CN101450334A - 复合螺旋溜槽及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效重选设备复合螺旋溜槽的改进及应用，其结构是：以原螺旋溜槽为基底，覆盖一层高分子材料，在给矿口向下一圈半处开接矿口，安装截矿器；在叶片上沿径向安装2～3mm高的来复条，并与径向成15°夹角；在内径处安装补加水管，强化精矿带的清洗作用和补充矿浆水量因离心力作用而产生的内侧水量不足现象。在实际生产应用中，解决了原螺旋溜槽的缺点，富集比高(2～3倍)、尾矿品位低(尾矿中含锡小于0.1％)、每台设备每小时处理能力30～40吨，能一次丢出合格尾矿20％，是理想的重力选矿粗选设备，能大幅提高选矿技术经济指标和全流程经济效益。

Description

复合螺旋溜槽及其应用

技术领域

本发明涉及一种选矿设备，特别是多金属、多矿种的复杂矿石的重选设备，特别是对螺旋溜槽的改进以及在多金属、多矿种的复杂矿石的重力选矿方面的应用。

背景技术

螺旋溜槽是常见的重选设备的一种，是分离比重差异较大的两种或两种以上矿物的有效设备之一(见说明书附图1，附图2)，它由若干圈螺旋槽1构成，顶部有给料口2，矿浆颗粒4顺着螺旋槽1的溜槽叶面3流下(见说明书附图3)，然后自底部出来。这种螺旋溜槽比其它的选矿设备具有处理能力大、无能耗、作业回收率高、可丢出合格尾矿等特点，被选矿企业广泛应用。但随着矿石品位的降低，矿石含杂量越来越高，有价矿物结晶粒度越来越小，并呈粗细及不均匀趋势，粒级范围变得越来越宽，这为有价矿物的重选带来了较大难度，使螺旋溜槽的选别效率和富集比都大幅降低，对于处理大厂贫锡多金属矿，原矿锡品位由1.5％下降到0.4％的过程中，水力粒度相同的各种矿物间，其几何粒度差异较大，粒级间的干扰较大，精矿中夹带粗粒脉石较多，尾矿中夹带细粒及微细粒级锡石较多，经多次测定，精矿中锡作业回收率由86％下降到74％，精矿中锡富集比由1.8下降到1.1，尾矿中锡损失率由5.8％上升到14.6％，严重影响了锡金属的回收，给选矿厂带来了较大经济损失。

近年来的公开文献报道中，针对复合螺旋溜槽的研究，有人进行了一系列新的探索，经过检索我们摘录了以下的一些文摘：

1、【题名】BL1500一A型螺旋溜槽的研制及其在尾矿再选中的应用【作者】刘惠中【机构】北京矿冶研究总院，【刊名】矿冶.2001，10(4).-24-28【文摘】BL1500螺旋溜槽是由北京矿冶研究总院最新研制成功的新一代螺旋溜槽，该设备已在金属矿及非金属矿的选别中得到成功应用。本文论述了BL1500—A型螺旋溜槽的研制及分选原理，介绍了该设备的冶金渣、硫酸渣、铁尾矿、有色金属矿尾矿等固体废弃物再选中的应用情况。BL1500螺旋溜槽是在继承了LL系列螺旋溜槽的应用特点的基础上加以改进研制而成的。A型最早是专为脱泥而设计的，自A型第2代起即A2、A3型已同时适应于细粒级矿物的重力分选富集。(1)断面曲线的设计。断面曲线的设计是决定螺旋溜槽选别性能的关键因素。BL1500A型螺旋溜槽在继承LL系列螺旋溜槽断面曲线的基础上加以改进，采用了复合的立方抛物线断面曲线、较平缓的断面形状及较小的横向下斜角，使得矿物在断面上的分布发生变化，层流区域明显加强，边流区域加宽，同时也加宽了矿砂与矿泥的过渡区域，使得矿泥与矿砂的分界更为明显；(2)横向冲洗水的设计。从A型2代的设计开始，增加了可选择的横向冲洗水的设计。通过增加横向冲洗水，可改善重矿物输送，增加内缘物料稀释度，强化水流的横向环流，并对精矿可起到淘洗作用。在实际应用中发现，增加横向冲洗水，可有效地调节精矿的品位，有时在一段即可获得部分最终精矿。(3)结构设计。BI1500螺旋溜槽完全采用了计算机辅助设计技术.不但断面曲线的分析设计采用了，而且从结构的设计到三维建模及模拟仿真也都是在计算机上完成的，并引进了参数化设计，所以断面曲线及结构更为合理、尺寸更为准确，易于以后的不断优化、系列化及引入CAM辅助制造技术。

2、【题名】超极限h/D螺旋溜槽的研究及应用【作者】张一敏[1]刘惠中[2]【机构】[1]武汉科技大学，[2]北京矿冶研究总院，【刊名】矿产综合利用.2000(5).-43-46【文摘】本文基于普通细粒螺旋溜槽分选原理，提出并研制了超极限h/D螺旋溜槽，成功解决了非金属矿红柱石的脱泥及初步富集问题，在同等条件下，与普通溜槽相比，超极限溜槽脱泥作煊粗精矿产率可提高约10％，Al2O3含量可提高约4％。

3、【题名】φ1200×720毫米楔形刻槽螺旋溜槽研制及试验研究【作者】金仁国陆庆秋等【机构】鞍钢矿山研究所【刊名】鞍钢矿山.1997(6).-18-24【文摘】新研制的楔形刻槽螺旋溜槽叶片借鉴了摇床床面横向槽的作用机理及淘米盆刻槽分布形式并加以改进后，在螺旋溜槽叶片上刻出楔形槽，楔形槽具有同心槽和导向槽，这样不仅改善了叶片断面上浓度分布和增强水流的脉动作用，不以借鉴导向槽使重矿物沉沟槽向内侧移动，有利于提高重矿物的回收率。经过对φ1200×720毫米楔形刻槽螺旋溜槽与普通螺旋溜槽的实验室对比试验，以及工业对比试验证明，如上所述的效果是很明显的，金属回收率提高了3.79％，这对选厂提高经济效益半十分有利。

4、【题名】难选白钨矿重—浮选矿新工艺的研究【作者】张忠汉张先华等【机构】广州有色金属研究院选矿工程研究所，【刊名】广东有色金属学报.2001，11(2).-79-83【文摘】根据矿石工艺矿物学性质，采用棒磨一细筛闭路磨矿，螺旋溜槽重选，细泥浮选的重一浮联合流程选白钨矿，重选可丢弃约3/4的尾矿，对品位(WO3)30.5％的重选粗精矿，可用常温浮选精选；对产率不足1/5的细泥矿，用常规浮选工艺选白钨矿，原矿品位为1.47％时，可获得白钨精矿品位66.58％，回收率82.15％，与全浮流程相比，回收率接近，但重一浮工艺的选矿成本较低。

5、【题名】多段螺旋溜槽的研究【作者】刘学海李斌【机构】不详【刊名】矿冶.1995，4(1).-31-36【文摘】多段螺旋溜槽由五圈两种不同断面结构的螺旋槽组成。其选别机理是每圈为一段选别作业，设备内部两种螺旋槽各圈之间组成多段选别流程结构，矿浆在多段螺旋溜槽内形成分级分选和贫富分选流程。试验结果证明：多段螺旋溜槽是一种高效的重选设备，不但精矿回收率高，且尾矿丢废率也高，生产中采用多段螺旋溜槽不仅单机效率高，且可简化流程。

在上述相关性检索中，我们看到，有的改进了螺旋溜槽的结构，如文献1采用了复合的立方抛物线断面曲线；文献3在螺旋溜槽叶片上刻出楔形槽，楔形槽具有同心槽和导向槽，改善了叶片断面上浓度分布和增强水流的脉动作用；文献4研究了矿石的重选；文献5将设备内部两种螺旋槽各圈之间组成多段选别流程结构。但是这些螺旋溜槽对于多金属、多矿种的复杂矿石的重选还存在许多不足。

发明内容

本发明的目的是针对多金属、多矿种的复杂矿石、结晶粒度极不均匀、粒级较宽、比重差异较大、各种矿物粒级间干扰较严重、重选分选效率较低及富集比较低的情况等提出改进重选设备，也就是对现有的螺旋溜槽进行结构改进。

本发明复合螺旋溜槽是对说明书附图图1的原螺旋溜槽进行的改进，它包括螺旋槽，螺旋槽的顶部有给料口，底部是尾矿出口，具体方法如下：

(1)以原螺旋溜槽底面为基地，其面上覆盖一层的高分子材料，厚度为2-4mm，并于给矿口向下一圈半处开精矿接矿口，安装精矿截矿器。所述的高分子材料是聚胺脂、尼龙、环氧树脂或复合聚丙烯等，目的是增加螺旋溜槽底面的粗糙度。

(2)在螺旋溜槽叶面上，安装高度为2～3mm的锯齿形来复条，方向为径向向外辐射，并向上倾斜，与径向成15°夹角，每片叶面上安装来复条4根，来复条的安装是在安装高分子材料复盖层时，利用模具一次倒模成型，这样便于制造和安装。

(3)复合螺旋溜槽内径处安装补加水管，防止在选别过程中，因离心力的作用，矿浆面靠内径部分缺水的现象，为内矿浆面补充部分水量及清洗精矿带中的部分杂质，提高精矿质量。

本发明对螺旋溜槽的上述改进主要是研究螺旋溜槽的大处理能力、对浓度的高适应性、对水量的自我调节能力及无动力消耗等特点，保留螺旋溜槽离心选矿、流膜选矿、重力选矿的技术原理，研究—1.5mm+0.019mm粒级的重选原理。在此改进过程我们还根据摇床高富集比，高作业效率特性研究摇床床面结构特点，屏弃摇床低处理能力及需要动力消耗等因素，研究摇床床条对—1.5mm+0.019mm粒级的重选原理。

本发明的显著的进步是：

1、运用流膜选矿原理、离心选矿原理、重力选矿原理，结合螺旋溜槽选矿技术和摇床选矿技术，在原螺旋溜槽上作出重大改进，引入摇床分选原理，在原螺旋溜槽上覆盖高分子材料，安装来复条、补加水管、截矿器，形成复合螺旋溜槽，具有螺旋溜槽大处理能力、无能耗及摇床高富集比的优点，特别适应多金属、多矿种的复杂矿石的重力选矿，对简单矿石的处理也具有特效。

2、沿螺旋溜叶面内沿，安装补加水管，水管沿径向向外每间隔50mm开直径1—3mm的小孔。作为复合螺旋溜槽补加水给水器，不断清洗内层精矿层，提高精矿品位。还能强化精矿带的清洗作用和补充矿浆水量因离心力作用而产生的内侧水量不足现象。

3、针对粒级干扰严重、粒级分布极不均匀的大厂低品位复杂矿品，复合螺旋具有富集比高(2～3倍)、尾矿品位低(尾矿中含锡小于0.1％)、处理能力大(每台每小时处理能力30～40吨)的特点，能一次丢出合格尾矿20％。为大规模生产提供了设备条件。

4、复合螺旋溜槽在生产中的应用，成功解决了金属损失率高的现象，经过多次测定，精矿中锡作业回收率提高到了90～95％，尾矿中锡损失率降到了3～5％，大幅提高了作业效率，为提高全流程技术经济指标及全厂经济效益奠定了基础。

附图说明

图1是原螺旋溜槽主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是原螺旋溜槽图的矿物流体力学分析图。

图4是本发明改进后的螺旋溜槽主视图。

图5是图4的俯视图。

图6是本发明改进后的叶面精矿接取及矿浆流向分布图。

图7是本发明改进后的叶面结构示意图及矿浆流体运动图。

图8是本发明补加水管及开小孔示意图。

具体实施方式

图1、图2在上述背景技术已经进行了说明，这里再简要说明：

原螺旋溜槽1的溜槽叶面3可以采用全玻璃钢材料，全套7片叶片，计3圈半，分两路安装，顶部有给料口2，有两个给矿点，矿浆颗粒4顺着螺旋槽1的溜槽叶面3流下，由于对粒级干扰大、粒级分布极不均匀的复杂矿石适应能力差，因此分选效率低。

图3是矿粒在原螺旋溜槽叶面上的受力分析图，矿粒在重力G的作用下不断向下滑动或滚动，N是与叶面垂直的正压力，F是矿粒与叶面的摩擦力，叶面粗糙度越大，摩擦力也越大，矿粒形状越不规则，摩擦力也越大；N力的水平分力作为矿料作园周运动的向心力，F力的水平分力作为矿粒作离心运动的离心力，当两力平衡时矿粒就作园周运动，在水流作用下，当矿粒水力比重大时，N力的水平分力大于F力的水平分力，矿粒就向园内运动，也即是粗重矿粒运动到内层形成粗重矿物层，当矿粒水力比重较小时，N力的水平分力小于F力的水平分力，矿粒就向园外运动，即作离心运动，轻细矿粒运动到外层形成矿物层，这样就实现了矿物按比重不同的分层分带，实现分选。

图4—6所示是本发明对图1原螺旋溜槽进行的改进：从图中看到，本发明针对原螺旋溜槽的缺点，运用流膜选矿原理、离心选矿原理、重力选矿原理，结合螺旋溜槽选矿技术和摇床选矿技术，在原螺旋溜槽1的叶面3上覆盖一层的高分子材料，厚度为2-4mm，材料用聚胺脂，也可以用尼龙、环氧树脂或复合聚丙烯等材料，并于给矿口向下一圈半处开给矿口2，安装截矿器7；在叶面3上，安装高度为2～3mm的来复条6，并与径向成15°夹角；沿螺旋溜叶面3的内沿，安装补加水管5，水管5沿径向向外每间隔50mm开小孔8，直径1—3mm，作为补加水给水器，提高复合螺旋溜槽的清洗能力。图6中看到，内层精矿进入给料口2进行精选，外层尾矿继续选别，经改进后的复合螺旋溜槽，具有富集比高(2～3倍)、尾矿品位低(尾矿中含锡小于0.1％)、处理能力大(每台每小时处理能力30～40吨)的优点，能一次丢出合格尾矿20％。是重力选矿的理想粗选设备，能有效提高选矿厂技术经济指标及经济效益。

补加水管的示意图见图8，是在水管5上开直径1—3mm的小孔8。

本发明所述针对大厂低品位复杂矿石外，也可以处理锡、钨、钽铌、铅锌、铁等多种矿石，在粒级干扰大、粒级范围较宽、粒级分布极不均匀的条件下的应用，具有显著优势。

本发明于2006年完成，2007年3月正式应用于华锡集团车河选矿厂生产实践，2007年9月推广应用于广西凤凰有限责任公司及广西高峰矿业有限责任公司，取得了较好的生产指标。经过多次生产测定，具有较好的稳定性和可靠性。见表1

表1对比测试结果表

Claims (4)

1、一种复合螺旋溜槽，是对现有螺旋溜槽的改进，它包括螺旋槽1，螺旋槽1的顶部有给料口2，底部是尾矿出口，其特征在于：

(1)在原螺旋溜槽(1)的叶面(3)上覆盖一层的高分子材料，并于给出矿口向下一圈半处开精矿给矿口(2)，安装精矿截矿器(7)；

(2)在螺旋溜槽叶面(3)上，安装有锯齿形来复条(6)，每片叶面上安装来复条若干根；

(3)沿螺旋溜叶面内沿，安装补加水管(5)，水管(5)上开有小孔(8)。

2、根据权利要求1所述的复合螺旋溜槽，其特征在于：所述的叶面(3)上覆盖的高分子材料是聚胺脂、尼龙、环氧树脂或复合聚丙烯。

3、根据权利要求1所述的复合螺旋溜槽，其特征在于：锯齿形来复条(6)的方向为径向向外辐射，并向上倾斜，与径向成15°夹角。

4、如权利要求1所述的复合螺旋溜槽的应用，其特征在于：该设备在处理粒级干扰大、粒级分布极不均匀、粒级范围较宽的矿物，特别在锡、铅锌、钽铌、铁等有色金属及黑色金属选矿中的应用。

Images