一、螺旋选矿简介
螺旋选矿是在弯曲成螺旋状的长槽内进行的选矿过程，仍属斜面流选矿范畴，但在这里利用了矿浆在回转运动中产生的惯性离心力，促使轻、重矿物在槽面上分带，并分别连续排出。离心力和重力分力在流动中处于同一数量级，对分选有同样重要作用。自1941年美国人I．B．汉弗莱(Humphreys)制成第一台螺旋。选矿机以来，60年代苏联又制造了螺旋溜槽，70年代我国制成了带转动装置的旋转螺旋溜槽，至此螺旋选矿以其特有的矿浆运动形式而自成体系。
二、螺旋选矿分选原理
常用螺旋选矿机的槽断面形状、螺距和螺旋外径均是不变的。槽面上某一点沿槽切线方向的倾角a，称为纵向倾角，纵向倾角的正切等于螺距与该点回转一周的周长之比，即：
式中：t——螺距；
r——螺旋槽面上任一点距回转轴线的半径。
可见，纵向倾角是随槽面上某点半径的减小而增大。在螺旋槽的垂直横向断面上，槽底某点的切线与水平面的夹角届称作横向倾角。横向倾角系随半径的增大而增大。纵向倾角与横向倾角共同决定着该点横面的最大倾角y，其间的关系为。
r角的方向总是偏向槽的内缘，是影响底层矿粒运动方向的重要因素。
螺旋槽内的矿浆在重力分力作用下沿槽流动，同时又受惯性离心力作用向外缘扩展。于是形成了内缘流层薄．流速低，外缘流层厚，流速高的流动特性。据测定，靠近内缘液流厚度只有2～3毫米，呈层流流态，靠近外缘流层厚达7-16毫米，流速达1．5-2米／秒，呈明显的紊流流态，给入的水量增大，湿周向外扩展，但对内缘的流动特性影响不大，图11．7．3示出了以水进行测定的结果。
液流除了沿槽的纵向流动外，还存在着内缘流体与外缘流体间的横向交换。称作二次环流，如图11．7．4下图所示。由于这种环流运动，使得在槽的内圈(区域A)出现上升分速度，外圈(区域B)则有下降分速度。液流的纵向流动与二次环流叠加结果，形成了液流在槽面上的螺旋线状运动。上层液体趋向外缘，下层则趋向内缘(如图11．7．4下图所示)。
位于矿浆内的固体颗粒既受着流体运动特性的支配，同时也受有自身重力、惯性离心力和槽底摩擦力的作用。
矿浆给到螺旋槽后，在弱紊’流作用下松散，接着按流膜分选原理分层。矿粒在沿槽面作回转运动中产生惯性离心力，其大小可用下式表示；
式中 v1——颗粒沿槽面回转运动的线速度，
r——颗粒所在位置的回转半径。
进入底层的重矿物受槽底摩擦力影响，运动速度较低，离心力较小，在重力分力作用下，沿槽面的最大倾斜趋向槽的内缘运动I上层轻矿物颗粒接近随矿浆一起运动，速度大，被甩向槽的外缘。轻、重矿物颗粒的运动轨迹如示意图11．7．5所示。由于运动方向不同，于是在槽面上展开分带，重矿物靠近内圈，轻矿物移向’外圈，最外圈矿浆中则悬浮着微细粒矿泥。这种分带现象在第一圈：之后即已表现出来，并在以后继续完善着。二次环流不断地将矿粒沿槽底输送到槽的内缘，而同时又将内缘分出的轻矿物转移到外缘，促进着分带的发展。到第3～4圈时，矿粒运动趋于平衡，分带完成，结果如图11．7．6所示。
三、螺旋溜槽的设备结构
螺旋溜槽是由玻璃钢制成的螺旋叶片组装而成。叶片内表面有耐磨衬里，用聚氨酯橡胶或掺入金刚砂的环氧树脂涂刷而成。螺旋槽支撑在金属结构架上，上方有分矿器和接矿槽，下部有产品截取器和接矿槽，根据不同处理量需要，螺旋机组可以做成不同层数，即有单头、双头、三头和四头结构。图11．7．9示出了φ1200四头螺旋溜槽结构。
螺旋溜槽与螺旋选矿机的区别主要在于。（1)螺旋溜槽的横截面呈直线或立方抛物线， (2)精，中、尾矿均在螺旋槽的末端接出，在螺旋槽中部不设精矿接取装置； (3)在选别过程中一般不加冲洗水。
矿浆在螺旋溜槽上的流动情况与分选原理与螺旋选矿机基本相同。只是在螺旋溜槽槽面上有更大的平缓宽度，矿浆呈层流流现的区域较大，故适于处理微细粒级矿石。
四、螺旋溜槽的槽面结构特性
螺旋溜槽的横截面曲线一般地可用下式表示：
取直角坐标的第三象限作为槽的横截面，如图11．7．10所示则坐标原点O即为螺旋溜槽的外缘，A点为槽的内缘。OA为螺旋溜槽的工作表面，BA和0C为槽面的挡边。
横面上任一点的横向倾角β由下式决定。
式中，r——槽面上任一点距轴线的距离。其余符号见图11．7．10。
立方抛物线的工作面端点OA与水平线交角γ称为下斜角，其值决定于A点的坐标位置:
为了使不同直径的螺旋溜槽有相似的立方抛物线截面，应采取相同的下斜角或初始角。但不同直径的螺旋溜槽不能选取相同的α值，即不能应用同一个立方抛物线方程。根据试验室试验，选别粒度为O·3～O·02毫米物料时，下斜角γ以9度选别效率最好，α值的近似计算式为： |
