2.2.2　分级

非金属矿磨矿或磨粉中常用的分级设备包括用于选矿准备作业的螺旋分级机、湿法除砂（杂）和分级的水力旋流器、细筛、水力分级机及用于干法磨粉分级的气流分级机等。

（1）螺旋分级机　螺旋分级机分为高堰式、低堰式和沉没式三种。根据螺旋数目，又可分为单螺旋分级机和双螺旋分级机。这些螺旋分级机的结构大同小异。

螺旋分级机有一个倾斜的半圆柱形槽子，槽中装有一个或两个螺旋，它的作用是搅拌矿浆并把沉砂运向斜槽的上端。螺旋叶片与空心轴相连，空心轴支承在上下两端的轴承内。传动装置安在槽子的上端。电动机经伞齿轮使螺旋转动。下端轴承装在提升机构6的底部，可转动提升机构使它上升或下降。提升机构由电动机经减速器和一对伞齿轮带动丝杆组成，使螺旋下端升降。停车时，可将螺旋提取，以免沉砂压住螺旋，使开车时不至于过负荷。

高堰式螺旋分级机的溢流堰比下端轴承高，但低于下端螺旋的上边缘。它适合于分离出0.15～0.20mm的粒级，通常与磨矿机相配合。沉没式螺旋分级机的下端螺旋有4～5圈全部浸在矿浆中，分级面积大，有利于分出比0.15mm细的粒级。低堰式螺旋分级机的溢流堰低于下端轴承的中心，分级面积小，现已不采用。

螺旋分级机构造简单，工作平稳，操作方便，易于与球磨机自流连接。在非金属矿加工中螺旋分级机主要用于非金属矿湿法选矿的磨矿分级作业，如鳞片石墨矿的粗磨分级。

（2）水力旋流器　图2-3所示为水力旋流器的构造和实际使用时的水力旋流器组。其上部是一个中空的圆柱体，下部是一个与圆柱体相通的倒锥体，二者组成水力旋流器的工作筒体。圆柱形筒体上端切向装有给矿管，顶部装有溢流管及溢流导管。在圆锥形筒体底部有沉砂口。各部分之间用法兰盘及螺钉连接。给矿口、筒体和沉砂口通常衬有橡胶、聚氨酯或辉绿岩铸石，以便减少磨损并在磨损后更换。小型水力旋流器还可完全由聚氨酯制成。

图2-3　水力旋流器结构示意图和外形

1—给矿管；2—圆柱形筒体；3—溢流筒体；4—锥体；5—沉砂口；6—溢流导管

水力旋流器常用于高岭土、石英、长石等非金属矿的分级和脱泥，用于分级设备时，主要用来与磨机组成磨矿-分级系统。

水力旋流器具有构造简单、占地面积小、基建费用少、单位容积处理能力大、矿浆在旋流器中滞留的量和时间少等优点。其缺点是给矿砂泵的动力消耗大且磨损快、给料口和沉砂口容易磨损以及给矿浓度、粒度、黏度和压力的微小波动对工作指标有很大影响等。

（3）水力分级机　水力分级机一般分槽形分级机和圆锥分级机两类。这类分级机的特点是向分级机内给入一定的上升水流，该水流方向与矿粒沉降方向相反。矿浆由上端溜槽给入，依次进入各分级室内，由于各分级室的断面积依次增大，而上升水流依次减小，因而在分级室底部分出一系列由粗到细的几个粒级产品。这类分级机主要用于非金属矿的分级或脱泥。

工业上应用的水力沉降分级机主要有槽形分级机（根据沉降条件不同分为自由沉降和干涉沉降两种）和圆锥形分级机。圆锥形分级机主要用于脱泥（分离0.15mm以下的矿粒）。该类分级机的特点是结构简单、操作维护简单、能严格控制溢流细度，在石英矿等非金属矿物的脱泥和分级中得到了应用。

（4）气流分级机　气流分级机属于干法分级设备，主要用于干法磨矿产品细度和粒度分布的控制。目前，常用的干法分级设备可以分为两种：一种是旋转叶轮式分级机；另一种是没有分级轮的旋风器式分级机。但后者在非金属矿粉分级中很少应用。

图2-4为旋转叶轮式气流分级机的结构和工作原理示意图。其结构主要由鼓风叶轮、甩料盘、辅助叶轮、给料管、内筒、叶片、锥体、外筒、排料口等组成。其垂直轴上装有鼓风叶轮1和甩料盘2；辅助叶轮3使气流在内筒5和外筒8之间的空间循环流动。由于叶片6的角度及叶轮的转动，气流呈螺旋形轨迹在内筒上升，甩料盘排出的物料随气流一边旋转，一边向上运动。粗颗粒经粗粒物料出口9排出；细粒物料随气流上升，在经过叶轮1和叶片6较大及急剧改变运动方向的离心力的作用下与气流分离，经外筒8的内壁从细粒物料出口10排出，气流则在机内循环使用。这种分级机可以单独设置，也可与粉碎机设在一起，其分级粒度为40～700μm。

图2-4　旋转叶轮式气流分级机结构示意图

1—鼓风叶轮；2—甩料盘；3—辅助叶轮；4—给料管；5—内筒；6—叶片；7—锥体；8—外筒；9—粗粒物料出口；10—细粒物料出口