【文章內容簡介】 第五章 流膜分選技術 教 學 重 點 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 溜槽選礦 第三節(jié) 螺旋選礦 第四節(jié) 離心選礦 第五節(jié) 搖床選礦 第一節(jié) 概 述 在現有重力選礦法中，除利用礦粒在垂直介質流中運動 狀態(tài)的差異來實現分選過程外，還有利用礦粒在斜面水流中 運動狀態(tài)的差異來進行分選的方法，這種方法稱為斜面流選 礦。斜面流選礦有兩種：即溜槽選礦與搖床選礦。它們在重 力選礦工藝中占有重要地位。斜槽中的水層厚度可有很大不 同。處理粗粒級礦石的溜槽選礦，水層厚度從十數毫米到數 百毫米，給礦粒度也由數毫米到數百毫米。這類設備過去應 用較多，目前已逐漸被淘汰。另一類處理細粒級（ 3~5 mm 以 下）及礦泥（ mm ） 的斜槽，礦漿呈薄層狀流過設備表 面，水層厚度大者數毫米，小者 1 mm 左右，是處理細粒和 微細粒級礦石的有效手段，如搖床選礦，習慣上亦稱作流膜 選礦?，F在得到了廣泛應用。 一、溜槽選礦 溜槽選礦利用沿斜面流動的水流進行選礦的方法。 在溜槽內，不同密度的礦粒在水流的流動動力、礦粒重 力（或離心力）、礦粒與槽底間的磨擦力等的因素作用 下發(fā)生分層，結果使密度大的礦粒集中在下層，以較低 的速度沿槽底向前運動，在給礦的同時排出槽外（這種 溜槽稱為無沉積型溜槽）；或者是滯留于槽底（這種溜 槽稱為沉積型溜槽），經過一段時間后，間斷地排出槽 外，密度小的礦粒分布在上層，以較大的速度被水流帶 走。由此，不同密度的礦粒，在槽內得到了分選，礦粒 的的粒度和形狀也影響了分選的精確性。 根據溜槽結構和選別對象的不同，大致可 分為粗粒溜槽和細粒溜槽兩類。 粗粒溜槽通常是由木制或鋼板焊成的窄而 長的斜槽，在槽底裝有擋板或粗糙的鋪物，槽 中水層厚度達 10~100 毫米以上，水流速度較快 ，給礦粒度也由數毫米到數十毫米。這種溜槽 主要用于選別砂金、砂鉑、砂錫及其它稀有金 屬砂礦。在過去工業(yè)不發(fā)達時期，這類設備應 用較多，目前除選金尚有應用外，其它已多被 跳汰機所取代。 細粒溜槽長度不大，槽底上一般不設擋板，少數情 況鋪置粗糙的紡織物或帶格的橡皮板，多數即直接在 木制底板、塑料板或水泥面上進行選別。槽內水深較 薄，大者數毫米，小者 1 毫米左右，礦漿速度很小，呈 薄層狀流過設備表面，習慣上稱作流膜選礦，它是處 理細粒和微細粒級礦石的有效手段，現在得到廣泛應 用。 根據用途劃分，可分為選煤溜槽和選礦溜槽。多數 溜槽選礦分選設備，其分選過程僅在重力場中進行， 但也有的設備，除重力場外，還同時提供離心力場， 如螺旋選礦機、螺旋溜槽及離心選礦機等，更適宜細 粒級及礦泥的分選。 二、搖床選礦 搖床選礦法是分選細粒物料時應用最為廣泛的一 種選礦法。由于在床面上分選介質流流層很薄，故搖 床屬于流膜選礦類的設備。它是由早期的固定式和可 動式溜槽發(fā)展而來。直到本世紀 40 年代，它還是與固 定的平面溜槽、旋轉的圓形溜槽及振動帶式溜槽劃分 為一類，統稱淘汰盤。到了 50 年代，搖床的應用日益 廣泛，而且占了優(yōu)勢，于是便以不對稱往復運動作為 特征，由眾多溜槽中獨立出業(yè)，自成體系。故過去也 曾把搖床稱為淘汰盤。 搖床的給料粒度一般在 3 mm 以下，選煤時可達 10 mm ， 有時甚至可達 25 mm 。 搖床的分選過程，是發(fā)生在一個具有寬闊表面的 斜床面上，床面上物料層的厚度較薄。 根據分選介質的不同，有水力搖床和風力搖床兩 種，但應用最普遍是水力搖床。 搖床選煤迄今已有整整百年的歷史了。 1890 年美 國制造了第一臺選煤用的打擊式搖床，隨著不斷地革 新與改進，已逐漸發(fā)展成為選礦和選煤工業(yè)中一種主 要的重力分選設備。由于煤與其伴生的硫化礦物密度 差大，所以用以對細粒煤脫硫（選出硫黃鐵礦）效果 較好。所以，美國、澳大利亞和前蘇聯等國，目前還 有不少選煤廠用搖床分選細粒級煤 。 1957 年以前，座落式單層搖床，因其單位面積處 理量低，占面積大，對基礎的沖擊大等缺點，所以在選 煤中使用受到限制，未能更普遍地應用。 1957 年以后， 由于新型搖床傳動機構研制成功，多層懸掛式搖床的出 現，使單機處理能力得到了提高，搖床選煤得以較快的 發(fā)展。 選礦用的搖床出現稍晚，至今也有 90 余年的歷史。 選礦用搖床是在 1896~1898 年由威爾弗利（ A. Wilfley ） 研制成功，采用偏心連桿機構推動床面作往復運動。該 搖床一直沿用至今，習慣上稱為威氏搖床。隨著在選礦 中使用范圍的擴大，現在搖床的型式已經多樣化了。 搖床主要用于處理鎢、錫、有色金屬和稀有金屬礦 石。多層搖床和離心搖床用以分選煤炭和黑色金屬礦石 ，在金屬選礦中，搖床常作為精選設備與離心選礦機、 圓錐選礦機等配合使用。 第二節(jié) 溜槽選礦 在溜槽中，借助水流的沖力和槽的摩擦力利用顆 粒密度、粒度和形狀的差異進行分選的方法，稱溜槽 選礦。這種方法在很久以前已被采用，廣泛地用于處 理鎢、錫、金、鉑、鐵、某些稀有金屬礦石及煤等。 目前在選別 2~3 mm 以上粒級的粗粒金屬礦溜槽已很少 使用了，處理 2~ mm 的礦砂溜槽及處理粒度小于 的礦泥溜槽還在廣泛應用著。在選煤上 , 溜槽選煤 由于分選效率低，用水量大，因此新設計的選煤廠已 基本上不再采用 , 只在一些小型選煤廠中還保留著這種 簡單的、動力消耗少的選煤方法 。 一、選煤溜槽 溜槽選煤的所用設備叫選煤溜槽，選煤溜 槽分為塊煤溜槽和末煤溜槽。目前，塊煤溜槽 還在個別選煤廠使用；未煤溜槽由于結構復雜 、操作困難，已不使用了。 選煤溜槽主要應用于粗、中塊（ 100~10 mm ） 的無煙煤及煙煤的分選，末煤用的較少 。用于處理 60 （或 50 ） mm 以下的不分級原煤 分選時，則需要將精煤產物中所含的不合格的 粒級篩出，送入末煤溜槽或跳汰機中再選。 （一） 塊煤選煤溜槽的構造 圖 2 6 1 粗粒選煤溜槽示意圖 圖 2 6 1 是粗粒選煤溜槽結構示意圖。 它由槽身 1 、 2 、 3 、 4 及排料箱 5 、 6 組成。 槽身斷面為矩形或梯形，槽面里面襯以 耐磨襯板。在水槽頭部有主水管，在每 個排料箱下接有頂水管，排料箱 5 、 6 分 別與產物脫水斗子提升機 7 、 8 連接在一 起。 圖 2 6 2 排料箱構造 1 — 排料口； 2 — 傾斜板； 3 — 小軸； 4 — 扇形閘門； 5 — 角板閘門； 6 — 手柄 圖 2 6 2 表示排料箱的構造。排料箱的上口與溜槽 槽底相接，下口與脫水斗式提升機相接。在排料箱內 沿流動方向裝有一塊傾斜板，在它對面設有角板閘門， 借助手柄可改變角板閘門的位置和排料口的大小。從 傾斜板給入頂水，以阻止輕產物進入排料口，并使其 沿溜槽繼續(xù)向前移動。此外，它還能改善物料的松散 狀況，促進物粒在繼續(xù)運動中 按密度分層。在傾斜板 下部和角板閘門之間裝有扇形閘門，用以控制重產物 的排放速度。在扇形閘門上開有許多孔，使頂水能夠 通過。扇形閘門裝在一根水平軸上，軸的一端與帶重 錘的杠桿相連，后者用鐵鏈懸掛在上下擺動的杠桿機 構上，使扇形閘門往返擺動。調節(jié)扇形閘擺動幅度、 擺動次數及角板閘門的位置，都可以改變重產物的排 放速度。 表 2 6 1 為塊煤溜槽的技術規(guī)格 規(guī) 格 名 稱 主選溜槽 再選溜槽 溜槽長度（ mm ） 溜槽上寬（ mm ） 溜槽下寬（ mm ） 溜槽高度（ mm ） 溜槽前部傾角（ 0 ） 溜槽后部傾角（ 0 ） 排料箱間的距離（ mm ） 排料箱的上沖水速（ m/min ） 排料箱的上沖水量（ m 3 /min ） 排料箱的數目 ( 個 ) 入選原煤的粒度（ mm ） 設計處理能力（ t/h ） 890 0 900 650 594 12 0 40 ′ 3 0 30 ′ 3000 105 18 2 60 125 9600 650 650 594 14 0 40 ′ 3 0 50 ′ 3000 101 13 2 60 50 （二）分選原理 溜槽選煤是利用煤和矸石在斜面水流中運動的速 度差進行分選的。煤和水一起從溜槽頭部給入，由于 槽身第一段傾角較大（ α = 13 度 ），煤和矸石都具 有較大速度。第一段使矸石很快沉落到槽底，在流變 層緩慢移動；當物料進入到平緩的第二段槽身后，矸 石的速度更加緩慢，并逐漸堆積起來形成矸石床層； 矸石床層繼續(xù)向前移動，到達矸石排料口時排出槽外 。在矸石床層以上的輕產物則以較快的速度隨水流越 過矸石排料口繼續(xù)向前移動，進入第三段槽身。在第 三段槽身中重復上述分層過程，中煤很快落入槽身流 變層中，并從第二個排料箱中排出；精煤隨水流越過 中煤排煤箱進入溜槽的第四段，隨后經過脫水篩排出 溜槽。 （三）塊煤選煤溜槽的工藝操作因素 給煤 給入的原煤數量和質量應保持穩(wěn)定，給料要沿槽 寬均勻分布，否則會出現跑偏現象，破壞正常分層。 沖水 從溜槽頭部給入的沖水決定著矸石床層的長度和 厚度。矸石床層的起點可由水流浪花的位置看出，其 厚度可用探桿探測。矸石床層厚度一般為 200~300 mm 。 頂水 頂水太大時，重產物容易混入中煤和精煤中，分 選下限提高，但如果頂水太小，將降低選煤槽的生產 率，輕產物易落入排箱中，增加輕產物的損失。 塊煤溜槽的總用水量約為 6~7m3/t， 其中主選溜槽 為 4~5m3/t， 再選溜槽為 ~2m3/t。 從排料箱給入的 頂水量，每個約為 ~。 排料 在扇形閘門和角板閘門之間應經常充滿重產物。 角板的位置、扇形閘門的擺幅和頻率都應調節(jié)適當， 使重產物的排放量與其在入料中的含量相適應。排放 量太小，精煤就會受到重產物的污染，排放量太大， 床層會變薄，將增加精煤在矸石中的損失。 二、斜槽分選機 斜槽分選機是近年來研制成功的一種新型重力 選煤設備，具有結構簡單，制作容易，操作維護方便 ，基建和生產費用較低等優(yōu)點，它是一種洗選臟雜煤 ，劣質煤和跳汰機選矸，以提高產品質量，回收可然 體的洗選設備，已在我國興安臺、袁莊、新河等選煤 廠使用，并取得了較好的分選效果。 （一）槽體結構 斜槽分選機（圖 263)槽體斷面為矩形，整機 鋼板焊接而成，分上、中、下三段，也稱為輕產品段 ，入料段和重產品段，在上、下段的槽體中各設一塊 帶有若干隔板的調節(jié)板，每塊調節(jié)板的位置可根據工 藝要求通過與之相連的調節(jié)機構進行調整調節(jié)板的位 置，可以改變槽體內工作區(qū)的斷面，從而造成適宜湍 流度的上升流，被選物料進入槽體中段后分成兩股物 料流，輕產物由分選介質流帶入上段，進一步分選后 排出槽體，重產物克服與之相逆的水流進入下段，由 脫水斗式提升機運出。 圖 2 6 3 斜槽分選機的結構示意圖 1 — 上調節(jié)板； 2 — 下調節(jié)板 項目 XSF 600 179。 550 XSF 500 179。 600 XSF 400 179。 650 XSF 300 179。 500 入選物料 粒度， mm 處理能力， t/h 外形尺寸（長179。寬179。高）， mm 斜槽重量， K g 斜槽進水口壓力， MP a 進水口直徑， mm 調節(jié)板隔板高度， mm 調節(jié)板隔板間距， mm 電動機型號 轉數， r/min 功率， KW 選矸石 ＜ 100 40~50 500 179。 600 179。 550 2023 約 200 80~170 180 劣質煤 ＜ 80 20~45 5300 179。 500 179。 600 1342 約 JO 3 2255 40 1480 原煤排矸 ＜ 200 25~40 5000 179。 400 179。 650 1400 ~ 150 110~170 250 劣質煤 ＜ 50 ~12 4000 179。 300 179。 500 約 100~150 220