摇床选矿

摇床选矿，是利用机械摇动和水流冲洗联合作用使矿粒按比重分离的过程。是选别细粒物料应用最广泛的重选法之一。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。典型的摇床结构。摇床的床面近似呈矩形或菱形。在床面纵向的一端设置传动装置。床面的横向有较明显的倾斜，在倾斜的上方布置给矿槽和冲水槽。床面沿纵向布置有床条(俗称来复条)。整个床面由机架支撑或吊起。

矿浆送人给矿槽内，同时加水调配成浓度约25%~20%的矿浆。自动流到床面上，矿粒群在床条沟内受水流冲洗和床面振动而被松散、分层。上层轻矿物颗粒受到较大的水流推动，沿床面横向倾斜运动，而成为尾矿直接排出。位于床层底部的重矿物颗粒则受到床面的振动而向传动端的对面运动，而形成精矿，从精矿端排出。矿粒的比重和粒度不同，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开。产物沿床面的边沿排出，排矿线很长，故摇床能精确地产出多种质量不同的产物。

选矿摇床可以使矿粒按其密度和粒度不同而沿不同方向运动，并从给矿槽开始沿对角线呈扇形展开，依次沿床面的边沿排出，排矿线很长，能精确地产出多种质量不同的产物，如精矿、次精矿、中精矿和尾矿等。选矿摇床被作为重选设备，曾广泛用于砂金等矿物的分选，主要用于选金或选煤等。

矿粒在摇床面上受到如下三个相互垂直的力的作用：

（1）矿粒在介质中的重力；

（2）横向水流和矿浆流的流体动力作用；

（3）床面差动往复运动的动力。

位于床条沟内的矿粒群在这些力作用下进行着松散分层和运搬分带两项基本分选运动。床条的型式，床表面摩擦力和床面倾角对分选过程有重要影响。

一、粒群在床面上的松散分层

横向水流跨越床条流动，在床条间激起漩涡，位于条沟内的上层矿粒在脉动水流作用下松散。微细的颗粒呈悬浮状态，稍粗颗粒则在不断翻滚中，将重矿物颗粒转移到下层。下层矿粒较少受到流体动力作用，在床面的纵向摇动运动中，层间颗粒出现剪切速度差，颗粒间相互挤压、翻转，增大了颗粒间隙，使床层扩张松散。重矿物颗粒局部压强较大，排挤轻矿物颗粒进入下层。在这一转移过程中又遇到下层颗粒的机械阻力，那些粒度较小的颗粒，穿过粗颗粒进入同一密度层的下部、实现了析离分层。

分层结果是细粒重矿物在最底层，上部是粗粒重矿物并有部分细粒轻矿物混杂，再上是粗粒轻矿物。微细的矿粒则悬浮在最上层被横向水流冲走。

二、矿粒群在床面上的运搬分带

粒群在条沟内进行松散分层的同时，还要受到横向水流的冲洗作用和床面纵向差动摇动的推力作用。在水流中悬浮的微细颗粒横向速度最大，随着颗粒向精矿端移动，床条高度降低，位于床条沟内的分层矿粒依次被剥离出来。粗粒轻矿物横向速度较大，以下依次是细粒轻矿物、粗粒重矿物，而细粒重矿物则可保持到最远纵向距离，达到精矿端。

颗粒的纵向运动系由床面运动转变方向时的加速度不同所引起。从传动端开始，床面前进速度逐渐增大，在摩擦力带动下，颗粒随床面的运动速度也在加大。及至过了运动的中点以后，床面的运动速度迅速减小，即负向加速度急剧增大。在床面的摩擦力不足以克服颗粒的前进惯性力时，颗粒便相对于床面向前滑动。颗粒开始滑动时所具有的惯性加速度称为颗粒的临界加速度，其值与颗粒密度和床面摩擦系数有关位于底层的重矿物颗粒，受床面摩擦力影响最大，床面的加速度每超过该颗粒的临界加速度，即可使颗粒沿床面加速度的反方向（惯性力方向）前进一步，由于床面的负向加速度大大超过正向加速度，故重矿物颗粒总是表现为向精矿端移动。而位于上层的轻矿物颗粒与下层颗粒处于不稳定接触之中，摩擦系数较小，与床面间形成前后摇摆的相对运动，总的向精矿端运动趋向变小了。

结果便是，矿粒群在横向水流冲洗和床面纵向摇动作用下，细粒重矿物向精矿端运动速度最大，而向尾矿侧（横向）运动速度最小，粗粒轻矿物的运动速度则正好相反，其他类型矿粒的运动介于两者之间（不包括矿泥）。不同性质矿粒沿不同方向运动结果，便在床面上展开了扇形分带。在精矿端和尾矿端分别接出后即得精矿、中矿、尾矿及矿泥。

生产中应用的应用类型很多，从用途上分有：矿砂摇床(处理2-0.075mm粒级矿砂)，矿泥摇床(处理-0.075mm粒级矿泥)；选矿用摇床，选煤用摇床等。从构造上来分，因床头结构，床面形式和支撑方式不同而分为6-S摇床，云锡式摇床和弹簧摇床等。近年来在国外还推广一种悬挂式多层摇床，这种摇床在我国也己研制成功并用于生产中。

此外，我国还制成一种特殊结构的离心摇床，已在选煤厂成功地应用。离心摇床是在床面作回转运动中借惯性离心力强化选别过程的设备。它的特点是用多块弧形床面(整机为3～4块刻槽床面)围成一个圆筒形，每个床面绕回转中心呈阿基米德螺线展开。因此当圆筒形回转时，矿浆及冲洗水能够沿床面横向运动。不同密度和粒度的矿粒在床面上呈扇形展开，在床面搭接的开缝处排出尾矿及中矿。重矿物被推送到精矿端排出，在整个机体外面围以圆筒形罩子，罩子 的内表面镶嵌着环形槽。不同比重的矿物进入槽中由底部孔口排出。

1、6—S摇床

这种摇床基本上是沿袭了早期威尔弗利摇床的结构形式。也称为衡阳式摇床。这种摇床主要适合选别矿砂，但亦可用为处理矿泥。横向坡度的调节范围较大(0°～10°)，调节冲程容易，在改变横向坡度和冲程时，仍可保持床面运行平稳。

弹簧放置在机箱内，结构紧凑，这些都是6-S摇床的优点，缺点是安装的精度要求较高，床头结构复杂，易磨损件多，在操作中不当时还容易发生折断拉杆事故，改进后的摇床在箱体外面偏心轴末端安有小齿轴油泵，进行集中润滑，箱内只有少量机油，减免了漏油事故。

2、云锡式摇床

这种摇床也称为贵阳式摇床，在结构上这又与国外的普拉特-奥(Plat—O)型摇床类似。云锡式床头运动的不对称性较大，且有较宽的差动性调节范围以适应于不同的给料粒度和选别要求。床头机构运转可靠，易磨损的零件少，且不漏洞。

缺点是弹簧安装在床面底下，检修和调节冲程均不方便(调冲程时需先放松弹簧)；床面的横向坡度可调汇范围小(0°～5°)；当横坡及冲程调节过大时，将由于床头拉杆的轴线与床面重心的轴线过分分离而引起床面振动，故这种摇床适合于在横向坡度较小时处理细粒级，特别是矿泥时使用。

云锡摇床的横向坡度可能调节范围小，且冲程也不宜过大，故适合处理细粒矿石或矿泥使用。云锡床面有粗砂、细砂和矿泥之分。粗砂床面由三个坡度为1.4%的斜面连接四个平面构成。矿粒经三次爬坡，床条依次降低。床条总数为28 根，断面呈梯形。在粗选区，即靠近传动端平面最低处，在每根条上加一小凸条，以增大紊流强度并保护重矿物不致被冲走。

3、弹簧摇床

这种摇床以软，硬弹簧作为差动运动机构，与前述摇床相比别具一格。床头包括传动装置和差动装置两部分。传动装置由电动机，偏心轮(或偏重轮)摇杆构成。弹簧摇床的主要缺点是冲程会随给矿量而变化，当负荷过重时甚至会自行停车，但在正常给矿条件下，看管工作量不大。

4、多层化摇床

多层摇床有座落式和悬挂式两种类型。座落式发展较早，用一台摇床头带动多个床面。但常常因组合床面的重心与传动中心不重合，使床面发生颤动，机架受力大而导致损坏。这类摇床在我国推行一段时间后，多数已经淘汰不用，现在尚有一种新研制的四层弹簧摇床在推广。国外采用玻璃钢、铝合金等轻质床面做成的二层或三层座落式摇床仍有应用，但国内外比较注意推广的则是悬挂式多层摇床。我国还制成了半悬挂的多层摇床。

（1）悬挂式多层摇床

采用多偏心惯性齿轮摇床头。这是1957年出现在美国的一种新型摇床头，它一改过去的座落式床头结构，应用差动惯性力带动床面运动，故可将床头与床面用钢丝绳全部悬吊在钢架或房梁上，免去了笨重的基础，且可安装在楼层上面。我国于1977年已陆续制成了选矿用四层悬挂式摇床。

多层悬挂摇床的优点是占地面积少，并节约能耗。缺点是不易观察床面分带情况，产品接取不准确，故这种摇床较多地用于粗选。

（2）床面悬挂床头座落的多层摇床

这种摇床由云锡公司制成，床头采用凸轮杠杆机构，床面则是六层悬挂式。

按床面的配置有左式和右式之分。站在床头看床面，若给矿槽在左侧即是左式摇床，在右侧即是右式摇床；

依安装方式有座落式和悬挂式之分；

按床面层数有单层摇床和多层摇床之分；

按处理原料不同有选矿用摇床与选煤用摇床之分；

按处理矿石粒度有矿砂（2~0.2 毫米）摇床和矿泥（~0.2 毫米）摇床之分。矿砂摇床又可进一步分为粗砂（2~0.5毫米）摇床和细砂（0.5~0.2 毫米）摇床。

床面是分选的工作表面。形状有梯形、菱形等，我国几乎均采用梯形床面，优点是便于配置。将梯形床面的三角形无矿带切下，接到下部尾矿侧便构成菱形床面，可以有效利用分选表面并延长分选时间，国外选煤摇床较多采用。