螺旋溜槽的选别原理

螺旋溜槽是常用的矿山设备之一，利用矿物同脉石在沿螺旋斜面下流的水流中所受的重力、离心力、介质推力和摩擦力的不同进行分选的。矿浆滑螺旋槽面的运动较复杂，在螺旋槽面上产生两个方向的运动：一个是围绕着螺旋槽的垂直轴线旋转的沿槽面向下的纵向流动，称为主流，另一个是围绕着矿流自身某一平衡层旋转的横向流动，称为副流，亦称横向环流。纵向主流上层流速大，下层流速小；横向环流上层流向外缘，下层流向内缘。

关于螺旋溜槽上的水流和矿粒的运动规律，国内外选矿工作者都做过一些研究和探讨。提出了一些有关水流和矿粒的运动规律的分析方法和计算公式。这些公式有助于我们认识螺旋选矿设备的分选规律。

C.R.Burch博士在研究螺旋选矿机时提出了二次环流理论和伯格诺得力(Bagnoltdforces)的概念。他从理论上导出了计算纵向主流速度和横向环流速度的公式。根据他的推导，螺旋槽不同半径处纵向主流速度v可大致用下式表示：

横向环流速度u可大致用下式表示：

式中H——槽面上矿浆层高度；

P——螺距；

G——重力加速度；

R——被考虑的螺旋槽半径，

y——运动粘滞系数；

P——螺旋槽横向倾角；

y——槽面上矿浆层的相对高度。y为局部高度h和全高H之比，即；

V_π——矿浆表面纵向主流速度。

从上式看出：纵向主流沿矿浆层高度（用相对高度表示）的速度分布为一抛物线。横向环流沿矿浆层高度的速度分布为一复杂曲线。有助我们理解横向环流这一概念。横向环流是螺旋选矿机所特有的一种水流运动，对矿物接密度（比重）分层和分选起重要作用。

横向环流的速度u是相对高度y的函数。u的方向向内缘为正，向外缘为负。u的大小和方向取决于该式右边的y乘y的多项式。在y=0.25处，速度大，约为3.6（相对值）；在y=0.57处，速度降到零；然后速度改变方向（即多项式为负值），在y=1处(即矿层表面)，速度降到-5（负值表示流速向外，该值表示大向外流速）。

在纵向主流和横向环流的综合作用下，给到螺旋槽面上的矿粒，由于其比重和粒度不用，沿螺旋槽纵向和横向运动速度便不同，向槽底沉降的速度也不同，这样就使矿粒发生按比重和粒度的分层。矿粒分层以后，处于上层的轻矿粒，在较大速度的纵向主流和方向。

向外的横向环流作用下，沿着扩展螺旋线逐步流向外缘；处在下层的重矿粒受纵向水流作用较小，切向速度较小，离心力也较小，在重力作用下，沿着收敛的螺旋线移向内缘，这样，矿粒在分层之后又发生了分带。重矿物作为精矿从内缘尾端排出，轻矿物做为尾矿，从外缘尾端排出。