水力分級箱

水力分級箱是根據顆粒在運動介質中的沉降速度的不同，將粒度範圍寬的混合粒羣，分為若干粒度範圍窄的粒羣。 ^[1] 

水力分級箱的工作過程，礦粒的基本運動形態是沉降。例如在上升介質流中，若礦粒的沉降速度等於上升水流速度時，這部分礦粒將呈懸浮狀態。這也是礦粒處於上浮或下沉的臨界狀態，這種礦粒的粒度稱為臨界粒度或分離粒度。沉降速度小於上升水流速度的礦粒將被水流衝出，成為溢流；沉降速度大於上升水流速度的礦粒將下沉，成為沉砂。

選礦廠常用的水力分級箱有機械攪拌式水力分級箱、圓錐分級箱、雲錫式分級箱和篩板式槽型水力分級箱。

1、機械攪拌式水力分級箱

它屬於上升水流乾涉沉降水力分級箱的類型。其結構如圖1。分級箱由四個角錐形分級箱依次連接，安裝成階梯形。

由於四個角錐箱的橫截面積是依次增大的，故形成的上升水流速度依次減小。角錐箱下部有攪拌室，礦漿在其中形成干涉沉降條件。帶有玻璃觀察窗的分級室與攪拌室緊密相連，該處的橫截面積最小，礦粒受到最後分級。高壓水可切向給入渦流箱，形成穩定的上升水。緩衝箱起緩衝作用，避免在連續排礦過程中產生向下急流而破壞分級過程。提升杆下端有控制排礦的錐形閥 蝸輪傳動機構 帶動攪拌器 轉動，蝸輪上的凸輪可週期地提起提升杆 ，使錐形閥打開，排出沉砂。

當礦漿給入上部第一室角錐箱後，由於受到最大速度上升水流的作用，分離出沉降速度最大的顆粒，其餘的礦漿流至下一室。在角錐箱得到初步分級的粗顆粒，於下沉過程中，將在分級室 中受到了強烈上升水流的沖洗，再次分級、脱泥。第二室的上升水速小於第一室，依次分離出沉降速度比第一室小的顆粒。如此進行，在各室可得到不同粒級的沉砂產品。在最後一室仍不能沉降的顆粒，隨溢流排出。

這種分級箱沉砂含泥量少、省水、沉砂濃度大，常用在鎢礦選礦廠，作為搖牀選分前物料分級。其適宜的分級粒度小於 ，對小於 粒級分級效果較差。它的缺點是構造較複雜，配置和操作不便，需要機械動力。

2、圓錐分級箱

按處理物料粒度的不同，圓錐分級箱可分為礦砂式和礦泥式兩種。礦泥圓錐分級箱又叫濃泥鬥或泥錐，主要用於處理0.15mm以下的物料；礦砂圓錐分級箱又叫砂錐，用來處理大於0.15mm的物料。

濃泥鬥是選礦廠常見的脱水、脱泥設備。其結構如圖2。其主體是一個倒立的圓錐體。上部連接一個短柱體，中心有一給礦管，給礦管下部插入液麪。

礦漿經給礦管進入濃泥鬥，形成上升和水平流。粗粒沉至錐體下部，經沉砂口排出；溢流攜帶細粒從圓錐上部的環形溢流槽流出。濃泥鬥錐體角度一般為55°~60° 。錐角太大，影響沉砂排出；錐角太小，設備高度太大。濃泥鬥規格用錐底直徑表示。濃泥鬥錐體下部設有高壓水管，以備沉砂口堵塞時沖洗積砂用。濃泥鬥主要用在使用水力分級箱前對原礦進行脱泥，藉以提高分級效率，也安裝在磨礦設備前進行礦石的濃縮、脱水，以提高磨礦機的給礦濃度。還可用在各種礦泥選別設備前控制給礦濃度和礦量。 ^[2] 

3、雲錫式分級箱

雲錫式分級箱結構如圖3所示。其外形呈倒立的錐體，底部的一側設有壓力水管，另一側有沉砂排出管。分級箱常為個，串聯工作。中間用礦漿運輸流槽連接起來。箱的上表面有五種規格（寬×長 ）200×800、300×800、400×800、600×800、800×800。主體箱高約為1000mm，各分級箱安裝時由小到大排列。沉砂則由粗到細排出。

為了減小礦漿流入分級箱內引起攪動，並使上升液流均勻分佈，在箱的上表面約垂直於礦漿流動方向安有一組阻砂條 。各阻砂條之間縫隙約10mm。從礦漿流中沉落的礦粒經過阻砂條間的縫隙時，受到上升水流的沖洗，細顆粒被帶出到下一個分級箱中。粗顆粒在箱內繼續下降，按干涉沉降規律分層。底層粗粒級由沉砂口排出。每個箱的阻砂條間縫隙寬和深度沿流動方向逐漸增大。沉砂的排出量用手輪旋轉砂芯（錐形閥）調節。給水壓力應穩定在3kg/cm²左右。用閥門控制水的流量，自首箱至末箱依次減小。

分級箱通常一對一地配置在搖牀上方，用管道與搖牀相連。這樣分級箱同時承擔着分配礦量的任務。沉砂不僅在粒度上，而且在數量上和濃度均應適合於搖牀分選的要求。這種分級箱的優點是：結構簡單、易於製造、不耗機械動力、佔用的空間高度小、可與搖牀配置在同一台階上、便於操作。缺點是：耗水量較大礦石）、阻砂條間縫隙易發生堵塞、礦漿在箱內攪動大，導致分級效率低。 ^[2] 

4、篩板式槽型水力分級箱

這種分級箱又稱丹佛型水力分級箱，是利用篩板造成干涉沉降條件的設備，如圖4。機體外形為一角錐形箱，箱內用垂直隔板分成4~8個分級室。每個室的斷面積為200×200mm，在距室底一定高度處設置篩板。篩板上鑽有 36~72個直徑為3~5mm的篩孔。壓力水由篩板下方給入，經篩孔向上流動。在篩板上方懸浮着礦粒羣，進行干涉沉降分層。粗顆粒通過篩板中心孔排出，排出量用錐形塞控制。

礦漿由一側給入，依次進到各室中，各室的上升水速逐漸減小。由此得出由粗到細的各級產物。分級室內上升水速分佈是否均勻，對分級效果有重要影響。

該機優點：構造簡單、不需用機械動力、高度較小、便於配置。缺點是：沉砂濃度和分級效率均較低。這種分級箱在我國中、小型鎢礦選礦廠應用較多。 ^[2]