Spíralrennan er lykilaðskilnaðarbúnaður fyrir þyngdarafl sem er mikið notaður í steinefnavinnslu (td gull-, tin-, króm-, járn- og kolavinnslu). Starfsregla þess byggist á samsettri aðgerðþyngdarafl, miðflóttakraftur og vökvaþol, sem aðskilur steinefni af mismunandi þéttleika og kornastærðum. Hér að neðan er ítarleg, fagleg sundurliðun á vinnubúnaði þess, sniðin fyrir tæknileg samskipti, söluskjöl eða rekstrarþjálfun:
1. Kjarnahönnun og burðarvirki
Spíralrenna samanstendur af aspíraltrog (spíralrás), burðargrind, málmgrýtisfóðrunartæki, þykkni/olíu/úrgangslosunarhöfn og vatnsveitukerfi. Helstu byggingareiginleikar sem styðja aðskilnaðarreglu þess eru:
Spíraltrogið hefur fasta halla og sveigju, með hallandi innra yfirborði (oft fóðrað með -slitþolnum efnum eins og gúmmíi eða pólýúretani til að draga úr núningi og vernda steinefni).
Þverskurðurinn við botnfallið- er venjulega „fleygboga“ eða „hringbogi“, sem hámarkar flæðisástand steinefna-vatnsblöndunnar (surry).
2. Skref-fyrir-vinnukerfi
(1) Gróðurfóðrun og upphafsdreifing
Myldu og flokkaða steinefnaþurrkan (málmgrýtiagnir + vatn) er fóðrað jafnt inn ífóðurboxefst á spíralrennunni.
Í gegnum dreifingaraðila er slurry settur inn í innri brún spíraltrogsins og myndar þunnt, flæðandi filmu meðfram trogyfirborðinu (þykkt gróðurs er stjórnað í 5–20 mm, allt eftir steinefnaeiginleikum og aðskilnaðarkröfum).
(2) Kraftkerfi sem verkar á steinefnaagnir
Þegar grisjan rennur niður meðfram spíraltroginu undir þyngdarafl, verður hver steinefnaögn fyrir þremur mikilvægum kraftum sem knýja fram aðskilnað:
| Force Type | Uppruni og áhrif |
|---|---|
| Þyngdarkraftur (G) | Lóðréttur kraftur niður, ákvarðaður af massa ögnarinnar (þéttleiki × rúmmál). |
| Miðflóttakraftur (Fₙ) | Myndað af spíralhreyfingu slurrysins; í réttu hlutfalli við massa ögnarinnar og veldi snertihraða hennar. Þrýstir ögnum í átt að ytri brún trogsins. |
| Fluid Drag (Fᵈ) | Viðnám frá flæðandi vatnsfilmunni; tengist stærð, lögun og hlutfallslegum hraða ögnarinnar við slurry. Yfirgnæfandi fyrir fínar agnir með-lítilþéttleika. |
Theafl sem af því leiðiraf þessum þremur kraftum ákvarðar hreyfiferil ögnarinnar:
Há-steindefni (td gull, krómít, magnetít): Meiri þyngdar- og miðflóttakraftar sigrast á vökvaþoli og færast í átt aðytri brúntrogsins (hraðasvæðið).
Lág-þéttleiki gangsteina (td kvars, feldspat): Veikari afleiðingarkraftur, fastur í hægara-innra lagi gruggleysunnar, sem flytur í átt aðinnri brúnaf troginu.
(3) Lagskipting og aðskilnaður
Meðan spíralflæðið er niður á við (venjulega 3–5 snúninga) fara steinefnaagnir undirkraftmikla lagskiptingu:
Ytri brún trogsins safnar miklum-hreinleika og-þéttleika þykkni.
Miðsvæðið (ef hannað er) getur framleitt „miðlungs“ brot (blandað steinefni) til endurvinnslu.
Innri brúnin losar úr lág-þéttleika úrgangs (úrgangsberg).
(4) Vörusöfnun
Neðst á spíralrennunni safna þrjár aðskildar losunarportar (þykkni, miðja, afgangur) saman lagskiptu steinefnin og klára aðskilnaðarferlið.
3. Lykilþættir sem hafa áhrif á skilvirkni aðskilnaðar
Skilvirkni vinnureglunnar er háð því að fínstilla eftirfarandi færibreytur (mikilvægt fyrir tækniforskriftir í tilvitnunum eða rekstrarleiðbeiningum):
Styrkur slurry: 20–40% fast efni (breytilegt eftir steinefnum); of þynnt dregur úr samspili agna, of þykkt veldur stíflum.
Fóðrunarhlutfall: Jafnt flæði til að forðast að trufla vatnsfilmuna og lagskiptingu (venjulega 1–5 m³/klst. í hverri rennu).
Trog rúmfræði: Brúna (fjarlægð milli aðliggjandi spíralbeygja), sveigjuradíus og þversniðsform (sérsniðin fyrir ákveðin steinefni).
Vatnsbót: Viðbótarvatn í fóðurendanum eða meðfram troginu til að stilla seigju og flæðihraða slurrys.
Kornastærð: Ákjósanlegt fyrir 0,074–2 mm (árangursríkt fyrir fínt til meðal-kornótt steinefni; ofur-fínar agnir gætu þurft hjálparflot).
4. Eiginleikar umsóknar (tengd vinnureglunni)
Þyngdarafl aðskilnaður kostur: Engin efnafræðileg hvarfefni, lítil orkunotkun og umhverfisvæn (samræmist grænni nýtingarþróun).
Mikill valmöguleiki: Byggir á þéttleikamun, sem gerir það tilvalið til að aðskilja steinefni með mismunandi eðlisþyngd (td gull á móti kvars, tin málmgrýti á móti gangu).
Stöðug rekstur: Einföld uppbygging, auðvelt viðhald og hentugur fyrir stórar- steinefnavinnslustöðvar.
Samantekt
Vinnulag spíralrennunnar snýst ummeð því að nota þyngdarafl, miðflóttakraft og vökvaviðnám sem myndast til að lagskipta steinefni eftir þéttleikavið spíralflæði. Hönnun þess hámarkar hreyfingarferla agna, sem gerir skilvirkan aðskilnað verðmætra steinefna frá gangtegundum. Þessi regla gerir það að verkum að hann er kjarnabúnaður í þyngdaraflsnýtingu, mikið notaður í námu- og steinefnavinnsluiðnaði fyrir málma (gull, tin, króm) og ó-steinefni (kol, sirkon).
