第九章摇床

第九章摇床选矿§9—1概述概述一、摇床(shakingtable)的构造床面机架传动机构二、摇床的分选过程图摇床工作过程三、应用摇床是选别细粒矿石的高效重选设备，广泛用于钨、锡、钽、铌及其他稀有金属和贵金属矿石的选别，也用于铁锰矿石的选别，近年来也有报道用摇床回收磁选厂尾矿中的铁矿物以及选云母等非金属矿物的。摇床选矿的缺点：①占地面积较大；②耗水量较大；③单位面积床面的处理能力较低。摇床选矿的优点：①富矿比高(精矿品位与原矿品位之比)比其它许多选矿方法都高，最大可达100多倍；②一次选别就可获得合格精矿和废弃尾矿；③矿石在床面为扇形分带，便于观察和调节；④产品可根据需要用分割板分开后分别接取，可得多种产品；⑤耗电很少。§9—2摇床的分选原理摇床选矿过程包括松散分层和运搬分带两个基本内容。一、粒群在床面上的松散分层物料在床面上的松散是在横向水流和床面纵向摇动作用下发生的。1、横向水流产生脉动水流进行松散分层2、床面摇动下的松散分层在漩涡区的作用区下面，粒群的松散主要靠床面摇动的机械力实现。床面的摇动，导致细重矿粒钻过颗粒的间隙，沉于最底层，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：粗粒轻矿物在最上层，其次是细粒轻矿物，再次是粗粒重矿物，最底层为细粒重矿物。二、矿粒在床面上的运搬分带由于床面作差动运动的惯性力和横向水流的冲洗作用，使分层后的矿粒具有不同的运动速度和运动方向，形成粒群在床面上的扇形分带。1、横向水流的冲洗作用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擦力时，矿粒才有可能在纵向对床面作相对运动。2、床面差动运动产生的纵向运搬作用3、矿粒在床面的扇形分带矿粒在床面上最终运动方向为纵向运动速度与横向运动速度的向量和。矿粒实际运动方向与床面纵轴的夹角称为偏离角β。由前述不同密度和粒度颗粒的运动差异可以知道，轻矿物的粗颗粒具有最大的偏离角，而重矿物的细颗粒则具有最小的偏离角。其他轻矿物的细颗粒和重矿物的粗颗粒偏离角介于两者之间，如图，这样便在床面上构成扇形分带。与前图进行对照第三节摇床的类型矿砂摇床：粗砂摇床，粒度2~0.5mm；细砂摇床，粒度0.5~0.074mm矿泥摇床：粒度＜0.074mm按处理矿粒粒度分为按结构分为：6－S摇床（衡阳摇床）；云锡摇床（云锡公司制造）；弹簧摇床；多层摇床。(1)6S摇床--6SShakingtable6S摇床(6SShakingtable)在选矿设备中属重力选矿的主要设备之一，它广泛应用于选别钨、锡、钽铌和其它稀有金属和贵重金属矿石。也可用于选别铁、锰矿石和煤。当处理钨、锡等矿石时，摇床的有效回收粒度范围为2-0.22毫米。摇床的选矿过程是在具有复条的倾斜床面上进行的，矿粒群从床面上角的给矿槽送入，同时由给水槽供给横向冲洗水，于是矿粒在重力，横向流水冲力，床面作往复不对称运动所产生的惯性和摩擦力的作用下，按比重和粒度分层，并沿床面作纵向运动和沿倾斜床面作横向运动。因此，比重和粒度不同的矿粒沿着各自的运动方向逐渐由A边向B边呈扇形流下，分别从精矿端和尾矿侧的不同区排出，最后被分成精矿，中矿和尾矿。（2）云锡式摇床云锡摇床基本结构主要由床面、床头、溜动设备三大部分组成。床面由床架部分和给矿槽等部分组成。床面分有粗砂床面和刻槽床面。根据选矿粒度和浓度的不同选择适当的床面。床面支撑在溜动设备上，由床头的床面挂钩连接床面，在床头的推动下使床面往复运动进行选矿。床头系采用偏心轴带动偏心滚轮来推动摇杆支臂，例摇杆支臂叉推动联接丁头螺杆，因而使螺杆往复运动。床头润滑轴承系采用ZQSN5-5-5材料作为滑动轴承，具有噪音小转动灵活等特点。溜动设备部分主要是用来调节选矿设备所需要坡度，利用手轮调节斜度托板，使床面产生坡度。云锡摇床功能及使用范围:该种摇床主要适用于各种有色金属矿使用。特别是对多有色金属矿尤其能发挥它的奇效功能。它能选别2毫米以下的各种有色金属的重选与精选。经过多年的矿山生产实践证明：云锡摇床具有性能稳定，选矿效率高、平稳、噪音小和使用维修方便等特点。深受广大矿山用户的欢迎。摇床工业图片（4）新型多层摇床（5）离心摇床摇床维护与检修：（1）根据来矿变化，及时调节洗涤水量和横向坡度，保持精矿带稳定并成一条直线。（2）经常清理砂槽、排矿孔，保证畅通无阻，下砂均匀，床面不产生拉沟急流。（3）每次检修后主动检查、调节冲程、冲次，使之保证符合技术要求。（4）开车前的检查：开车前认真检查安全挂罩是否齐全、摇床头有无漏油、润滑油路是否正常。分泥斗、分级箱各沟道、槽子是否畅通，有无杂物阻塞，设备电气是否正常。（5）摇床正常运转时要巡回检查：①电机、床头油仓的温度、响声是否正常，地脚螺栓是否稳固，床面是否跳动，床头油仓内的油链是否转动。②流程有无错乱，流向是否正确，管道、槽子有无通漏。③分泥斗、分级箱溢流槽，分级箱阻砂条间隙是否畅通，及时清除床面泥垢。④按要求补加足润滑系统的油量。第四节摇床选别的影响因素冲程冲次冲洗水和床面的横向坡度矿石在入选前的制备给矿浓度、给矿体积和处理量摇床的工艺操作因素设备结构方面：床面的构成和床条形式操作方面；一、冲程冲次结论：粒度粗、床层厚——大冲程、小冲次粒度细、床层薄——小冲程、大冲次了解二、冲洗水和床面的横向坡度冲洗水由给矿水和洗涤水两部分组成。冲洗水的大小和床面的横向坡度共同决定着水流的流速。当增大横坡时，矿粒的下滑作用力增强，因而可减少用水量。即“大坡小水，小坡大水”均可使矿粒有同样的横向运动速度。但通常在精选作业中常采用“小坡大水”，而在粗选或扫选作业中则采用“大坡小水”，以节省水耗。三、矿石在入选前的制备摇床入选粒度上限为2～3mm（粗砂），矿泥摇床的回收下限为0.037mm。因粒度对选别指标影响较大，所以入选前应用水力分级机对物料进行分级。若物料中含有大量微细矿泥，不仅难以回收，而且因矿浆粘度增大，重矿物沉降变慢，造成重矿物流失。此时，在原料中含泥（指-10~20μm粒级）量多时，应进行预先脱泥。四、给矿浓度、给矿体积和处理量给矿的矿浆浓度和矿浆体积既与按干矿计的处理量有关，同时也影响干分选指标。随着给矿体积增加，处理矿量增大，精矿品位提高，而金属回收率则要下降。增大给矿浓度其结果与此类似。生产中控制给矿体积和给矿浓度是主要的操作环节。按干矿计的摇床处理能力随给矿粒度的减小而急剧减小。处理量通常以吨／台·时或吨／台·日计算。为了便于对比也采用单位床面的给矿量吨／米2·时或吨／米2·日衡量。与其他厚床层的重选设备(如跳汰机)相比，摇床的单位处理能力是很低的.下表列出了现用单层摇床的生产定额数据。随着给矿粒度和对产物的质量要求，摇床的处理能力变化很大。表单层摇床的生产定额本章复习（1）摇床属于流膜选矿类设备，以它的不对称往复运动为特征而自成体系。（2）摇床的分选精确性高时它的突出优点。原矿经过一次选别即可得到部分最终精矿、最终尾矿和1~2种中间产物。它的主要缺点是占地面积大、处理能力低。摇床主要用于处理钨、锡、有色和稀有金属矿石。（3）摇床的分选包括两个内容：松散分层和运搬分带两个内容。每一部分都是横向水流的冲洗和床面的纵向不对称往复运动的综合结果。（4）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。从用途上来分有矿砂摇床、细砂摇床和矿泥摇床。从结构上来说，由6S摇床、云锡式摇床和弹簧摇床等。（5）对工艺指标有影响的摇床的操作因素包括：冲程冲次、冲洗水和床面的横向坡度、矿石在入选前的制备、矿浆浓度、给矿体积和处理量。本章复习题一、填空题1、所有的摇床基本上都是由三大部分构成的。2、（3）摇床分选包括（松散分层）和（运搬分带）两个基本内容。（4）偏离角的大小顺序:二、简答题：1、简述摇床选矿的分选过程。2、摇床选矿有哪些优缺点？3、影响摇床选别的因素有哪些？4、摇床选矿的分选原理。举例:1.原矿性质研究1.1原矿多元素分析取代表性原矿试样进行多元素分析，分析结果见表1。表1原矿多元素分析结果化学分析研究表明，矿样中锰含量较低，仅为7.54%左右，属于低贫锰矿石。 化学成分 TFe Mn S P 含量% 4.57 8.21 0.012 0.141.2原矿粒度筛析试验采用标准套筛对原矿（-2mm）进行了粒度筛析，结果见表2.表2原矿（-2mm）筛析结果在五个粒级中，Mn品位体差别不大，锰元素分布率大体相同. 粒级 产率（%） 品位（Mn%） 锰元素分布率（%） 网目 孔径（mm） +14目 +1.18 13.26 7.54 12.45 -14目+28目 -1.18+0.6 28.52 8.12 28.83 -28目+100 -0.6+0.16 32.72 8.32 33.90 -100目+200目 -0.16+0.074 12.73 7.54 11.95 -200目 -0.074 12.77 8.13 12.92 合计 100.00 8.09 100.002.试验流程及条件研究2.1原矿（-2mm）直接重选摇床试验取加工制备好的-2mm试验矿样1kg，采用XCY-73型1100×500刻槽摇床，在冲程：12mm，冲次：320次/分，床面坡度：3度和给矿浓度30%，给矿量0.38t/h条件下进行重选试验。试验流程见图2，试验结果如表3。图2-2mm原矿直接摇床试验流程图表3-2mm原矿直接摇床试验结果-2mm原矿直接摇床试验选别效果较差，虽然精矿回收率高达53.17%，但其品位仅提高了一个百分点。说明不经磨矿，直接采用-2mm进行分选是不可行的。 磨矿细度 产品名称 作业产率（%） 品位Mn（%） 作业回收率（%） -2mm 精矿 47.44 9.29 53.17 中矿 24.19 6.51 19.00 尾矿 28.37 8.13 27.83 给矿 100.00 8.29 100.002.2磨矿细度摇床条件试验取磨矿细度各为-200目占区43.42%、54.92%、76.42%、88.30%、95.74%的原矿磨矿产物1kg，采用XCY-73型1100×500刻槽摇床，冲程：12mm，冲次：320次/分，床面坡度：3度和给矿浓度30%，给矿量0.38t/h的条件下进行重选试验。试验流程见图3，结果见表4。并绘制了精矿品位和回收率随磨矿细度变化的曲线图，见图4。图3原矿重选摇床试验流程表4不同磨矿细度下摇床重选试验结果 磨矿细度－200目（%） 产品名称 作业产率（%） 品位Mn（%） 作业回收率（%） 43.42 精矿 9.42 18.35 21.28 中矿 50.31 6.48 40.12 尾矿 40.27 7.78 38.60 给矿 100.00 8.12 100.00 54.92 精矿 7.94 21.49 20.94 中矿 46.20 6.07 34.42 尾矿 45.86 7.93 44.64 给矿 100.00 8.14 100.00图4　不同细度条件下矿样摇床品位和回收率曲线图分析：由不同磨矿细度条件下原矿重选摇床试验结果可知，随着磨矿细度的增加，精矿品位呈现先增长后下降的趋势，精矿回收率则是逐级减少。当磨矿细度-200目76.42%时，精矿品位达到最高的22.22%，进一步磨细选别时，精矿品位下降的原因是由于细粒锰矿物损失于中矿和尾矿当中。2.3给矿浓度摇床条件试验 取磨矿细度为-200目76.42%的原矿平行试样3份分别进行不同给矿浓度条件摇床重选试验。其它分选条件同上不变，给矿浓度分别定为30%、25%、20%和15%。试验流程见图5，试验结果见表5，并绘制了精矿品位和回收率随给矿浓度的变化曲线见图6。图5给矿浓度摇床试验流程示意图表5给矿浓度摇床试验结果 给矿浓度（%） 产品名称 作业产率（%） 品位Mn（%） 作业回收率（%） 15 精矿 6.78 18.27 14.98 中矿 24.53 6.14 18.22 尾矿 68.69 8.04 66.80 给矿 100.00 8.26 100.00 20 精矿 6.50 19.93 16.13 中矿 30.33 5.75 21.72 尾矿 63.17 7.90 62.15 给矿 100.00 8.03 100.00 25 精矿 8.00 19.87 19.75 中矿 38.06 5.66 26.76 尾矿 53.94 7.98 53.49 给矿 100.00 8.05 100.00 30 精矿 7.59 21.11 19.42 中矿 33.18 6.58 26.46 尾矿 59.23 7.54 54.12 给矿 100.00 8.25 100.00图6　不同给矿浓度下矿样摇床品位和回收率曲线图分析： 由给矿浓度摇床试验结果可知，随着给矿浓度的增加，精矿品位和精矿回收率逐级增大。当给矿浓度介于25%~30%时，虽然增加给矿浓度会带来精矿品位有所提高，但精矿回收率基本不再变化，因此给矿浓度可定为30%时较好。2.4冲洗水量摇床条件试验根据前述条件试验，在进行冲洗水量试验时可定为原矿磨矿细度-200目76.42%，给矿浓度30%，其它分选条件保持不变。冲洗水量分别定为0.45t/h、0.28t/h、0.21t/h。试验流程见图7，结果见表6。精矿品位和回收率随给矿浓度的变化曲线见图8。图7冲洗水量摇床试验流程示意图表6冲洗水量摇床试验结果 冲洗水量（t/h） 产品名称 作业产率（%） 品位Mn（%） 作业回收率（%） 0.21 精矿 8.65 17.80 19.13 中矿 32.33 6.26 25.14 尾矿 59.02 7.60 55.73 给矿 100.00 8.05 100.00 0.28 精矿 7.92 19.67 18.81 中矿 32.31 6.31 24.62 尾矿 59.77 7.84 56.57 给矿 100.00 8.28 100.00 0.45 精矿 8.00 19.87 19.75 中矿 38.06 5.66 26.76 尾矿 53.94 7.98 53.49 给矿 100.00 8.05 100.00图8　冲洗水量摇床品位和回收率曲线图分析：由冲洗水量摇床试验结果可知，随着冲洗水量的增加，精矿品位逐级增大，当冲洗水量从0.28t/h增大到0.45t/h时，精矿产率只增加了0.8%，精矿品位变化也不大，因此冲洗水量可定为0.28t/h左右。3.综合条件试验研究 在上述条件试验的基础上，分别选择各影响因素中较好的数据即在磨矿细度-200目76.42%，给矿浓度30%、冲洗水量0.28t/h和冲程12mm，冲次320次/分，床面坡度：3度，给矿量0.38t/h条件下进行综合研究，结果如表7。表7综合条件摇床试验结果由表7试验结果可知，通过单因素水平选优进行综合条件试验，可以获得品位20.13%，回收率17.39%的锰精矿，但产率相对较低。 选别条件 产品名称 作业产率（%） 品位Mn（%） 回收率（%） -200目76.42%，给矿浓度30%、冲洗水量0.28t/h和冲程12mm，冲次320次/分，床面坡度：3度，给矿量0.38t/h 精矿 7.25 20.13 17.39 中矿 35.28 6.89 28.97 尾矿 57.47 7.84 53.64 给矿 100.00 8.39 100.004.精矿多元素分析表8精矿多元素分析结果锰铁比：磷锰比：精矿中有害元素硫、磷含量较低，虽然锰铁比达到二级品标准，但锰精矿尚未达到30%。 化学成分 TFe Mn S P 含量% 4.0 20.13 0.024 0.18床面的加速度带动其上的颗粒也要作加速度运动，于是颗粒相应产生一惯性力。惯性力Pin的方向与床面加速度α方向相反，但可与速度方向相同或相反。颗粒在床面沿纵向受摩擦力F作用。颗粒在床面在床面上发生相对运动的临界条件为：acr为颗粒的临界加速度，数值上等于颗粒开始在床面作相对运动时床面具有的加速度。结论：床面的不对称往复运动，造成颗粒在一方向与床面一起运动（在该方向床面加速度小），而在相反方向与床面产生相对滑动（在该方向床面加速度大），从而实现矿粒在纵向的运搬。增大横向坡度，矿粒下滑作用增强，提高了尾矿的排出速度，但精选区的分带变窄。一般处理粗粒物料时，横坡应大些；处理细粒物料时，横坡应小些。例如，粗砂、细砂和矿泥摇床的横坡角度调整范围分别为：2.5°～4.5°、1.5°～3.5°和1°～2°。另外，摇床横向坡度还要与横向水流大小相配合，才有好的选别效果。