Spirālveida tekne ir galvenā gravitācijas atdalīšanas iekārta, ko plaši izmanto minerālu apstrādē (piemēram, zelta, alvas, hroma, dzelzs un ogļu bagātināšanā). Tās darbības princips ir balstīts uz kombinētu darbībugravitācija, centrbēdzes spēks un šķidruma pretestība, kas atdala dažāda blīvuma un daļiņu izmēra minerālus. Tālāk ir sniegts detalizēts, profesionāls tā darbības mehānisma sadalījums, kas pielāgots tehniskajai komunikācijai, pārdošanas dokumentācijai vai darbības apmācībai:
1. Galvenais dizains un strukturālais pamats
Spirālveida tekne sastāv no aspirālveida sile (spirālveida kanāls), atbalsta rāmis, rūdas padeves ierīce, koncentrāta/eļļas/atkritumu izvadīšanas ports un ūdens apgādes sistēma. Galvenās strukturālās iezīmes, kas atbalsta tā atdalīšanas principu, ir šādas:
Spirālveida silei ir fiksēts solis un izliekums, ar slīpu iekšējo virsmu (bieži izklāta ar nodilumizturīgiem materiāliem, piemēram, gumiju vai poliuretānu, lai samazinātu berzi un aizsargātu minerālus).
Siles šķērsgriezumam{0}}parasti ir "parabola" vai "apaļas loka" forma, kas optimizē minerālūdens maisījuma (suspensijas) plūsmas stāvokli.
2. Soli{1}}pa-darba mehānisms
(1) Vircas padeve un sākotnējā sadale
Sasmalcinātu un klasificētu minerālu vircu (rūdas daļiņas + ūdens) vienmērīgi ievadabarošanas kastespirālveida teknes augšpusē.
Caur sadalītāju virca tiek ievadīta spirālveida siles iekšējā malā, veidojot plānu, plūstošu plēvi gar siles virsmu (sūces biezums tiek kontrolēts līdz 5–20 mm, atkarībā no minerālu īpašībām un atdalīšanas prasībām).
(2) Spēka sistēma, kas iedarbojas uz minerālu daļiņām
Suspensijai plūstot lejup pa spirālveida siles gravitācijas ietekmē, katra minerāla daļiņa tiek pakļauta trīs kritiskiem spēkiem, kas veicina atdalīšanu:
| Spēka veids | Avots un efekts |
|---|---|
| Gravitācijas spēks (G) | Vertikāls lejupvērsts spēks, ko nosaka daļiņas masa (blīvums × tilpums). |
| Centrbēdzes spēks (Fₙ) | Veido vircas spirālveida kustība; proporcionāls daļiņas masai un tās tangenciālā ātruma kvadrātam. Nospiež daļiņas uz siles ārējo malu. |
| Šķidruma vilkšana (Fᵈ) | Izturība no plūstošās ūdens plēves; kas saistīti ar daļiņas izmēru, formu un relatīvo ātrumu attiecībā pret vircu. Dominē smalkām, zema{1}}blīvuma daļiņām. |
Therezultējošais spēksno šiem trim spēkiem nosaka daļiņas kustības trajektoriju:
Augsta -blīvuma minerāli (piemēram, zelts, hromīts, magnetīts): lielāki gravitācijas un centrbēdzes spēki pārvar šķidruma pretestību, virzoties uzārējā malano siles (lielāka ātruma zona).
Zema-blīvuma minerāli (piemēram, kvarcs, laukšpats): vājāks rezultējošais spēks, ieslodzīts lēnāk-kustīgajā suspensijas iekšējā slānī, migrējot uziekšējā malano siles.
(3) Stratifikācija un atdalīšana
Lejupējas spirāles plūsmas laikā (parasti 3–5 apgriezieni) tiek pakļautas minerālu daļiņasdinamiskā stratifikācija:
Siles ārējā malā tiek savākts augstas{0}}tīrības un augsta blīvuma{1}}koncentrāts.
Vidējā zona (ja tāda ir paredzēta) var radīt "vidējo" frakciju (jauktas minerālvielas) pārstrādei.
Iekšējā mala izvada zema{0}}blīvuma atliekas (atkritumus).
(4) Produktu kolekcija
Spirālveida teknes apakšā trīs atsevišķas izplūdes atveres (koncentrāts, viduklis, atliekas) savāc stratificētos minerālus, pabeidzot atdalīšanas procesu.
3. Galvenie faktori, kas ietekmē atdalīšanas efektivitāti
Darba principa efektivitāte ir atkarīga no šādu parametru optimizācijas (būtiski tehniskajām specifikācijām citās vai darbības vadlīnijās):
Vircas koncentrācija: 20–40% cietvielu saturs (atšķiras atkarībā no minerāliem); pārāk atšķaidīts samazina daļiņu mijiedarbību, pārāk biezs izraisa aizsprostojumus.
Barošanas ātrums: Vienmērīga plūsma, lai izvairītos no ūdens plēves un noslāņošanās pārtraukšanas (parasti 1–5 m³/h uz vienu tekni).
Caur ģeometriju: slīpums (attālums starp blakus esošajiem spirālveida pagriezieniem), izliekuma rādiuss un šķērsgriezuma -forma (pielāgota konkrētiem minerāliem).
Ūdens pievienošana: Papildu ūdens padeves galā vai pie siles, lai regulētu vircas viskozitāti un plūsmas ātrumu.
Daļiņu izmērs: Optimāli piemērots 0,074–2 mm (efektīvs smalkgraudainiem-minerāļiem; īpaši smalkām daļiņām var būt nepieciešama papildu flotācija).
4. Lietošanas raksturojums (saistīts ar darbības principu)
Gravitācijas atdalīšanas priekšrocība: Bez ķīmiskiem reaģentiem, zems enerģijas patēriņš un videi draudzīgums (atbilst zaļās bagātināšanas tendencēm).
Augsta selektivitāte: balstās uz blīvuma atšķirībām, padarot to ideāli piemērotu minerālu atdalīšanai ar atšķirīgu īpatnējo svaru (piem., zelts pret kvarcu, alvas rūda un sveķi).
Nepārtraukta darbība: Vienkārša struktūra, vienkārša apkope un piemērotība liela mēroga- minerālu pārstrādes rūpnīcām.
Kopsavilkums
Spirālveida teknes darbības princips griežas apkārtizmantojot iegūto gravitācijas spēku, centrbēdzes spēku un šķidruma pretestību, lai stratificētu minerālus pēc blīvumaspirālveida plūsmas laikā. Tās dizains optimizē daļiņu kustības trajektorijas, ļaujot efektīvi atdalīt vērtīgos minerālus no sēklām. Šis princips padara to par gravitācijas bagātināšanas pamatiekārtu, ko plaši izmanto ieguves rūpniecībā un minerālu apstrādes rūpniecībā metālu (zelts, alva, hroms) un nemetālisko minerālu (ogles, cirkons) ražošanai.
