螺旋溜槽是一種較新型的重力選礦設備，近年來用于選別細粒浸染的弱磁性鐵礦取得了良好效果。其主要特點是：設備結構簡單，造價低;空間利用率高，占地面積小;無運轉部件，不需動力，能耗低;操作、維修方便;作業(yè)率和生產(chǎn)率高;處理粒度范圍較寬(0.02～0.3mm)。因此，在弱磁性鐵礦選廠中已廣泛應用。

　　A 構造

　　螺旋溜槽主要由分礦器、給礦槽、螺旋槽、截礦槽、接礦斗和槽支架等6個部分組成。規(guī)格有ф1200，ф6900，ф600，ф400等數(shù)種，工業(yè)生產(chǎn)用ф王200×720mm5節(jié)4頭玻璃鋼螺旋溜槽的結構示于圖1。

　　a 分礦器

　　分礦器是螺旋溜槽的礦漿分配裝置，位于螺旋槽的最上部。分礦器有自轉式和固定式兩種。前者是借助給礦管排出礦漿流的反作用力，推動分礦筒旋轉，把礦漿均勻地分配到四流導槽中;后者為固定式網(wǎng)管分配器，借助筒內(nèi)礦漿的正壓力，從周邊4個排出管均勻分配礦漿至給礦槽中。固定式分礦器結構簡單，無運轉部件，堵塞一管其余各管可照常工作，因此定型設計采用了這種礦漿分配裝置。

　　b 給礦槽

　　給礦槽位于分礦器和螺旋槽之間，其作用是將分礦槽來的礦漿經(jīng)緩沖、穩(wěn)定后，均勻而緩慢地沿著凸舌式給礦堰板給入螺旋槽內(nèi)。給礦槽的寬度要適宜，否則會影響分選效果。定型設計采用的給礦槽寬度為200mm，約為螺旋槽寬度的2/5。

　　c 螺旋槽

　　螺旋槽是螺旋溜槽的主體部件，礦物的分選過程是在螺旋槽內(nèi)完成的。螺旋槽的斷面輪廓線為一立方拋物線，方程式為x=ay2坐標圖形如圖2(a)所示;橫斷面輪廓如圖2(b)所示。

　　螺旋槽不是一個整體結構，而是由許多螺旋片用螺栓互相連接起來的。螺旋片是由玻璃纖維增強塑料即稱的玻璃鋼制成。玻璃鋼具有重量輕、強度高、耐腐蝕、成型簡便等特點。ф1200mm溜槽的螺旋片厚度為5mm，每片重12kg，約為同樣尺寸鋼制螺旋片重量的1/5。通常為了提高螺旋槽的使用性能和壽命，在其內(nèi)表面涂以耐磨的聚胺脂或摻有金剛砂的環(huán)氧樹脂，有的在加工螺旋片的同時，在表面層采用含輝綠沿巖粉的耐磨層。

　　d 截礦槽

　　截礦槽接在螺旋槽下部的排礦端。經(jīng)螺旋槽分選后的礦漿，在排礦端形成品位高低不同的礦帶，通過截礦槽時被截取為不同品位的產(chǎn)品。隨著螺旋溜槽作業(yè)條件的變化，礦物分帶的情況也會隨之改變，因此要求截礦槽能靈活地調(diào)整截礦寬度。為滿足這一要求而設計的截礦槽主要有3種：閥塊式、刮板式和斜板式。其中閥塊式是以三角閥塊作為截取寬度調(diào)節(jié)件，使用時靈活可靠、操作方便，為定型設計所采用。

　　e 接礦斗

　　接礦斗是一個同心環(huán)形筒，可以將4個截礦槽截取的不同品位流，按類別匯集在一起導送至下一作業(yè)。接礦斗的槽底坡度應大于25%，以保證不同品位、濃度、密度的礦漿順利排出。

　　f 槽支架

　　溜槽支架指螺旋槽四周的支柱和上部的十字型架，支柱用槽鋼以保證有足夠的強度。上部的十字型架既起到支承分礦器的作用，又使4根槽支柱定位。

　　B 螺旋溜槽的分選原理與分選過程

　　螺旋溜槽是利用輕、重礦粒在沿螺旋斜面向下水流中所受的重力、慣性離心力、水流作用力和槽面磨擦力等不同而進行反選的。礦漿流在螺旋槽面上的運動是比較復雜的，總的來說是產(chǎn)生兩個方向的運動。一是繞螺旋槽垂直軸線捷轉的、沿槽面向下的縱向流，稱為主流;另一個是繞礦流自身某一平衡層旋轉的橫向流，稱為橫向環(huán)流或副流?？v向流上層流速大，下層流速小;橫向環(huán)流上層向槽外緣，下層向槽內(nèi)緣。螺旋槽內(nèi)液流的分布情況示與圖3。

　　給到螺旋槽面上的可礦粒，在縱向主流和橫向環(huán)流的綜合作用下，由于密度、粒度、形狀等的不同，而產(chǎn)生了沿螺旋槽縱向和橫向運動速度的差異，向槽底沉降的早，晚和快、慢也不一樣，因而產(chǎn)生了礦粒按密度和粒度的分層現(xiàn)象。分層是分選過程的第一階段，在螺旋槽的第一圈后即基本完成。分層以后，輕礦粒在上層，受速度較大的縱向主流和方向超外緣為橫向環(huán)流作用，沿擴展螺旋線逐步流向槽外緣;而處于下層的重礦粒受縱向主流的作用較小，在重力和方向朝內(nèi)緣的橫向環(huán)流推動下，逐漸沿著收斂的螺旋線移向內(nèi)緣。這樣就使已分層的礦粒又產(chǎn)生了分帶。分帶是分選過程的第二個階段，一般需經(jīng)過3～5圈才能完成。經(jīng)過以上兩個階段后，截礦槽和接礦斗把不同品位的分選產(chǎn)物排出溜槽，選別過程即行結束。

　　用ф1200mm螺旋溜槽選別原礦品位27%、粒度小于74μm占63%的鐵礦石，測定所得的不同品位礦粒沿螺旋槽橫截面的分布規(guī)律如圖4所示。其結果可以看出，靠螺旋槽內(nèi)側的品位最高，距內(nèi)緣300～400mm槽寬處礦粒品位最低，槽外緣出由于積聚了一定量的細粒高品位礦粒，使平均品位又略有回升。沿螺旋槽截面的顆粒粒度分布規(guī)律是：在正常給礦條件下，70%以上的礦粒集中于螺旋槽的中部;約20%的礦粒位于槽內(nèi)緣;不到10%的細礦?？拷饩?。

　　C 影響螺旋溜槽分選的因素

　　影響螺旋溜槽分選過程的因素很多，如入選礦石的性質(zhì)，操作過程的工藝參數(shù)以及螺旋溜槽本身的結構參數(shù)和性能等，對選別效果有不同程度的影響。

　　a 溜槽結構參數(shù)的影響

　　螺旋槽直徑 螺旋溜槽的處理能力大體上與螺旋槽外徑的平方成正比。大直徑溜槽的礦流體積和流速比小直徑溜槽的大，因此單位時間的處理能力高。另外，螺旋槽直徑不同對各粒級礦物的回收率也不一樣。用3種外徑不同而其他參數(shù)相似的螺旋溜槽對齊大山礦石所做的對比試驗表明，當給礦粒度-74μm為60%、原礦含鐵品位28～29%、給礦濃度為30%時，對于+100μm粒級，ф1200mm和ф600ram螺旋溜槽的回收率大致相同，ф400mm的回收率略低些;對于40～100μm粒級，ф1200mm和ф600mm翻溜槽的回收率也基本相同，而ф400mm的回收率略高些;對于-40μm粒級，ф600mm和ф400mm溜槽相當，而ф1200mm溜槽卻明顯降低。一般的規(guī)律是螺旋溜槽直徑越小，回收粒度的下限也越小。

　　縱向傾角 縱向傾角沿槽體的槽截面是變化的，內(nèi)緣大、外緣小?？v向傾角愈大，礦漿流速愈快，物料所受的離心力也就愈大。選別細粒物料時宜采用小傾角，選別粗粒物料是時宜采用大傾角。為使礦漿順行并取得較好的選別指標，要求選擇適宜的縱向傾角?？v向傾角的大小，通常用P和外徑D之比即距徑比來表示。對不同粒度鐵礦石的選別試驗表明，當入選物料較細時，采用較小的P/D值選別指標較好，但當P/D<0.3時，礦漿在槽面上不能順利流動，槽內(nèi)側出現(xiàn)沉積現(xiàn)象。選別微細粒物料時，P/D選0.4左右為宜;選別普通細粒物料時，P/D選0.6為宜，目前工業(yè)上采用的ф1200mm螺旋溜槽的螺距P=720mm，P/D=0.6。

　　橫向傾角 螺旋槽斷面曲線的切線與水品軸的交角稱為橫向傾角。橫向傾角對礦流在槽面上的分布有很大影響。橫向傾角大，水流深度亦大，選別細粒礦石時宜采用小橫向傾角。斷面曲線上各處的橫向傾角是變化的，外緣大，內(nèi)緣小。為便于表示橫向傾角的大小，通常利用橫向下斜角γ來表示。橫向下斜角是螺旋槽斷面上內(nèi)緣與外緣間的連線和水平軸之間的交角。工業(yè)用ф1200mm螺旋溜槽定型設計采用橫向下斜角γ=9°。

　　螺旋槽的圈數(shù) 螺旋槽的圈數(shù)決定了選別距離的長短，這應根據(jù)入選物料的性質(zhì)和對作業(yè)指標的要求來確定，一般入選物料中目的礦物與脈石礦物較難分離時，應選用較多的圈數(shù)。工業(yè)上采用的多為4～6圈。通常以能滿足選別要求為準，圈數(shù)不宜過多，因為圈數(shù)多，整個螺旋溜槽的高度就要增加，占據(jù)的空間大，給設備配置和礦漿輸送帶來困難。工業(yè)用ф1200mm螺旋溜槽定型設計采用5圈。

　　溜槽內(nèi)表面 溜槽內(nèi)表面要求平整，均勻，有一定的耐磨性能，避免出現(xiàn)拉溝、變形、破損等情況。故通常在玻璃鋼螺旋溜槽的內(nèi)表面，涂以聚胺脂耐磨橡膠和環(huán)氧樹脂加金剛砂或輝綠巖粉等。粗糙程度對選別指標影響不大。

　　b 工藝參數(shù)的影響

　　給礦體積 給礦體積的大小，直接影響礦流的厚度和速度。選別粗粒物料時給礦體積宜大，選別細粒物料時給礦體積宜小。粗選時給礦體積宜大，精選時給礦體積宜小。選別赤鐵礦的生產(chǎn)實踐說明，隨著給礦體積的增加，尾礦品位升高，精礦品位也稍有升高，金屬回收率下降。在正常給礦濃度下，工業(yè)用ф1200mm螺旋溜槽的給礦體積為180～220L/min.

　　給礦濃度 給礦濃度過大，會增加礦漿粘度，使礦層松散不好，粒子沉降受阻，影響分層效果及礦粒沿槽面的移動速度，精礦品位和回收率下降。而給礦濃度過小，不僅降低了溜槽的處理能力，也使礦物料層變薄，不具備按密度分層、分帶的條件，又會使礦漿流速增大，重選物來不及分層、沉降便被排出，造成尾礦品位升高、回收率下降，不過，螺旋溜槽對選別濃度的變化不敏感，在較寬的濃度范圍內(nèi)，對選別指標的影響不明顯。

　　適宜的給礦濃度還與入選物料的性質(zhì)有關，如選別弓長嶺嶺東礦石時，粗選作業(yè)的適宜給礦濃度為38～46%;精選作業(yè)的適宜給礦濃度為50～60%。當選別重礦物含量較低的南芬磁選尾礦(含鐵品位8～10%)時，適宜的給礦濃度為25～35%。一般說來，在不影響選別指標的情況下，宜盡量選用較高的給礦濃度，這樣可提高溜槽的處理能力，并減小濃縮作業(yè)的負荷。

　　c 礦石性質(zhì)的影響

　　給礦粒度 螺旋溜槽的有效分選粒級是74～20μm，不同直徑溜槽的適宜處理粒級也不同，當選別鐵礦石時，ф400mm和ф600mm螺旋溜槽處理的粒度下限為20μm;ф1200mm螺旋溜槽的選別粒度下限為30/μm。為獲得較好的選別效果，螺旋溜槽同所有其他重選設備一樣，要求入選物料有較窄的粒度范圍。因此，入選前對物料進行脫泥和分級將是十分重要的。

　　顆粒形狀 入選的礦物顆粒呈圓形、多角形、片狀或不規(guī)則形狀時，在礦流中的運動狀態(tài)是極不相同的。近似于圓形的礦粒較片狀或菱形礦粒的運動速度為快，因此脈石礦物呈圓形而重礦物呈片狀或不規(guī)則形狀時，對分選是十分有利的。

　　礦物密度 入選礦石中目的礦物與脈石礦物的密度差越大越有利于選分。評價入選礦石分選的難易程式，可以用下列公式來判定：

　　式中 δ——目的礦物密度;

　　δ——脈石礦物密度。

　　當M>1時，物料可以進行分選;M=0.75～1時，分選效果較差;如果M<0.75時，基本上不能分選。