当今时代,人们节能减排的环保意识日益增强。作为利用离心力和重力复合力场的典型重选设备,螺旋溜槽因占地面积少、功耗低、操作简单、无运动部件、易于维护等诸多优点而备受关注。然而矿物颗粒在螺旋溜槽中的运动行为及分选规律,至今仍未全面并准确地为我们所获知,大部分认识还停留在定性分析阶段,因此对螺旋溜槽流场及颗粒运动行为进行更为细致的研究显得尤为必要。论文采用流场测试与数值模拟、单矿物颗粒分选试验及其运动行为模拟等研究手段,对螺旋溜槽流场和颗粒的分选行为进行了系统的试验研究,查明了直径为300mm的螺旋溜槽的流场特征及不同颗粒的分选特征,并考查了主要结构参数和操作条件对其流场特征和颗粒分选行为的影响,研究结果表明:(1)螺旋溜槽的流场特征为,水流主要在外缘汇集,水流厚度由内向外呈现先逐渐增大、后急剧增大、在近边壁处又降低的特征;水流速度由槽底向水层表面逐渐增加,在水层表面达到最大,且在某一水深处逐渐趋于平稳,该水深值因所处径向位置而异,数值模拟结果这与实测数据趋势一致;水流湍动能由槽底向水层表面逐渐降低,在槽底各径向位置的湍动能差别相对较小,而越靠近水层表面其差别越大;在螺旋溜槽中存在明显的横向二次环流,径向流速的分界点亦因径向位置不同而异。(2)由入口流量和螺距对螺旋溜槽流场特征的影响可知,增大入口流量,内缘水流厚度受其影响较小,而外缘水流厚度则明显增大,并且从第一圈末到第五圈末均表现出此变化趋势;入口流量越大,水流速度增大,二次环流也越明显,径向流速的分界点也因此改变,而水流湍动能的变化趋势因径向位置和相对水深不同而异;增大螺距,水流速度和湍动能均明显增大;入口流量和螺距对水流速度和湍动能的基本分布特征影响并不大。(3)单矿物分选试验结果显示,矿浆流主要在尾矿带排出,其矿浆体积产率达90%以上,增大给矿流量,二次环流越明显,这均与水流厚度的测试结果相一致,而增加给矿浓度则有利于流层沿槽面向内铺展。(4)螺旋溜槽中颗粒运动行为的模拟结果表明,不同粒度和密度的颗粒均由入口处的发散状逐渐向下完成分带,不同性质的颗粒在出口处沿径向的分布规律与石英和赤铁矿颗粒的实际分选结果一致。(5)单矿物分选试验及其运动行为模拟结果均可显示出,给矿流量和给矿浓度对石英和赤铁矿颗粒的运动及分选行为具有明显的交互作用,在较低的给矿浓度下,增大给矿流量有利于粗粒级颗粒的分离,在较低给矿流量时,增大给矿浓度则有利于细粒级颗粒的分离。