El separador de tornillo es un dispositivo que funciona según el principio de separar el material en un flujo libre inclinado de poca profundidad.
En los separadores de tornillo existe una tolva lisa inclinada fija realizada en forma de espiral con eje vertical. La pulpa se carga en la parte superior del canal y fluye hacia abajo bajo la acción de la gravedad en forma de una profundidad delgada y diferente a lo largo de la sección transversal del canal de flujo. Cuando se mueve en una corriente, además de las fuerzas gravitatorias e hidrodinámicas habituales que actúan sobre los granos, se desarrollan fuerzas centrífugas . Los minerales pesados se concentran en el borde interior de la zanja, mientras que los minerales ligeros se concentran en el exterior. La rampa de los separadores de tornillo en sección transversal es 1/4 de círculo o una elipse alargada. Al final de la tolva hay cuchillas separadoras que dividen el flujo en dos partes que contienen diferentes productos. La apariencia del separador de tornillo se muestra en la figura.
En los separadores de tornillo es posible enriquecer lodos de carbón con un tamaño de partícula de 0,074–3,0 mm , con un contenido de sólidos en la pulpa de 370–440 g/ly una carga de sólidos de 2–2,5 t/h. Dependiendo del contenido de cenizas, el tamaño y el ancho de la clasificación y una serie de otros factores, el contenido de cenizas del producto, que se envía al concentrado, disminuye en un 7-15%. Hasta el 15% del producto de la nutrición de salida se destina a la raza. El contenido de cenizas del concentrado es 8 - 11% con el contenido de cenizas de la alimentación de salida 17 - 24%.
El material con un tamaño de grano de 0,1 - 1,5 mm se enriquece con mayor eficacia en los separadores de tornillo. El enriquecimiento de granos con un tamaño de partícula de 0,1 a 0,074 mm ocurre mucho peor. El separador de tornillo, como la mayoría de los dispositivos en los que el material se separa por densidad en un medio acuoso, es sensible a la amplitud de la clasificación por tamaño de grano y funciona mucho mejor en material estrechamente clasificado, lo cual está previsto en el diseño.
Una característica del flujo a lo largo de un canal helicoidal es que el grano de mineral, moviéndose a lo largo del canal helicoidal, experimenta simultáneamente la acción de fuerzas que son diferentes en magnitud y dirección. Su resultante está determinada por la trayectoria del grano y su posición en la sección transversal del flujo.
En contraste con el comportamiento de los granos en flujos inclinados rectos, en un flujo helicoidal, los granos se mueven entre sí no solo a lo largo de la tolva, sino también en dirección transversal. Como resultado, los granos ligeros con una alta velocidad de movimiento a lo largo del flujo no solo superan a los granos de la capa inferior del flujo, sino que también se desplazan bajo la influencia de una mayor fuerza centrífuga y circulación transversal hacia el borde exterior del flujo, creando un abanico de productos en la tolva.
La velocidad longitudinal promedio de los granos a lo largo de la tolva del separador de tornillo difiere poco de la velocidad del agua. El factor de tamaño es más importante para las jaulas de tornillo que el factor de densidad. Las clases pequeñas de todos los minerales permanecen en la cuneta durante más tiempo que las grandes.
El principal parámetro de diseño del separador es el diámetro de la tolva de tornillo, que determina las dimensiones del aparato, su peso y rendimiento. La elección del diámetro del separador depende de la capacidad de sólidos, el tamaño y la densidad de los minerales separados.
Con un aumento en el diámetro del separador, aumenta el tamaño de los granos efectivamente separados en él. Los separadores de tamaño pequeño separan eficazmente los granos pequeños.
Los factores tecnológicos incluyen: