螺旋分选机

螺旋分选机是一种依靠液流特性，在重力和离心力的作用下实现不同密度矿物分离的分选设备。自上世纪90年代初螺旋分选机开始应用于选煤业，用于分选3～0.15mm级粗煤泥。在美国和澳大利亚等产煤国，螺旋分选机已经得到普遍应用。

简介

螺旋分选机是近代用于分选煤泥的一种较好设备，它具有结构简单、分选效率较高、无噪音、无转动部件、无动力、维修量极少、使用期限较长等优点。现在日益受到选煤和环境保护界人士的重视并已开始运用于我国选煤生产。

物料在螺旋分选机内基本是在轴向液流和径向液流的复杂作用下对轻重矿物按密度进行分选。在螺旋槽内重矿物在内缘聚集，轻矿物在外缘聚集。轻重物料产品在末端分别截取。分选效果除了与矿物本身性质有关外，与螺旋分选机的结构参数：倾角、螺距、直径、断面形状等也有直接关系。

工作原理和特性

入料自螺旋分选机上端给入，沿螺旋槽做回转运动。液流在螺旋槽的回转运动过程中，沿槽的内侧至外侧，水层密度逐渐增大，矸石等重产物逐渐移入下层，煤等轻矿物浮于液流上层，形成了以重产物为主的下部流动层和以轻产物为主的上部流动层。颗粒群实现分层后，由于重产物位于下层，与槽体接触，又受到上层液流的压力，运动阻力加大，与轻产物形成一个速度差。轻产物受到螺旋液流的作用向槽的外缘运动，重产物在重力、流体动压力、摩擦力和惯性离心力的作用下向槽的内缘运动，中间密度物料则占据中间带。在螺旋分选机的底部，轻、重产物分别由不同的溜槽收集，从而实现轻重产物的分离。

纵向倾角

纵向倾角反映了螺距和螺旋直径的大小，螺旋槽的纵向倾角在槽面不同半径处并不一样，且随半径的减小而增大。以螺距与螺旋最大直径之比来表示螺旋的这一结构特征。由颗粒在纵断面上的受力分析可知，颗粒在运动速度随螺旋槽的纵向倾角增大而增大。矿粒受力平衡时，呈悬浮运动的纵向速度。

这时，可认为颗粒的运动是在水力作用下发生的，重力因素变得很小，显然，对于依据密度差分选稳定性，以及在槽中有足够的滞留时间，以便分层分带，也不能太大。笔者经试验研究后认为，外缘纵向倾角选取7-10°，螺距与直径之比为0.4-0.5适宜。

横向倾角

根据颗粒在横断面上的受力分析，颗粒在此断面上运动速度随横向倾角的增大而增大。对于入选高密度原煤，应选用比较大的横向倾角，这样能选出部分低灰精煤。所以同样密度的较重物料，在螺旋槽中分选，高密度物料可能混杂到精煤中去，使最终出不了合格的低灰精煤；若入选低灰原煤或精煤再选，应选用较小的横向倾角，这样能提高精煤产率。

因此，更确切地说，对高灰入料，欲出低灰精煤，宜选用小纵向倾角大横向倾角，具体数值范围还受横断面曲线形状的影响，需综合考虑，由试验确定。

螺旋分选机螺旋槽底面形状

螺旋分选机的螺旋槽底面形状会对水流流态产生一定影响。对它的要求是粒群容易松动，但要平稳。为此我们试验3种螺旋槽底（刻槽、来复条、光面），试验表明，刻槽螺旋槽底和来复条螺旋槽底易对矿群产生翻滚，水跃现象比较严重，尤其是具有来复条螺旋槽底面形状更为显著，产生过强的水跃现象，使已分层的矿物又被打乱，不利用粒群按密度分层，光面底面形状就比较好。螺旋槽底面形状上下要求一致，否则将会产生高度紊流流态，不利于析离分层。

螺旋槽长度和圈数

螺旋槽的长度由圈数和直径共同决定，在同样的长度下，增加圈数比增加直径可收到更好的分选效果。通常，对易选煤选取4-5圈已足够。对于我国的难选煤，选用6圈比较合适，通过对直径相同圈数不同的螺旋分选机分选1-0mm级煤泥进行试验，试验表明，以6圈的分选效果为佳。在其他条件相同时，它具有相同的降灰比，而精煤产率高、灰分低；尾煤灰分高、效率亦高的结果。另外，螺旋直径增大，干煤泥处理量加大，但分选下限提高。

螺旋分选机旋转速度、正反方向等试验

螺旋分选机的旋转速度及方向可改变水层厚度及流态，直接影响粒群在螺旋槽内的运动规律。为此，我们对螺旋分选机转速从8-40r/min和不同旋转方向均作了试验（水流为顺时针）。试验证明：逆时针方向旋转可使水层加厚（左手定则），而顺时针方向旋转却使水层减薄。因此，螺旋分选机旋转速度及旋转方向不同，可使螺旋槽内水层厚度增、减约一倍。但是流态也相应发生较大变化，尤其是在较高速逆时针方向旋转更为明显。此时螺旋槽内液流运动流态呈叠加形式，水流沿螺旋槽内横断面分布宽度变窄，相应的轻、重矿物分离带也变窄。这样就影响轻、重矿物分别截取精度。如果螺旋分选机呈顺时针方向旋转，此时水层相应减薄，粗颗粒物体易沉淀在槽底，不能达到分选目的。

总结

通过对矿粒在螺旋分选槽中的受力分析和试验研究，可以得到煤用螺旋分选机各参数的选取的基本原则。螺旋分选机的分选效果的好坏直接取决于这些参数的选取，同时这些参数的选取在很大程度上与入选物粒的性质有关。

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