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摇床的介绍及分选原理

时间:2016-08-30 浏览次数:2236

 摇床属于流膜选矿类设备,它由早期的固定式和可动式溜槽发展而来。直到20世纪40年代,摇床还是同固定的平面溜槽、回转的圆形溜槽和振动的带式溜槽划为一类,统称作淘汰盘。到了50年代,摇床的应用日益广泛且占据了优势,于是使以它的不对称往复运动为特征而自成体系。

所有的摇床基本上都是由床面、机架和传动机构三大部分组成。平面摇床的床面近似呈矩形或菱形。在床面纵长的一端设置传动装置。在床面的横向有较明显的倾斜。在倾斜的上方布置给矿槽和给水槽。床面上沿纵向布置有床条(俗称来复条)。床条的高度自传动端向对侧逐渐降低,并沿一条或两条斜线尖灭。整个床面由机架支掸或吊起,机架上装有调坡装置。

原料(矿浆或干料)给到给矿槽内,同时加水调配成浓度为25%一20%的矿浆,自流到床面上。矿粒群在床条沟内因受水流冲洗和床面振动而放松散、分层。分层后的上下层矿粒受到不同大小的水流动压力和床面摩擦力作用而沿不同方向运动。上层轻矿物颗粒受到更大程度的水力推动,较多地沿床面的横向倾斜向下运动。于是这一侧即被称作层矿例。位于床层底部的重矿物颗粒直接受床面的差动运动推动移向传动端的对面,该处即称为精矿端。矿粒的密度和粒度不同,运动方向亦不同,于是矿粒群从给矿槽开始沿对角线呈扇形展。产物沿床面的边缘排出,排矿线很长,故摇床能精摇床分选包括松散分层和运搬分带两个基本内容。它们共同在水流冲洗和床面的差动作用下完成。床条的形式、床表面的摩接力和床面倾角对完成分选过程有重要影响。

水流沿床面的横向流动,不断地跨越床条,流动断面的大小是交替变化的。其每经过一个床条即发生一次小的水跃。水跃产生的漩涡在靠近下游床条的边缘形成上升流,而在槽沟中间形成下降流。水流的上升和下降推动着上部粒群松散悬浮,并可使重矿物颗粒转入底层。水跃对底层影响很小,在那里粒群比较密集,可形成稳定的重矿物层。轻矿物颗粒因局部静压强较小,不再能进入底层,于是就在横向水流推动下越过床条向下运动。沉降速度很小的泥质颗粒始终保持着悬浮状态,随着横向水流一起排出。
在漩涡的作用区下面,粒群的松散主要靠床面摇动的机械力实现。其分层规律与一般平面溜槽基本相同。但是,更重要的是床面的摇动,导致细重矿粒钻过颗粒的间隙,沉于底层,这种作用称为析离。析离分层是摇床选矿的重要特点,它使按密度分层更趋完善。分层结果是;租而轻的矿粒在上层,其次是细而轻的矿粒,再次是粗重矿粒,底层为细重矿粒。
粒群在床面上的扇形分带也是在水流冲洗力和床面差动运动的联合作用下发生的。横向水流由给矿水和冲洗水两部分组成并布满在整个床面上。在沿斜面流动过程中对矿粒
施以动压力(阻力)。水流速度愈大,这种动压力亦愈大,因而使矿粒运动速度加大。增加给水量或增大床面横向坡度均可增加水流速度。但增大坡度同时也增加了颗粒沿斜面的重力分力,可使矿粒的运动速度更大程度地增加,但不同粒度和密度颗粒的横向运动速度差却要减小。
在横向水流推动下,位于同一层面高度的颗粒,粒度大的要比粒度小的运动为快,密度小的又比密度大的运动为快。矿粒的这种运动差异又由于分层后不同密度和粒度颗粒占据了不同的床层高度而愈明显。水流对那些接近床条高度的颗粒冲洗力强,因而轻矿物的粗颗粒首先被冲下,横向运动速度为大。随着床层向精矿端移动,床条的高度降低,原来占据中间层的矿物颗粒不断地暴露在上表面。于是轻矿物的细颗粒和重矿物的粗颗粒相继被冲洗下来,形成不同的横向运动速度。床条的高度变化对沿尾矿例排出不同质量产物有重要作用。
位于底层的重矿物细颗粒横向运动速度小。它们一直被报送到床面末端的光滑区域。在里水层减薄,近似呈层流流态。颗粒在这样的水流冲洗下,运动速度可按下述公式计算:
具有较小沉降末速的轻矿物颗粒,获得了较大的横向运动速度,因而终将混杂的细小脉石颗粒清除,提高了桔矿质量o这一区域称作精选区。与此相对的靠近床头的部分则是祖选区。在这两者中间床条尖灭前一段宽度为复选区。颗粒沿纵向由蛆选区向精选区运动可视为精选过程,而沿横向的运动则属于扫选过程。
所谓差动运动就是指床面从传动端以较低的正向加速度向前运动,到了冲程的中点附近,速度达到大,而加速度降为零。接着负向加速度急剧增大,使床面产生急回运动,再返回到中点。接着改变加速度的方向,以较低的正向加速度使床面折回,如此进行差动往复摇动。颗粒在床面上发生相对运动的条件是颗粒的惯性力大于床面的摩擦力。颗粒的惯性力由床面运动的加速度引起。只有当矿粒获得的惯性力大于矿粒与床面的摩接力时,矿粒才有可能在纵向对床面作相对运动。
床面上扇形分带是不同性质矿粒横向运动和纵向运动的综合结果。大密度矿粒具有较大的纵向移动速度和较小的横向移动速度,其合速度方向偏离摇动方向的倾角小,趋向于精矿端;小密度矿粒具有较大的横向移动速度和较小的纵向移动速度,其合速度方向偏离摇动方向的倾角大,趋于尾矿端。大密度粗粒及小密度细粒则介于上述两者之间。
床面上的床条(或刻槽)不仅能形成沟槽,增强水流脉动,增加床层松散,利于矿粒分层和折离。而且,所引起的涡流能清洗出混杂在大密度矿层内的小密度矿粒,改善分选效果。床条高度由传动端向精矿端逐渐降低,使分好层的矿粒,依次受到横向水流的冲洗。先受到冲洗的是处于上层之粗而轻的矿粒;重矿粒则沿沟槽被继续向精矿端运搬。这些特性,对摇床的分选起很大作用。
床面的运动特性由床头机构决定。对床头运动的分析早就存在两种方法。一是图算法,另一个是实刮法。实词法是采用配备有速度和加速度传感器的测振仪直接量得床面的位移、速度和加速度曲线。这种方法简便迅速,但需有相应的仪器设备。在条件不具备时亦可在传动皮带轮上(非柔性连接设备)画成若干等分,以手扳动皮带轮,画出转角与床面位移的关系曲线,然后推算出速度和加速度曲线。图算法是根据床头中机件几何尺寸关系,用作图法先获得位移曲线及其数学迫近方程式,然后再推导出速度和加速度方程式及曲线o这种方法不仅对已有的摇床,而且对设计中的据床亦可做出分析,但工作量较大。
对于柔性连接的惯性床头,通过运动学分析亦可大致地推算出床面的位移曲线和速度、加速度曲线。在设计新的摇床机构时,可以用这种方法预先推算,但因计算常忽略一些次要因素,故所得结果只是大致地符合实际,在生产中还需进行调整。
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