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搖床的介紹及分選原理
閱讀：5654 發(fā)布時(shí)間：2016-8-30
搖床屬于流膜選礦類設(shè)備，它由早期的固定式和可動(dòng)式溜槽發(fā)展而來(lái)。直到20世紀(jì)40年代，搖床還是同固定的平面溜槽、回轉(zhuǎn)的圓形溜槽和振動(dòng)的帶式溜槽劃為類，統(tǒng)稱作淘汰盤。到了50年代，搖床的應(yīng)用日益廣泛且占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，于是使以它的不對(duì)稱往復(fù)運(yùn)動(dòng)為特征而自成體系。
所有的搖床基本上都是由床面、機(jī)架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。平面搖床的床面近似呈矩形或菱形。在床面縱長(zhǎng)的端設(shè)置傳動(dòng)裝置。在床面的橫向有較明顯的傾斜。在傾斜的上方布置給礦槽和給水槽。床面上沿縱向布置有床條（俗稱來(lái)復(fù)條）。床條的高度自傳動(dòng)端向?qū)?cè)逐漸降低，并沿條或兩條斜線尖滅。整個(gè)床面由機(jī)架支撣或吊起，機(jī)架上裝有調(diào)坡裝置。
原料（礦漿或干料）給到給礦槽內(nèi)，同時(shí)加水調(diào)配成濃度為25%20%的礦漿，自流到床面上。礦粒群在床條溝內(nèi)因受水流沖洗和床面振動(dòng)而放松散、分層。分層后的上下層礦粒受到不同大小的水流動(dòng)壓力和床面摩擦力作用而沿不同方向運(yùn)動(dòng)。上層輕礦物顆粒受到更大程度的水力推動(dòng)，較多地沿床面的橫向傾斜向下運(yùn)動(dòng)。于是這側(cè)即被稱作層礦例。位于床層底部的重礦物顆粒直接受床面的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)移向傳動(dòng)端的對(duì)面，該處即稱為精礦端。礦粒的密度和粒度不同，運(yùn)動(dòng)方向亦不同，于是礦粒群從給礦槽開(kāi)始沿對(duì)角線呈扇形展。產(chǎn)物沿床面的邊緣排出，排礦線很長(zhǎng)，故搖床能精搖床分選包括松散分層和運(yùn)搬分帶兩個(gè)基本內(nèi)容。它們共同在水流沖洗和床面的差動(dòng)作用下完成。床條的形式、床表面的摩接力和床面傾角對(duì)完成分選過(guò)程有重要影響。
水流沿床面的橫向流動(dòng)，不斷地跨越床條，流動(dòng)斷面的大小是交替變化的。其每經(jīng)過(guò)個(gè)床條即發(fā)生次小的水躍。水躍產(chǎn)生的漩渦在靠近下游床條的邊緣形成上升流，而在槽溝中間形成下降流。水流的上升和下降推動(dòng)著上部粒群松散懸浮，并可使重礦物顆粒轉(zhuǎn)入底層。水躍對(duì)底層影響很小，在那里粒群比較密集，可形成穩(wěn)定的重礦物層。輕礦物顆粒因局部靜壓強(qiáng)較小，不再能進(jìn)入底層，于是就在橫向水流推動(dòng)下越過(guò)床條向下運(yùn)動(dòng)。沉降速度很小的泥質(zhì)顆粒始終保持著懸浮狀態(tài)，隨著橫向水流起排出。
在漩渦的作用區(qū)下面，粒群的松散主要靠床面搖動(dòng)的機(jī)械力實(shí)現(xiàn)。其分層規(guī)律與般平面溜槽基本相同。但是，更重要的是床面的搖動(dòng)，導(dǎo)致細(xì)重礦粒鉆過(guò)顆粒的間隙，沉于底層，這種作用稱為析離。析離分層是搖床選礦的重要特點(diǎn)，它使按密度分層更趨完善。分層結(jié)果是；租而輕的礦粒在上層，其次是細(xì)而輕的礦粒，再次是粗重礦粒，底層為細(xì)重礦粒。
粒群在床面上的扇形分帶也是在水流沖洗力和床面差動(dòng)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)合作用下發(fā)生的。橫向水流由給礦水和沖洗水兩部分組成并布滿在整個(gè)床面上。在沿斜面流動(dòng)過(guò)程中對(duì)礦粒
施以動(dòng)壓力（阻力）。水流速度愈大，這種動(dòng)壓力亦愈大，因而使礦粒運(yùn)動(dòng)速度加大。增加給水量或增大床面橫向坡度均可增加水流速度。但增大坡度同時(shí)也增加了顆粒沿斜面的重力分力，可使礦粒的運(yùn)動(dòng)速度更大程度地增加，但不同粒度和密度顆粒的橫向運(yùn)動(dòng)速度差卻要減小。
在橫向水流推動(dòng)下，位于同層面高度的顆粒，粒度大的要比粒度小的運(yùn)動(dòng)為快，密度小的又比密度大的運(yùn)動(dòng)為快。礦粒的這種運(yùn)動(dòng)差異又由于分層后不同密度和粒度顆粒占據(jù)了不同的床層高度而愈明顯。水流對(duì)那些接近床條高度的顆粒沖洗力強(qiáng)，因而輕礦物的粗顆粒先被沖下，橫向運(yùn)動(dòng)速度為大。隨著床層向精礦端移動(dòng)，床條的高度降低，原來(lái)占據(jù)中間層的礦物顆粒不斷地暴露在上表面。于是輕礦物的細(xì)顆粒和重礦物的粗顆粒相繼被沖洗下來(lái)，形成不同的橫向運(yùn)動(dòng)速度。床條的高度變化對(duì)沿尾礦例排出不同質(zhì)量產(chǎn)物有重要作用。
位于底層的重礦物細(xì)顆粒橫向運(yùn)動(dòng)速度小。它們直被報(bào)送到床面末端的光滑區(qū)域。在里水層減薄，近似呈層流流態(tài)。顆粒在這樣的水流沖洗下，運(yùn)動(dòng)速度可按下述公式計(jì)算：
具有較小沉降末速的輕礦物顆粒，獲得了較大的橫向運(yùn)動(dòng)速度，因而終將混雜的細(xì)小脈石顆粒清除，提高了桔礦質(zhì)量o這區(qū)域稱作精選區(qū)。與此相對(duì)的靠近床頭的部分則是祖選區(qū)。在這兩者中間床條尖滅前段寬度為復(fù)選區(qū)。顆粒沿縱向由蛆選區(qū)向精選區(qū)運(yùn)動(dòng)可視為精選過(guò)程，而沿橫向的運(yùn)動(dòng)則屬于掃選過(guò)程。
所謂差動(dòng)運(yùn)動(dòng)就是指床面從傳動(dòng)端以較低的正向加速度向前運(yùn)動(dòng)，到了沖程的中點(diǎn)附近，速度達(dá)到大，而加速度降為零。接著負(fù)向加速度急劇增大，使床面產(chǎn)生急回運(yùn)動(dòng)，再返回到中點(diǎn)。接著改變加速度的方向，以較低的正向加速度使床面折回，如此進(jìn)行差動(dòng)往復(fù)搖動(dòng)。顆粒在床面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件是顆粒的慣性力大于床面的摩擦力。顆粒的慣性力由床面運(yùn)動(dòng)的加速度引起。只有當(dāng)?shù)V粒獲得的慣性力大于礦粒與床面的摩接力時(shí)，礦粒才有可能在縱向?qū)Υ裁孀飨鄬?duì)運(yùn)動(dòng)。
床面上扇形分帶是不同性質(zhì)礦粒橫向運(yùn)動(dòng)和縱向運(yùn)動(dòng)的綜合結(jié)果。大密度礦粒具有較大的縱向移動(dòng)速度和較小的橫向移動(dòng)速度，其合速度方向偏離搖動(dòng)方向的傾角小，趨向于精礦端；小密度礦粒具有較大的橫向移動(dòng)速度和較小的縱向移動(dòng)速度，其合速度方向偏離搖動(dòng)方向的傾角大，趨于尾礦端。大密度粗粒及小密度細(xì)粒則介于上述兩者之間。
床面上的床條（或刻槽）不僅能形成溝槽，增強(qiáng)水流脈動(dòng)，增加床層松散，利于礦粒分層和折離。而且，所引起的渦流能清洗出混雜在大密度礦層內(nèi)的小密度礦粒，改善分選效果。床條高度由傳動(dòng)端向精礦端逐漸降低，使分好層的礦粒，依次受到橫向水流的沖洗。先受到?jīng)_洗的是處于上層之粗而輕的礦粒；重礦粒則沿溝槽被繼續(xù)向精礦端運(yùn)搬。這些特性，對(duì)搖床的分選起很大作用。
床面的運(yùn)動(dòng)特性由床頭機(jī)構(gòu)決定。對(duì)床頭運(yùn)動(dòng)的分析早就存在兩種方法。是圖算法，另個(gè)是實(shí)刮法。實(shí)詞法是采用配備有速度和加速度傳感器的測(cè)振儀直接量得床面的位移、速度和加速度曲線。這種方法簡(jiǎn)便迅速，但需有相應(yīng)的儀器設(shè)備。在條件不具備時(shí)亦可在傳動(dòng)皮帶輪上（非柔性連接設(shè)備）畫成若干等分，以手扳動(dòng)皮帶輪，畫出轉(zhuǎn)角與床面位移的關(guān)系曲線，然后推算出速度和加速度曲線。圖算法是根據(jù)床頭中機(jī)件幾何尺寸關(guān)系，用作圖法先獲得位移曲線及其數(shù)學(xué)迫近方程式，然后再推導(dǎo)出速度和加速度方程式及曲線o這種方法不僅對(duì)已有的搖床，而且對(duì)設(shè)計(jì)中的據(jù)床亦可做出分析，但工作量較大。
對(duì)于柔性連接的慣性床頭，通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析亦可大致地推算出床面的位移曲線和速度、加速度曲線。在設(shè)計(jì)新的搖床機(jī)構(gòu)時(shí)，可以用這種方法預(yù)先推算，但因計(jì)算常忽略些次要因素，故所得結(jié)果只是大致地符合實(shí)際，在生產(chǎn)中還需進(jìn)行調(diào)整。