋槽 12 13 17.6.1 分选原理 液流一方面在重力的作用下 作 回旋运动 （主运动），另 一方面，在离心力的作用下 在横向作环流运动称为 横向 二次环流 （副流）。 形成 螺旋流： 上层向下向 外，下层向下向内流动。 在相对水深 h/H=0.57处为 分界点。 14 物料分选包括 分层 和 分带 2个阶段。 分层： 约经过一圈完成。分层结果： 高密度细颗粒 高密度粗颗粒 低密度细颗粒 低密度粗颗粒 特别微细的颗粒 15 分带： 分层后的不同密度颗粒，由于受到的流 体动压力和摩擦力的不同而造成。 上层低密度颗粒： 受到的水流推力大，由于不 和槽底接触，受到的摩擦力较小 纵向速度 大 离心力大 移向外缘； 横向二次环流 方向指向外缘。 下层高密度颗粒： 与槽底直接接触，颗粒密 集 摩擦力大，离心力小，二次环流方向指 向內缘。 低密度颗粒逐渐外移，高密度颗粒逐渐内移， 从而使颗粒在螺旋槽的断面上展开成带，大约 3-4圈完成。 16 高 密 度 细 颗 粒 高 密 度 粗 颗 粒 低 密 度 细 颗 粒 低 密 度 粗 颗 粒 特 别 微 细 的 颗 粒 17 17.6.2 影响因素 a 螺旋直径 D，处理粗颗粒矿石时，螺旋直径 应该大一些，反之则应该小一些。 b 螺距 h，决定螺旋槽的纵向倾角，处理细物 料的螺距一般比粗物料大。 c 螺旋槽横断面形状 ，处理 20.2mm的物料， 断面采用长短轴比值为 2:14:1的椭圆，处理 -0.2mm的物料，断面采用立方抛物线。 螺旋溜槽 具有较宽和较平缓的槽底，适宜处理 更细的物料。 18 d 螺旋圈数， 难处理物料可以增加螺旋圈数。 e 给料的浓度和给料量 ，采用椭圆曲线处理 20.2mm物料，固体质量分数 1035%，采用 立方抛物线处理 -0.2mm物料，固体质量分数 30-40%。精选作业给料浓度 4060%。 给料浓度适宜时，给料量对指标影响不大。 f 冲洗水量 ，采用椭圆曲线形槽底时，常在内 缘喷冲洗水提高高密度产物质量，采用立方抛 物线槽底时不加冲洗水。 19 g 产物排出方式 ，采用椭圆曲线槽底的螺 旋分选机，通过螺旋槽内侧的开孔排出高 密度产物，在螺旋槽的末端排出中间产物 和低密度产物，采用立方抛物线槽底的螺 旋分选机在螺旋槽的末端排出三种产物。 h 给料性质 ，包括给料的粒度、低密度组 分和高密度组分的密度差、高密度组分的 含量等。