A спирален сепаратор(или спирален концентратор) е гравитационно-устройство, използвано за разделяне на частици с различна плътност в суспензия (смес от вода и смлени-твърди вещества).
Това е класическа и широко използвана част от оборудването в обработката на минерали, рециклирането и други индустрии, ценена запростота, без движещи се части и ниска консумация на енергия.
Как работи: Основният принцип
Представете си, че изсипвате смес от пясък и вода върху пързалка с тирбушон. По-тежките частици (като черен пясък) ще се държат по различен начин от по-леките частици (като обикновен пясък). Спирален сепаратор използва това в индустриален мащаб.
Ключови действащи сили:
Гравитация:Издърпва кашата надолу по спиралата.
Центробежна сила:Избутва частиците навън към стената на коритото.
Триене и съпротивление:Забавя частиците, особено тези, които са в контакт с коритото.
Bagnold Force:Повдигаща сила, създадена от течащата суспензия, която избутва по-малки, по-тежки частици навътре.
Раздялата се случва, защотопо-плътни частици(напр. хематит, калай, въглища) ипо-леки частици(напр. силициев пясък, глина) се организират в отделни ивици, докато пътуват надолу по спиралата.
Процесът на разделяне стъпка-по-стъпка:
Емисия:Суспензията се изпомпва до върха на спиралата и се разпределя равномерно в захранващото корито.
Поток надолу по спиралата:Докато суспензията тече надолу по спиралата (обикновено 5-7 оборота), течащият филм развива характерен профил.
Стратификация на частиците:
Тежки/плътни частици:Утаяват се на дъното на течащия филм, изпитват повече триене срещу коритото и са принуденинавътрекъм центъра на спиралата от вторични течения във флуида.
Леки/по-малко плътни частици:Остават висящи по-високо в течащия филм, носят се от първичния поток и се избутватнавънкъм ръба чрез центробежна сила.
Разделяне:В долната част на спиралата, aсплитер(или множество сплитери) е позициониран да разделя физически сега-сегрегираните ленти в различни продуктови потоци.
Разделител за тежък/среден/лек продукт
Колекция:Отделените продукти (обикновено 2 или 3) се събират в различни тръби или резервоари.
Ключови характеристики на дизайна:
Профил на коритото:Обикновено модифициран полукръг (напр. кубична парабола). Някои са спирали с "миеща вода" с жлебове или назъбвания за подпомагане на разделянето.
Стъпка:Вертикалното разстояние между завоите може да се регулира.
Брой завъртания:Обикновено от 5 до 7, в зависимост от трудността на разделянето.
Материали:Изработени от издръжливи материали като полиуретан, фибростъкло или чугун, често с керамични облицовки.
Общи приложения:
Преработка на минерали:Най-честата употреба. Разделяне:
Желязна руда (хематит/магнетит от силициев диоксид)
Тежки минерални пясъци (илменит, рутил, циркон от кварц)
хромит
Калай
Волфрам
Преработка на въглища:Почистване на въглища чрез отстраняване на плътни скали (шисти, пирит).
Рециклиране:Разделяне на пластмаси с различна плътност (напр. PET от PVC).
Обработка на силициев пясък:Премахване на тежки минерални примеси.
Възстановяване на почвата:Отделяне на замърсители от почвата.
