La goulotte en spirale est un équipement clé de séparation par gravité largement utilisé dans le traitement des minéraux (par exemple, enrichissement de l'or, de l'étain, du chrome, du fer et du charbon). Son principe de fonctionnement repose sur l'action combinée degravité, force centrifuge et traînée des fluides, qui sépare les minéraux de différentes densités et tailles de particules. Vous trouverez ci-dessous une description détaillée et professionnelle de son mécanisme de travail, adaptée à la communication technique, à la documentation commerciale ou à la formation opérationnelle :
1. Conception de base et base structurelle
Une goulotte en spirale se compose d'unauge en spirale (canal hélicoïdal), un cadre de support, un dispositif d'alimentation en minerai, un port de décharge de concentré/huile/déchets et un système d'approvisionnement en eau. Les principales caractéristiques structurelles soutenant son principe de séparation comprennent :
L'auge en spirale a un pas et une courbure fixes, avec une surface intérieure inclinée (souvent recouverte de matériaux résistants à l'usure-comme le caoutchouc ou le polyuréthane pour réduire la friction et protéger les minéraux).
La section transversale de l'auge-a généralement une forme "parabolique" ou "en arc de cercle", optimisant l'état d'écoulement du mélange d'eau minérale-(boue).
2. Mécanisme de travail-par-étape
(1) Alimentation en lisier et distribution initiale
La boue minérale broyée et classée (particules de minerai + eau) est introduite uniformément dans leboîte d'alimentationau sommet de la goulotte en spirale.
Grâce à un distributeur, la boue est introduite dans le bord intérieur de l'auge en spirale, formant un film mince et fluide le long de la surface de l'auge (l'épaisseur de la boue est contrôlée entre 5 et 20 mm, en fonction des propriétés minérales et des exigences de séparation).
(2) Système de force agissant sur des particules minérales
Alors que la boue s'écoule vers le bas le long du bac en spirale sous l'effet de la gravité, chaque particule minérale est soumise à trois forces critiques qui entraînent la séparation :
| Type de force | Source et effet |
|---|---|
| Force gravitationnelle (G) | Force verticale vers le bas, déterminée par la masse de la particule (densité × volume). |
| Force centrifuge (Fₙ) | Généré par le mouvement en spirale du lisier ; proportionnelle à la masse de la particule et au carré de sa vitesse tangentielle. Pousse les particules vers le bord extérieur du bac. |
| Traînée fluide (Fᵈ) | Résistance du film d’eau qui coule ; liés à la taille, à la forme et à la vitesse relative des particules par rapport à la suspension. Domine les particules fines et de faible-densité. |
Leforce résultantede ces trois forces détermine la trajectoire de mouvement de la particule :
Minéraux à haute-densité (par exemple, or, chromite, magnétite) : des forces gravitationnelles et centrifuges plus importantes surmontent la traînée des fluides, se déplaçant vers lebord extérieurdu creux (zone de vitesse plus élevée).
Minéraux de gangue de faible-densité (par exemple, quartz, feldspath) : force résultante plus faible, piégée dans la couche interne-qui se déplace plus lentement, migrant vers lebord intérieurdu creux.
(3) Stratification et séparation
Au cours du flux en spirale descendant (généralement 3 à 5 tours), les particules minérales subissentstratification dynamique:
Le bord extérieur de l'auge recueille un concentré de haute-pureté et haute-densité.
La zone médiane (si elle est conçue) peut produire une fraction « intermédiaire » (mélange de minéraux) pour le retraitement.
Le bord intérieur évacue des résidus de faible-densité (déchets rocheux).
(4) Collecte de produits
Au bas de la goulotte en spirale, trois ports de décharge distincts (concentré, intermédiaire, résidus) collectent les minéraux stratifiés, complétant ainsi le processus de séparation.
3. Facteurs clés influençant l’efficacité de la séparation
L'efficacité du principe de fonctionnement dépend de l'optimisation des paramètres suivants (critiques pour les spécifications techniques des devis ou des directives opérationnelles) :
Concentration de boue: 20 à 40 % de teneur en matières solides (varie selon le minéral) ; trop dilué réduit l'interaction des particules, trop épais provoque des blocages.
Taux d'alimentation: Débit uniforme pour éviter de perturber le film d'eau et la stratification (généralement 1 à 5 m³/h par goulotte).
Géométrie à travers : Pas (distance entre les tours de spirale adjacents), rayon de courbure et forme de section transversale (personnalisée pour des minéraux spécifiques).
Ajout d'eau: Eau supplémentaire à l'extrémité d'alimentation ou le long de l'auge pour ajuster la viscosité du lisier et la vitesse d'écoulement.
Taille des particules : Optimal pour 0,074 à 2 mm (efficace pour les minéraux à grains fins à moyens- ; les particules ultra-fines peuvent nécessiter une flottation auxiliaire).
4. Caractéristiques de l'application (liées au principe de fonctionnement)
Avantage de la séparation par gravité: Aucun réactif chimique, faible consommation d’énergie et respect de l’environnement (conforme aux tendances d’enrichissement vert).
Haute sélectivité: S'appuie sur les différences de densité, ce qui le rend idéal pour séparer les minéraux ayant des densités spécifiques distinctes (par exemple, or contre quartz, minerai d'étain contre gangue).
Fonctionnement continu : structure simple, maintenance facile et adéquation aux usines de traitement de minéraux à grande échelle-.
Résumé
Le principe de fonctionnement de la goulotte en spirale s'articule autourutiliser la force résultante de la gravité, de la force centrifuge et de la traînée des fluides pour stratifier les minéraux par densitélors d'un écoulement en spirale. Sa conception optimise les trajectoires de mouvement des particules, permettant une séparation efficace des minéraux précieux de la gangue. Ce principe en fait un équipement de base en matière d'enrichissement par gravité, largement appliqué dans l'industrie minière et de transformation des minéraux pour les métaux (or, étain, chrome) et les minéraux non métalliques - (charbon, zircon).
