重介质旋流器分选原理

 目前，对重介质旋流器的分选机理还没有一致的解释。名列前茅种观点认为，入选物料作螺旋回转运动时，不同密度的螺旋角不同。因此，物料和悬浮液一起由器壁沿切线进入旋流器后逐渐散开，在径向和轴向沿对数螺旋线轨迹运动，粗而重的颗粒螺旋角大，轻而细的颗粒螺旋角小。在经过旋流器内液体的轴向速度为零的等位线（轴向速度零位线）所形成的分界面（即上升内螺旋流与下降外螺旋流的分界面）以前，粗而重的颗粒，沿器壁向下滑动，直到底流口排出。其余的颗粒在下降外螺旋流中向下移动并逐渐接近分界面在这里进行分层，具有临界密度的颗粒在轴向速度零位线附近波动式地来回运动。如果颗粒在旋流器某一高度上穿过轴向速度零位线并落入内螺旋上升流中，则在上升流中按密度进行第二次分层。在内螺旋溜中，由于螺旋半径减小使离心加速度增大，从而使某些颗粒返回外螺旋下降流中，并在旋流器内循环一段时间后从底流口排出。所有留在内螺旋上升流中的颗粒都作为精煤产品经溢流管排出。

第二种观点认为内螺旋中的分选其主要作用。入料中大部分颗粒沿器壁运动，直到锥体下部。在底流口附近有一个高密度悬浮液阻挡层，使轻颗粒进入内螺旋上升流中去。在上升流中既有按密度分层的分选作用，也有按初加速度的分选作用。持这种观点的人中，也有人从分级的观点出发认为，在轴向速度为零的包络面上，由于离心力和径向流的流体动力作径向运动时按该密度进行分选。第三种观点是苏联皮捷尔斯基等人通过试验确定了高入料浓度、高入料压力、小直径旋流器中的速度场和密度场后提出的观点。在上述条件下所得的实验资料证实：等密度线与旋流器中心线形成的角度，而这些等密度线贯穿于内外旋流。在椎体下半部中，切线速度的分布是：器壁处很大，并向旋流器中心逐渐减小；浓缩度高达1.85。持这种观点者认为，入选物料进入旋流器后，因为其中大部分颗粒的密度大于上部悬浮液的密度，所以在离心力作用下被抛向器壁，在外螺旋下降流中项底流口移动。入选物料进入高密度悬浮液区后，当颗粒密度与悬浮液密度相等时，颗粒由外螺旋沿等密度线移向内螺旋，并随之移向溢流管。这一过程是一个开始是轻的颗粒、然后是重颗粒的多次分选过程。

但是上述各种观点都有不足之处。名列前茅种观点对重液和悬浮液未加区别，只考虑了速度场，而未考虑密度场。它只适于以某些极为稳定的悬浮液，如黄土、细矸石作加重质的重介质旋流器。第二种观点曾用以解释旋流器选煤时分选密度大于入料悬浮液密度这一现象。但美国的实验表明，这种现象不仅仅是使用不均质的悬浮液时才有，即使是使用重液这样一种均质的介质时也会有。在水介质旋流器方面，关于因循环着的泥煤积聚而使分选密度增大的观点，也已逐步为大量高密度分选（即分选密度高于泥煤积聚时所能达到的高密度）的实验资料所否认。在重介质旋流器方面，苏联文献以分选密度与入料悬浮液密度之比表示分选密度的变化率。

经过大量实验表明，重介质旋流器的分选机理是：

（1）物料在旋流器中是以径向的两种力，即离心力和阿基米德力来分选的。径向泄力和因惯性而造成的额外的压力梯度，对3mm以上颗粒的分选不起重要作用。

（2）在一般的旋流器中，决定分选密度的分选区，是在轴向速度零位线附近。这一区域内的悬浮液密度是随着工作制度（压力、浓缩度）的变化而变动的。

（3）邻近密度物运动轨迹具有随机性，这种随机性也影响着可能偏差值Ep。