物料密度与矿浆黏度对螺旋分级机的影响

在螺旋分级机的工作过程中，有很多因素会影响其分级效果，其中物料密度和矿浆黏度是两个非常关键的因素。这两个因素会直接影响螺旋分级机溢流产品的粒度和返砂中细粒级的含量，进而影响整个选矿流程的效率和质量。了解物料密度和矿浆黏度对螺旋分级机的影响，有助于操作人员更好地控制分级过程，提高分级效率。

首先来看物料密度对螺旋分级机的影响。在矿浆浓度和其他工作条件相同的情况下，分级物料的密度不同，螺旋分级机的分级效果会有明显的差异。当分级物料的密度愈小时，矿浆中物料颗粒受到的重力作用就越小，颗粒在矿浆中的沉降速度会变慢。这就导致那些本应沉降到分级机底部的较细颗粒，可能因为沉降速度慢，无法及时沉降，反而会随着水流向上流动，从溢流堰溢出，使得溢流产品的粒度变粗。

相反，如果分级的物料密度愈大，物料颗粒受到的重力作用就越大，在矿浆中的沉降速度会加快。即使是一些粒度相对较细的颗粒，也会因为沉降速度快，快速沉降到分级机的底部，被螺旋叶片带动成为返砂。这样一来，从溢流堰溢出的就主要是粒度更细的颗粒，使得溢流粒度变细。同时，由于更多的细粒级颗粒沉降到了底部，返砂中的细粒级含量也会相应增加。

比如，在处理两种不同密度的矿物时，假设一种矿物的密度较小，另一种矿物的密度较大，在相同的矿浆浓度和分级条件下，密度较小的矿物分级后，溢流产品中可能会有较多粒度稍粗的颗粒；而密度较大的矿物分级后，溢流产品的粒度会更细，返砂中则会含有更多的细粒级颗粒。这种差异会直接影响后续的选矿工序，如果后续工序需要细粒度的原料，那么处理密度较大的物料时，分级效果会更符合要求。
再来看矿浆黏度对螺旋分级机的影响。矿浆黏度是指矿浆流动时受到的内摩擦力大小，黏度越大，矿浆的流动性越差；黏度越小，矿浆的流动性越好。在物料密度和其他条件相同的情况下，矿浆黏度的变化会对螺旋分级机的分级效果产生显著影响。当矿浆的黏度愈大时，矿浆对物料颗粒的阻力就越大，会阻碍颗粒的沉降。即使是一些粒度相对较粗的颗粒，也可能因为受到较大的阻力，无法顺利沉降，只能随着矿浆流动从溢流堰溢出，导致溢流产品的粒度变粗。

而当矿浆的黏度愈小时，矿浆对物料颗粒的阻力就越小，颗粒的沉降就越顺利。此时，粒度稍细的颗粒也能快速沉降，使得溢流产品中主要是粒度更细的颗粒，溢流粒度变细。同时，沉降到底部的细粒级颗粒增多，返砂中的细粒级含量也会增加。矿浆黏度的大小通常与矿浆的浓度、物料的粒度组成以及矿浆中添加的药剂等因素有关。比如，矿浆浓度过高时，矿浆中的固体颗粒含量多，颗粒之间的相互作用增强，会导致矿浆黏度增大；而添加一些分散剂，则可以降低矿浆中颗粒的团聚现象，减小矿浆黏度。
在实际的分级操作中，操作人员需要密切关注物料密度和矿浆黏度的变化，并根据这些变化及时调整分级机的工作参数。比如，当发现溢流产品粒度偏粗时，需要先判断是物料密度出现变化还是矿浆黏度升高。比如在某铁矿选矿车间，有一次操作人员发现溢流产品里粗颗粒明显增多，筛分时能看到不少大于0.074mm的颗粒，这时候他们先去查看了近期的矿石成分报告，发现这批铁矿的脉石含量比之前高，导致整体物料密度从之前的3.5g/cm³降到了3.2g/cm³，同时又取样测了矿浆黏度，用旋转黏度计测得黏度值从平时的200mPa·s升到了280mPa·s，这就说明是两个因素共同导致了溢流粒度偏粗。
这时候不能只调整一个参数，他们先尝试调整矿浆黏度，因为黏度升高更明显。矿浆黏度大主要是因为矿浆中的细泥含量增加，之前的矿浆浓度控制在35%左右，这次因为细泥多，同样的浓度下黏度变大，所以他们先把矿浆浓度降到32%，通过在分级机的进料口处增加一个小型加水装置，缓慢加入清水，同时观察矿浆的流动状态，每加5分钟水就取样测一次黏度，大概加了20分钟后，黏度降到了220mPa·s，这时候再看溢流，粗颗粒有所减少，但还是有少量超标。
接着他们调整了螺旋分级机的转速，之前的转速是15r/min，因为物料密度降低，颗粒沉降速度慢，螺旋叶片需要更快地把沉降到底部的粗颗粒输送出去，避免这些粗颗粒在底部堆积后又被矿浆带起进入溢流，所以他们把转速提高到18r/min。调整后观察了半小时，再取样分析溢流粒度，发现大于0.074mm的颗粒占比从之前的12%降到了5%，达到了工艺要求的标准，返砂中的细粒级含量也从之前的25%降到了18%，刚好在合理范围内，不会给后续的球磨机带来额外负担。
其实在实际生产中，这种情况很常见，很多时候操作人员不是靠理论公式去计算，而是靠长期积累的经验来判断。比如有位在矿山工作了十几年的老操作工，他不用仪器，光看溢流的颜色和流动速度就能大概判断黏度和粒度情况——矿浆黏度大的时候，溢流看起来更浑浊，流动得慢，沿着分级机的溢流堰流下来的时候会有“挂壁”的现象；而黏度小的时候，溢流更清澈，流动得快，不会挂壁。物料密度的变化则能从返砂的手感看出来，密度大的物料，返砂抓在手里更沉，颗粒感更明显；密度小的物料，返砂更轻，颗粒也更松散。
不过经验虽然重要，但科学的监测还是不能少。现在很多矿山都配备了在线监测系统，矿浆的浓度、黏度，溢流的粒度，这些数据会实时传输到控制室的屏幕上，操作人员不用频繁去现场取样，就能随时掌握情况。比如某大型锂矿基地，在螺旋分级机的溢流口安装了在线粒度分析仪，每10分钟就能自动测一次粒度数据，一旦超过设定的范围（比如溢流中0.074mm以下颗粒占比低于85%），系统就会报警，同时给出建议的调整方案，比如“建议降低矿浆浓度1%-2%”或“建议提高螺旋转速2r/min”，这样既提高了效率，也减少了人为判断的误差。
还要注意的是，物料密度和矿浆黏度的影响不仅体现在溢流粒度上，还会影响整个分级机的处理能力。比如当矿浆黏度太大时，矿浆在分级机内的流动速度变慢，单位时间内处理的矿浆量会减少，导致整个生产线的效率下降。有一次某铜矿因为雨季，矿石中的含水量增加，矿浆黏度变大，原本每小时能处理80立方米的矿浆，降到了每小时65立方米，后来通过加了少量的聚丙二醇作为分散剂，黏度降下来后，处理能力又恢复到了正常水平。
另外，过度调整也会带来问题。比如为了降低矿浆黏度，加太多水，导致矿浆浓度过低，虽然黏度小了，但溢流中会带走更多的细粒级有用矿物，造成金属流失。之前有个小矿山就犯过这样的错，发现溢流粒度粗后，一味地加水稀释，结果矿浆浓度从30%降到了20%，虽然溢流粒度合格了，但后续浮选时，因为矿浆中有用矿物浓度太低，浮选回收率下降了5个百分点，后来不得不调整回来，在加水的同时控制好浓度，确保在黏度合适的前提下，有用矿物不会流失。
总结来说，物料密度和矿浆黏度就像螺旋分级机的“晴雨表”，它们的变化直接反映了分级效果的好坏。操作人员需要既懂理论，又有实际经验，能根据这两个因素的变化灵活调整，既要保证溢流产品粒度合格，为后续工序提供好的原料，又要控制返砂中的细粒级含量，避免给球磨机带来额外负担，这样才能让整个选矿流程高效、稳定地运行。在实际工作中，没有一成不变的调整方案，每个矿山的矿石特性不同，设备型号不同，所以需要根据自身情况，不断摸索和总结，找到最适合自己的操作参数，这也是每个矿山操作工在日常工作中需要不断积累的技能。