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螺旋分選機
鎖定
螺旋分選機是一種依靠液流特性,在重力和離心力的作用下實現不同密度礦物分離的分選設備。 自上世紀90年代初螺旋分選機開始應用於選煤業,用於分選3~0.15mm級粗煤泥。在美國和澳大利亞等產煤國,螺旋分選機已經得到普遍應用。
- 中文名
- 螺旋分選機
- 外文名
- Spiral welder
- 學 科
- 冶金工程
- 領 域
- 冶煉
- 作 用
- 分選3~0.15mm級粗煤泥
- 始 於
- 上世紀90年代
目錄
螺旋分選機簡介
螺旋分選機是近代用於分選煤泥的一種較好設備,它具有結構簡單、分選效率較高、無噪音、無轉動部件、無動力、維修量極少、使用期限較長等優點。現在日益受到選煤和環境保護界人士的重視並已開始運用於我國選煤生產。
物料在螺旋分選機內基本是在軸向液流和徑向液流的複雜作用下對輕重礦物按密度進行分選。在螺旋槽內重礦物在內緣聚集,輕礦物在外緣聚集。輕重物料產品在末端分別截取。分選效果除了與礦物本身性質有關外,與螺旋分選機的結構參數:傾角、螺距、直徑、斷面形狀等也有直接關係。
螺旋分選機工作原理和特性
入料自螺旋分選機上端給入,沿螺旋槽做迴轉運動。液流在螺旋槽的迴轉運動過程中,沿槽的內側至外側,水層密度逐漸增大,矸石等重產物逐漸移入下層,煤等輕礦物浮於液流上層,形成了以重產物為主的下部流動層和以輕產物為主的上部流動層。顆粒羣實現分層後,由於重產物位於下層,與槽體接觸,又受到上層液流的壓力,運動阻力加大,與輕產物形成一個速度差。輕產物受到螺旋液流的作用向槽的外緣運動,重產物在重力、流體動壓力、摩擦力和慣性離心力的作用下向槽的內緣運動,中間密度物料則佔據中間帶。在螺旋分選機的底部,輕、重產物分別由不同的溜槽收集,從而實現輕重產物的分離
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螺旋分選機縱向傾角
縱向傾角反映了螺距和螺旋直徑的大小,螺旋槽的縱向傾角在槽面不同半徑處並不一樣,且隨半徑的減小而增大。以螺距與螺旋最大直徑之比來表示螺旋的這一結構特徵。由顆粒在縱斷面上的受力分析可知,顆粒在運動速度隨螺旋槽的縱向傾角增大而增大。礦粒受力平衡時,呈懸浮運動的縱向速度。
這時,可認為顆粒的運動是在水力作用下發生的,重力因素變得很小,顯然,對於依據密度差分選穩定性,以及在槽中有足夠的滯留時間,以便分層分帶,也不能太大。筆者經試驗研究後認為,外緣縱向傾角選取7-10°,螺距與直徑之比為0.4-0.5適宜。
螺旋分選機橫向傾角
根據顆粒在橫斷面上的受力分析,顆粒在此斷面上運動速度隨橫向傾角的增大而增大。對於入選高密度原煤,應選用比較大的橫向傾角,這樣能選出部分低灰精煤。所以同樣密度的較重物料,在螺旋槽中分選,高密度物料可能混雜到精煤中去,使最終出不了合格的低灰精煤;若入選低灰原煤或精煤再選,應選用較小的橫向傾角,這樣能提高精煤產率。
因此,更確切地説,對高灰入料,欲出低灰精煤,宜選用小縱向傾角大橫向傾角,具體數值範圍還受橫斷面曲線形狀的影響,需綜合考慮,由試驗確定。
螺旋分選機螺旋分選機螺旋槽底面形狀
螺旋分選機的螺旋槽底面形狀會對水流流態產生一定影響。對它的要求是粒羣容易鬆動,但要平穩。為此我們試驗3種螺旋槽底(刻槽、來複條、光面),試驗表明,刻槽螺旋槽底和來複條螺旋槽底易對礦羣產生翻滾,水躍現象比較嚴重,尤其是具有來複條螺旋槽底面形狀更為顯著,產生過強的水躍現象,使已分層的礦物又被打亂,不利用粒羣按密度分層,光面底面形狀就比較好。螺旋槽底面形狀上下要求一致,否則將會產生高度紊流流態,不利於析離分層
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螺旋分選機螺旋槽長度和圈數
螺旋槽的長度由圈數和直徑共同決定,在同樣的長度下,增加圈數比增加直徑可收到更好的分選效果。通常,對易選煤選取4-5圈已足夠。對於我國的難選煤,選用6圈比較合適,通過對直徑相同圈數不同的螺旋分選機分選1-0mm級煤泥進行試驗,試驗表明,以6圈的分選效果為佳。在其他條件相同時,它具有相同的降灰比,而精煤產率高、灰分低;尾煤灰分高、效率亦高的結果。另外,螺旋直徑增大,幹煤泥處理量加大,但分選下限提高。
螺旋分選機螺旋分選機旋轉速度、正反方向等試驗
螺旋分選機的旋轉速度及方向可改變水層厚度及流態,直接影響粒羣在螺旋槽內的運動規律。為此,我們對螺旋分選機轉速從8-40r/min和不同旋轉方向均作了試驗(水流為順時針)。試驗證明:逆時針方向旋轉可使水層加厚(左手定則),而順時針方向旋轉卻使水層減薄。因此,螺旋分選機旋轉速度及旋轉方向不同,可使螺旋槽內水層厚度增、減約一倍。但是流態也相應發生較大變化,尤其是在較高速逆時針方向旋轉更為明顯。此時螺旋槽內液流運動流態呈疊加形式,水流沿螺旋槽內橫斷面分佈寬度變窄,相應的輕、重礦物分離帶也變窄。這樣就影響輕、重礦物分別截取精度。如果螺旋分選機呈順時針方向旋轉,此時水層相應減薄,粗顆粒物體易沉澱在槽底,不能達到分選目的。