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【摘 要】 通过对影响螺旋分级机分机过程中的各种因素的分析，凭借多年的选矿设备设计经验与研究结果，总结出了螺旋分级机选型中螺旋直径与螺旋长度的计算方法。
【关键词】 螺旋分级机;螺旋直径;螺旋长度;计算
1 前言
分级是矿物加工的一个重要准备过程，分级作业的情况和结果，会直接影响选矿厂后续作业的指标。选矿过程中使用的分级设备有很多，螺旋分级机就是其中的一种。螺旋分级机设备构造简单、工作可靠、操作维修方便;在闭路磨矿回路中能与磨机自流联接，与水力旋流器相比，电耗较低，在选厂中仍被广泛使用。如果螺旋分级机的选型不当，容易造成矿石的欠磨、过磨，出现“过粉碎”和溢流“跑粗”现象，最终造成矿石的损失，所以如何恰当的选择螺旋分级机的规格型号尤为重要。
2 影响分级过程的因素
影响螺旋分级机分级过程的因素也很多，主要为三个方面：即矿石的性质、设备构造、操作方法。
（1）矿石的性质
矿石密度和粒度形状 在浓度和其他条件相同的情况下，分级物料的密度愈小，矿浆黏度愈大，溢流产品粒度变粗;反之，分级物料密度愈大，矿浆黏度愈小，溢流粒度变细，返砂中的细粒级含量增加。
（2）设备构造
分级机槽体倾角 分级机槽体的倾角大小不仅决定分级的沉降面积，还影响螺旋叶片对矿浆的搅动程度，因而也就影响了溢流产物的质量。槽体的倾角小，分级机沉降面积大，溢流粒度较细，返砂中细粒含量增多;反之，槽体倾角增大，沉降面积减小，粗粒物料下滑机会较多，溢流粒度变粗，但返砂夹细较少。当让螺旋分级机安装之后，其倾角是不变动的，只能在操作条件上上适应已定的倾角。
溢流堰的高低 调整溢流堰的高度可以改变沉降面积的大小。当溢流堰加高时，可使矿粒的沉降面积增大，分级区容积也增大，因此螺旋对矿浆面的搅动相对较弱，使溢流粒度变细。而当要求溢流粒度较粗时，则应降低溢流堰的高度。
螺旋的转速 螺旋的转速不仅影响溢流产品粒度，也影响输送沉砂的能力。因此，在选择螺旋转速时，必须考虑满足溢流细度和返砂生产率的要求。转速愈快，按返砂计算的生产能力愈高，但因对矿浆的搅拌作用变强，溢流中夹带的粗粒增多，适合于粗磨循环中使用的分级机。而在第二段磨矿或细磨循环中使用的分级机，要求得到较细的溢流产品，螺旋转速应尽量放慢一些。
（3）操作方法
矿浆的浓度 矿浆浓度是分级机操作中一个最重要的调节因素，生产中通常都是通过它来控制分级溢流细度的。一般来说，矿浆浓度低，溢流粒度细，浓度增大，溢流粒度变粗。但是矿浆浓度很低时，也可能出现溢流粒度变粗的情况。这是由于浓度太低了，为了保持一定的按固体质量计算的生产能力，矿浆量必然很大，至使分级机中的矿浆流速随之增大，从而把较粗的矿粒也冲到溢流中去。所以在实际生产中，对于处理指定的矿石的分级机，有其最适宜的矿浆分级浓度，该浓度值要通过试验并参考类似选矿厂分级作业的指标来确定。
3 选型计算
螺旋分级机在构造上分为高堰式螺旋分级机和沉没式螺旋分级机两种形式。高堰式螺旋分级机适用于粗粒分级，溢流最大粒度一般为0.4～0.15mm;沉没式螺旋分级机适用于细粒分级，溢流最大粒度一般在0.15mm以下，螺旋分级机选型的主要工作是确定螺旋的直径和长度。
3.1螺旋直径的计算
（1）根据单位时间要处理的矿石量，按溢流中固体重量计矿石的处理量粗选螺旋分级机的直径：
Q1=4.55mKαKβKρKcKsD1.765公式（1）
式中：Q1—按溢流中固体重量计的螺旋分级机处理量，t/h;
m—分级机螺旋个数;
Kα—分级机槽底安装倾角修正系数，见表1;
Kβ—溢流粒度修正系数，见表2;
Kρ—分级物料密度修正系数，当密度产ρ=2.2～5t/m3时，Kρ=ρ/2.7;
Kc—溢流浓度修正系数，见表3;
Ks—分级物料含泥量系数，当含泥量高时，Ks=0.75～0.8;当含泥量中等时，
Ks=1.0;当含泥量低时，Ks=1.1～1.2;
D—分级机直径，m。
表1 螺旋分级机槽底倾角α修正系数值
倾角α/° 14 15 16 17 18 19 20
1.12 1.10 1.06 1.03 1 0.97 0.94
表2 溢流粒度修正系数值
溢流粒度/mm 1.17 0.83 0.59 0.42 0.3 0.21 0.15 0.1 0.074
溢流中粒级含量/% -0.074mm 17 23 31 41 53 65 78 88 95
-0.045mm 11 15 20 27 36 45 50 72 83
标准液固比
（按重量计） 1.3 1.5 1.6 1.8 2 2.33 4 4.5 5.06
溢流浓度/% 43 40 33 36 33 30 20 18 16.5
系数 2.5 2.37 2.19 1.96 1.7 1.41 1.0 0.67 0.46
表3 溢流浓度修正系数值
矿石密度ρ/t.
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5
2.7 0.6 0.73 0.86 1.0 1.13 1.33
3.0 0.63 0.77 0.93 1.07 1.23 1.44
3.3 0.66 0.82 0.98 1.15 1.31 1.55
3.5 0.68 0.85 1.02 1.20 1.37 1.63
4.0 0.73 0.92 1.12 1.32 1.52 1.81
4.5 0.78 1.00 1.22 1.45 1.66 1.99
注：1.—工艺条件所需要的分级机溢流液固比;
2.—标准液固比，见表2。
（2）按以下公式计算返砂量，以验算所选螺旋直径是否合适：
Q2=5.45mD3nKαρ /2.7公式（2）
式中：Q2—按返砂中固体重量计的分级机的处理量，t/h;
n—分级机螺旋转速，r/min;
其它符号意义同公式（1）。
如验算的返砂量生产能力大于单位时间需要处理的矿石量就说明螺旋直径选择合适。
3.2螺旋长度的计算
该长度是根据溢流堰高度h、水槽倾角α和返砂脱水区的长度l（图1）确定的。l取决于配套磨机所要求的返砂含水量及磨机尺寸和位置，通常为1.5-2m左右。
图1 螺旋长度的确定
4 结束语
本文详细的总结了螺旋分级机选型过程中，螺旋直径和螺旋长度的计算方法，为磨机循环负荷的确定提供了依据。
参考文献：
[1]选矿设计手册编委会.选矿设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1990.
[2]陈文平，李西栋.新编矿山选矿工程设计与技术标准规范实用全书[M].北京：中国矿业出版社，2006.
[3]谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2002.
【关键词】 螺旋分级机;螺旋直径;螺旋长度;计算
1 前言
分级是矿物加工的一个重要准备过程，分级作业的情况和结果，会直接影响选矿厂后续作业的指标。选矿过程中使用的分级设备有很多，螺旋分级机就是其中的一种。螺旋分级机设备构造简单、工作可靠、操作维修方便;在闭路磨矿回路中能与磨机自流联接，与水力旋流器相比，电耗较低，在选厂中仍被广泛使用。如果螺旋分级机的选型不当，容易造成矿石的欠磨、过磨，出现“过粉碎”和溢流“跑粗”现象，最终造成矿石的损失，所以如何恰当的选择螺旋分级机的规格型号尤为重要。
2 影响分级过程的因素
影响螺旋分级机分级过程的因素也很多，主要为三个方面：即矿石的性质、设备构造、操作方法。
（1）矿石的性质
矿石密度和粒度形状 在浓度和其他条件相同的情况下，分级物料的密度愈小，矿浆黏度愈大，溢流产品粒度变粗;反之，分级物料密度愈大，矿浆黏度愈小，溢流粒度变细，返砂中的细粒级含量增加。
（2）设备构造
分级机槽体倾角 分级机槽体的倾角大小不仅决定分级的沉降面积，还影响螺旋叶片对矿浆的搅动程度，因而也就影响了溢流产物的质量。槽体的倾角小，分级机沉降面积大，溢流粒度较细，返砂中细粒含量增多;反之，槽体倾角增大，沉降面积减小，粗粒物料下滑机会较多，溢流粒度变粗，但返砂夹细较少。当让螺旋分级机安装之后，其倾角是不变动的，只能在操作条件上上适应已定的倾角。
溢流堰的高低 调整溢流堰的高度可以改变沉降面积的大小。当溢流堰加高时，可使矿粒的沉降面积增大，分级区容积也增大，因此螺旋对矿浆面的搅动相对较弱，使溢流粒度变细。而当要求溢流粒度较粗时，则应降低溢流堰的高度。
螺旋的转速 螺旋的转速不仅影响溢流产品粒度，也影响输送沉砂的能力。因此，在选择螺旋转速时，必须考虑满足溢流细度和返砂生产率的要求。转速愈快，按返砂计算的生产能力愈高，但因对矿浆的搅拌作用变强，溢流中夹带的粗粒增多，适合于粗磨循环中使用的分级机。而在第二段磨矿或细磨循环中使用的分级机，要求得到较细的溢流产品，螺旋转速应尽量放慢一些。
（3）操作方法
矿浆的浓度 矿浆浓度是分级机操作中一个最重要的调节因素，生产中通常都是通过它来控制分级溢流细度的。一般来说，矿浆浓度低，溢流粒度细，浓度增大，溢流粒度变粗。但是矿浆浓度很低时，也可能出现溢流粒度变粗的情况。这是由于浓度太低了，为了保持一定的按固体质量计算的生产能力，矿浆量必然很大，至使分级机中的矿浆流速随之增大，从而把较粗的矿粒也冲到溢流中去。所以在实际生产中，对于处理指定的矿石的分级机，有其最适宜的矿浆分级浓度，该浓度值要通过试验并参考类似选矿厂分级作业的指标来确定。
3 选型计算
螺旋分级机在构造上分为高堰式螺旋分级机和沉没式螺旋分级机两种形式。高堰式螺旋分级机适用于粗粒分级，溢流最大粒度一般为0.4～0.15mm;沉没式螺旋分级机适用于细粒分级，溢流最大粒度一般在0.15mm以下，螺旋分级机选型的主要工作是确定螺旋的直径和长度。
3.1螺旋直径的计算
（1）根据单位时间要处理的矿石量，按溢流中固体重量计矿石的处理量粗选螺旋分级机的直径：
Q1=4.55mKαKβKρKcKsD1.765公式（1）
式中：Q1—按溢流中固体重量计的螺旋分级机处理量，t/h;
m—分级机螺旋个数;
Kα—分级机槽底安装倾角修正系数，见表1;
Kβ—溢流粒度修正系数，见表2;
Kρ—分级物料密度修正系数，当密度产ρ=2.2～5t/m3时，Kρ=ρ/2.7;
Kc—溢流浓度修正系数，见表3;
Ks—分级物料含泥量系数，当含泥量高时，Ks=0.75～0.8;当含泥量中等时，
Ks=1.0;当含泥量低时，Ks=1.1～1.2;
D—分级机直径，m。
表1 螺旋分级机槽底倾角α修正系数值
倾角α/° 14 15 16 17 18 19 20
1.12 1.10 1.06 1.03 1 0.97 0.94
表2 溢流粒度修正系数值
溢流粒度/mm 1.17 0.83 0.59 0.42 0.3 0.21 0.15 0.1 0.074
溢流中粒级含量/% -0.074mm 17 23 31 41 53 65 78 88 95
-0.045mm 11 15 20 27 36 45 50 72 83
标准液固比
（按重量计） 1.3 1.5 1.6 1.8 2 2.33 4 4.5 5.06
溢流浓度/% 43 40 33 36 33 30 20 18 16.5
系数 2.5 2.37 2.19 1.96 1.7 1.41 1.0 0.67 0.46
表3 溢流浓度修正系数值
矿石密度ρ/t.
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5
2.7 0.6 0.73 0.86 1.0 1.13 1.33
3.0 0.63 0.77 0.93 1.07 1.23 1.44
3.3 0.66 0.82 0.98 1.15 1.31 1.55
3.5 0.68 0.85 1.02 1.20 1.37 1.63
4.0 0.73 0.92 1.12 1.32 1.52 1.81
4.5 0.78 1.00 1.22 1.45 1.66 1.99
注：1.—工艺条件所需要的分级机溢流液固比;
2.—标准液固比，见表2。
（2）按以下公式计算返砂量，以验算所选螺旋直径是否合适：
Q2=5.45mD3nKαρ /2.7公式（2）
式中：Q2—按返砂中固体重量计的分级机的处理量，t/h;
n—分级机螺旋转速，r/min;
其它符号意义同公式（1）。
如验算的返砂量生产能力大于单位时间需要处理的矿石量就说明螺旋直径选择合适。
3.2螺旋长度的计算
该长度是根据溢流堰高度h、水槽倾角α和返砂脱水区的长度l（图1）确定的。l取决于配套磨机所要求的返砂含水量及磨机尺寸和位置，通常为1.5-2m左右。
图1 螺旋长度的确定
4 结束语
本文详细的总结了螺旋分级机选型过程中，螺旋直径和螺旋长度的计算方法，为磨机循环负荷的确定提供了依据。
参考文献：
[1]选矿设计手册编委会.选矿设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1990.
[2]陈文平，李西栋.新编矿山选矿工程设计与技术标准规范实用全书[M].北京：中国矿业出版社，2006.
[3]谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2002.