選礦搖床的原理

選礦搖床可以使礦粒按其密度和粒度不同而沿不同方向運(yùn)動，并從給礦槽開始沿對角線呈扇形展開，依次沿床面的邊沿排出，排礦線很長，能精確地產(chǎn)出多種質(zhì)量不同的產(chǎn)物，如精礦、次精礦、中精礦和尾礦等。選礦搖床被作為重選設(shè)備，曾廣泛用于砂金等礦物的分選，主要用于選金或選煤等。

礦粒在搖床面上受到如下三個相互垂直的力的作用：

（1）礦粒在介質(zhì)中的重力；

（2）橫向水流和礦漿流的流體動力作用；

（3）床面差動往復(fù)運(yùn)動的動力。

位于床條溝內(nèi)的礦粒群在這些力作用下進(jìn)行著松散分層和運(yùn)搬分帶兩項基本分選運(yùn)動。床條的型式，床表面摩擦力和床面傾角對分選過程有重要影響。

一、粒群在床面上的松散分層

橫向水流跨越床條流動，在床條間激起漩渦，位于條溝內(nèi)的上層礦粒在脈動水流作用下松散。微細(xì)的顆粒呈懸浮狀態(tài)，稍粗顆粒則在不斷翻滾中，將重礦物顆粒轉(zhuǎn)移到下層。下層礦粒較少受到流體動力作用，在床面的縱向搖動運(yùn)動中，層間顆粒出現(xiàn)剪切速度差，顆粒間相互擠壓、翻轉(zhuǎn)，增大了顆粒間隙，使床層擴(kuò)張松散。重礦物顆粒局部壓強(qiáng)較大，排擠輕礦物顆粒進(jìn)入下層。在這一轉(zhuǎn)移過程中又遇到下層顆粒的機(jī)械阻力，那些粒度較小的顆粒，穿過粗顆粒進(jìn)入同一密度層的下部、實現(xiàn)了析離分層。

分層結(jié)果是細(xì)粒重礦物在最底層，上部是粗粒重礦物并有部分細(xì)粒輕礦物混雜，再上是粗粒輕礦物。微細(xì)的礦粒則懸浮在最上層被橫向水流沖走。

二、礦粒群在床面上的運(yùn)搬分帶

粒群在條溝內(nèi)進(jìn)行松散分層的同時，還要受到橫向水流的沖洗作用和床面縱向差動搖動的推力作用。在水流中懸浮的微細(xì)顆粒橫向速度最大，隨著顆粒向精礦端移動，床條高度降低，位于床條溝內(nèi)的分層礦粒依次被剝離出來。粗粒輕礦物橫向速度較大，以下依次是細(xì)粒輕礦物、粗粒重礦物，而細(xì)粒重礦物則可保持到最遠(yuǎn)縱向距離，達(dá)到精礦端。

顆粒的縱向運(yùn)動系由床面運(yùn)動轉(zhuǎn)變方向時的加速度不同所引起。從傳動端開始，床面前進(jìn)速度逐漸增大，在摩擦力帶動下，顆粒隨床面的運(yùn)動速度也在加大。及至過了運(yùn)動的中點(diǎn)以后，床面的運(yùn)動速度迅速減小，即負(fù)向加速度急劇增大。在床面的摩擦力不足以克服顆粒的前進(jìn)慣性力時，顆粒便相對于床面向前滑動。顆粒開始滑動時所具有的慣性加速度稱為顆粒的臨界加速度，其值與顆粒密度和床面摩擦系數(shù)有關(guān)位于底層的重礦物顆粒，受床面摩擦力影響最大，床面的加速度每超過該顆粒的臨界加速度，即可使顆粒沿床面加速度的反方向（慣性力方向）前進(jìn)一步，由于床面的負(fù)向加速度大大超過正向加速度，故重礦物顆?？偸潜憩F(xiàn)為向精礦端移動。而位于上層的輕礦物顆粒與下層顆粒處于不穩(wěn)定接觸之中，摩擦系數(shù)較小，與床面間形成前后搖擺的相對運(yùn)動，總的向精礦端運(yùn)動趨向變小了。

結(jié)果便是，礦粒群在橫向水流沖洗和床面縱向搖動作用下，細(xì)粒重礦物向精礦端運(yùn)動速度最大，而向尾礦側(cè)（橫向）運(yùn)動速度最小，粗粒輕礦物的運(yùn)動速度則正好相反，其他類型礦粒的運(yùn)動介于兩者之間（不包括礦泥）。不同性質(zhì)礦粒沿不同方向運(yùn)動結(jié)果，便在床面上展開了扇形分帶。在精礦端和尾礦端分別接出后即得精礦、中礦、尾礦及礦泥。