[科普中国]-水力分级箱

原理

水力分级箱是根据颗粒在运动介质中的沉降速度的不同，将粒度范围宽的混合粒群，分为若干粒度范围窄的粒群。1

工作过程水力分级箱的工作过程，矿粒的基本运动形态是沉降。例如在上升介质流中，若矿粒的沉降速度等于上升水流速度时，这部分矿粒将呈悬浮状态。这也是矿粒处于上浮或下沉的临界状态，这种矿粒的粒度称为临界粒度或分离粒度。沉降速度小于上升水流速度的矿粒将被水流冲出，成为溢流；沉降速度大于上升水流速度的矿粒将下沉，成为沉砂。

分类选矿厂常用的水力分级箱有机械搅拌式水力分级箱、圆锥分级箱、云锡式分级箱和筛板式槽型水力分级箱。

1、机械搅拌式水力分级箱

它属于上升水流干涉沉降水力分级箱的类型。其结构如图。分级箱由四个角锥形分级箱依次连接，安装成阶梯形。

由于四个角锥箱的横截面积是依次增大的，故形成的上升水流速度依次减小。角锥箱下部有搅拌室，矿浆在其中形成干涉沉降条件。带有玻璃观察窗的分级室与搅拌室紧密相连，该处的横截面积最小，矿粒受到最后分级。高压水可切向给入涡流箱，形成稳定的上升水。缓冲箱起缓冲作用，避免在连续排矿过程中产生向下急流而破坏分级过程。提升杆下端有控制排矿的锥形阀 蜗轮传动机构 带动搅拌器 转动，蜗轮上的凸轮可周期地提起提升杆 ，使锥形阀打开，排出沉砂。

当矿浆给入上部第一室角锥箱后，由于受到最大速度上升水流的作用，分离出沉降速度最大的颗粒，其余的矿浆流至下一室。在角锥箱得到初步分级的粗颗粒，于下沉过程中，将在分级室 中受到了强烈上升水流的冲洗，再次分级、脱泥。第二室的上升水速小于第一室，依次分离出沉降速度比第一室小的颗粒。如此进行，在各室可得到不同粒级的沉砂产品。在最后一室仍不能沉降的颗粒，随溢流排出。

这种分级箱沉砂含泥量少、省水、沉砂浓度大，常用在钨矿选矿厂，作为摇床选分前物料分级。其适宜的分级粒度小于 ，对小于 粒级分级效果较差。它的缺点是构造较复杂，配置和操作不便，需要机械动力。

2、圆锥分级箱

按处理物料粒度的不同，圆锥分级箱可分为矿砂式和矿泥式两种。矿泥圆锥分级箱又叫浓泥斗或泥锥，主要用于处理0.15mm以下的物料；矿砂圆锥分级箱又叫砂锥，用来处理大于0.15mm的物料。

浓泥斗是选矿厂常见的脱水、脱泥设备。其结构如图。其主体是一个倒立的圆锥体。上部连接一个短柱体，中心有一给矿管，给矿管下部插入液面。

矿浆经给矿管进入浓泥斗，形成上升和水平流。粗粒沉至锥体下部，经沉砂口排出；溢流携带细粒从圆锥上部的环形溢流槽流出。浓泥斗锥体角度一般为55°~60° 。锥角太大，影响沉砂排出；锥角太小，设备高度太大。浓泥斗规格用锥底直径表示。浓泥斗锥体下部设有高压水管，以备沉砂口堵塞时冲洗积砂用。浓泥斗主要用在使用水力分级箱前对原矿进行脱泥，借以提高分级效率，也安装在磨矿设备前进行矿石的浓缩、脱水，以提高磨矿机的给矿浓度。还可用在各种矿泥选别设备前控制给矿浓度和矿量。2

3、云锡式分级箱

云锡式分级箱结构如图 所示。其外形呈倒立的锥体，底部的一侧设有压力水管，另一侧有沉砂排出管。分级箱常为个，串联工作。中间用矿浆运输流槽连接起来。箱的上表面有五种规格（宽×长 ）200×800、300×800、400×800、600×800、800×800。主体箱高约为1000mm，各分级箱安装时由小到大排列。沉砂则由粗到细排出。

为了减小矿浆流入分级箱内引起搅动，并使上升液流均匀分布，在箱的上表面约垂直于矿浆流动方向安有一组阻砂条 。各阻砂条之间缝隙约10mm。从矿浆流中沉落的矿粒经过阻砂条间的缝隙时，受到上升水流的冲洗，细颗粒被带出到下一个分级箱中。粗颗粒在箱内继续下降，按干涉沉降规律分层。底层粗粒级由沉砂口排出。每个箱的阻砂条间缝隙宽和深度沿流动方向逐渐增大。沉砂的排出量用手轮旋转砂芯（锥形阀）调节。给水压力应稳定在3kg/cm2左右。用阀门控制水的流量，自首箱至末箱依次减小。

分级箱通常一对一地配置在摇床上方，用管道与摇床相连。这样分级箱同时承担着分配矿量的任务。沉砂不仅在粒度上，而且在数量上和浓度均应适合于摇床分选的要求。这种分级箱的优点是：结构简单、易于制造、不耗机械动力、占用的空间高度小、可与摇床配置在同一台阶上、便于操作。缺点是：耗水量较大矿石）、阻砂条间缝隙易发生堵塞、矿浆在箱内搅动大，导致分级效率低。2

4、筛板式槽型水力分级箱

这种分级箱又称丹佛型水力分级箱，是利用筛板造成干涉沉降条件的设备，如图。机体外形为一角锥形箱，箱内用垂直隔板分成4~8个分级室。每个室的断面积为200×200mm，在距室底一定高度处设置筛板。筛板上钻有 36~72个直径为3~5mm的筛孔。压力水由筛板下方给入，经筛孔向上流动。在筛板上方悬浮着矿粒群，进行干涉沉降分层。粗颗粒通过筛板中心孔排出，排出量用锥形塞控制。

矿浆由一侧给入，依次进到各室中，各室的上升水速逐渐减小。由此得出由粗到细的各级产物。分级室内上升水速分布是否均匀，对分级效果有重要影响。

该机优点：构造简单、不需用机械动力、高度较小、便于配置。缺点是：沉砂浓度和分级效率均较低。这种分级箱在我国中、小型钨矿选矿厂应用较多。2