第2章 筛分及筛分设备 2．1概述 在矿物工艺流程中经常先将松散的物料分成不同粒级，然后采用不一样的分选方法和设 备进行分选加工，或直接作为筛分产品供给用户。碎散物料分成不同粒级的过程叫筛分。 一、筛分作业的任务与分类 （1）独立筛分 当筛分产品作为最终产品供给用户使用时，称为独立筛分。对于煤炭工业，商品煤的粒 级要根据煤质、煤的粒度组成和用户想要，按国家相关煤炭粒度分级的规定来确定，供动 当筛分是为分选作业提供不同粒级的入选矿物时，称为准备筛分，如重选及磁选前的 矿物筛分。在选矿过程中，不同的分选设备有不一样的适宜分选粒度，并对分选效果也有 不同的影响。过粗的大块不能分选，过细的微粒难以回收。 （3）预先筛分与检查筛分 若用在破碎前把合格粒级预先筛出叫预先筛分；若用在破碎后以控制破碎产品的 粒度则叫检查筛分。许多情况下，一个筛分作业能同时起预先筛分和检查筛分的作用，如 图所示。 预先筛分的目的是为了尽最大可能避免物料的过度破碎，来提升破碎设备的生产能力和减 少动力消耗。检查筛分的目的是从破碎设备的产物中，将粒度不合格的大块筛出，以保证 产品不超过要求的粒度上限。 破碎检充分图1-2-1 臃子与 破碎检充分 图1-2-1 臃子与破碎机的配合 ＜b＞预先婶分才6）检查殖分* Ce＞预先及检查蹄分 预先f酷分， （4）脱水筛分 将伴有大量水的碎散物料（如矿浆、泥浆等）作为筛分原料，以脱除其中液相为目的的筛分称为脱水筛分。例如湿法选矿，都需要在水介质中进行，精、尾矿中含有大量的水， 脱水筛分一方面对产品做脱水，达到产品水分要求。另一方面能回收水，以便循环使 用。 （5）脱泥筛分与脱介筛分 为达到一定的工艺目的，将碎散物料或伴水的碎散物料作为筛分原料，脱除其中细粒的 筛分，称为脱泥筛分或脱介筛分。例如，在跳汰选煤时，为降低洗水粘度，提高细粒煤 的分选效率，在煤进入跳汰机前的脱泥筛分；在重介质选煤时，为了回收细粒状的重介质 （-200网目）所进行的脱介筛分。 二、筛分机械的类型 筛分机械的种类非常之多，一般按筛面的结构及形式和运动形式，将其分为以下几种类型。 1．固定筛 固定筛是最简单、也是最古老的筛分机械，筛面由许多平行排列的筛条构成，排列的 方向与筛上料流的方向相同或垂直。筛面成水平安装或倾斜安装，工作时固定不动，物料 靠自重沿筛面下滑而筛分。固定筛有棒条筛和条缝筛之分，前者筛条较粗、筛缝较大（一 般＞25 mm）,用于粗粒级筛分；后者筛条较细，筛缝较小（一般0. 25?l mm）,用于矿浆 的初步脱水。 弧形筛和旋流筛属于新型固定筛。弧形筛筛面沿筛上料流方向呈圆弧形,筛条与筛上 料流方向垂直；旋流筛的筛面是圆锥形,筛条近似与母线平行。它们可用于矿浆的初步脱 水、脱泥或脱介,工作时皆利用矿浆沿筛面运动时产生的离心力强化筛分。 固定筛构造简单,寿命长,尤其不消耗动力,设备成本和运行成本低。因此,虽然生 产能力和筛分效率较低,但仍在普遍的使用。 2.滚筒筛 滚筒筛的筛面为圆柱面或圆锥面筛筒,沿筛筒的对称轴线装有转轴,当传动装置带动 转轴转动时,筛筒也随之回转。圆锥面筛筒水平安装,物料由筛筒小端给人,并随筛筒旋 转被带起,当达到一定高度时,因受重力作用自行落下,如此不断起落运动实现物料的筛 分。 3.振动筛 振动筛由筛箱、激振装置、传动装置、支承或吊挂装置组成。筛箱通过弹簧支承或吊 挂在机架上,筛箱的振动依靠激振器产生振动。物料在筛面上作跳跃运动,并透过筛孔。 振动筛是一个弹性振动系统,其振幅受给料量和其他动力学因素的影响而能改变。 振动筛是目前矿物加工中应用最广的一种筛分机。 限定中心式圆拓劫箫不定中心式圆振动舞 圆振动’轴承偏心式自定中心圆振动嫦 圆振动 自定中心式圈振动枷儡心轴式自定中心圆振动筛 自定中心式圈振动枷 .腕带轮值心式自定中心班振副篇 惯性振动婶V单包机驱动宜绕掘动篇双电机驱动直线振翩脩端式檄振器直线掾动热 惯性振动婶V 单包机驱动宜绕掘动篇 双电机驱动直线振翩脩 端式檄振器直线掾动热 箱式激振器直线振动扉 普通电机驱动式直线振动筛 振动电机驱动式直载振动簿 【电磁激振直线振就筛 I椭圆振动第 图12-2振动筛的分类 4．其他筛分机 其他筛分机如旋转概率筛、立式(卧式)振动离心筛、弛张筛、强化筛和变幅筛等。与 上面所述的筛分机比较，这些筛分机的结构及形式、运动形式和工作原理都很新颖，对细、 湿、粘的物料的干法筛分较为有效。 2.2 筛分过程与筛分理论 散状物料的筛分过程，由两个阶段组成：一是小于筛孔尺寸的细颗粒通过粗颗粒所组 成的物料层到达筛面，简称分层；二是细颗粒透过筛孔成为筛下物，简称透筛，同时粗颗 粒留在筛面上成为筛上物。 筛分过程本是一个由颗粒群体参与的错综复杂过程，但是为便于分析问题，经常以 单个颗粒为研究对象来分析其透筛过程。 一、颗粒透筛的概率 假定直径为d的单个球形颗粒在重力作用下向水平布置的筛面自由落下，筛丝直径为a, 方形筛孔的边长为L (L2d),如图3-2-3所示。 如果颗粒能够透过筛孔，则必须是球形颗粒的中心位于图中的阴影面积(L-d) 2之内， 否则，它将碰到筛丝被弹回。而整一个完整的过程(可称为事件A)发生在面积(L+a) 2之内。 S31-S-3 S31-S-3颗粒造牌示卷图 颗粒透过筛孔的概率P (A)与面积(L—d) 2成正比，与面积(L+a) 2成反 比,即： P (A P (A)= (L - d )2 (L + d )2 L2 (L + a )2 d (1 - -)2 L 考查式(3-2-1)发现： ①根据Ld的假设，恒有0WP (A)W1或0WP (A)W100%。 ②式中L2/(L+a) 2项是筛孔面积与筛面面积的比值，称为筛面开孔率；d/ L项称 为颗粒相对筛孔的粒度。因此,颗粒透筛概率与筛面开孔率成正比,与相对粒度成反比。 如果颗粒透筛概率越大,那么为显现这个概率值所需要的试验次数就越少；反之,概 率值越小，试验次数就越多。若需要重复N次试验才能显现透筛概率P (A),则N与P (A)成反比：N= l/P (A)。 对于一定的筛面，筛丝直径a、筛孔边长L及开孔率L2/(L+a) 2都是常数，只有 颗粒直径(粒度)d或相对粒度L/d是变量。因此可看做N是d/L的函数。取不同的d /L值，计算出各相应的P (A)值及N值，可绘制出如图所示的曲线L称为难筛粒，小于此称为易筛粒。显然，当筛分原料中的易 筛粒较多时对筛分过程有利。 相对 图i-z-i 颗粒遗蹄撷率的 倒败与相对粒度的关家 二、倾斜筛面的筛分粒度 筛分机的筛面一般是倾斜安装的，筛面与水平面的夹角称为筛面倾角。 倾角的大小与筛子的生产率和筛分效率有密切的关系。在筛分过程中存在这样一个粒度： 该粒度的所有颗粒有一半进入筛上产物，而另一半进入筛下产物，则这个粒度称为筛分粒 度，也称为规定粒度。 对于水平筛面，筛分粒度基本上等于筛孔尺寸，但倾斜筛面的筛分粒度要比筛孔尺寸小， 如图所示。 颗粒能够无阻碍地透过筛孔的有效尺寸是筛孔尺寸L在平面上的投影值。对于筛孔大小 一定的筛面，倾角a越大，颗粒透筛的通道越窄，筛分粒度越小；筛面厚度h越大，这种 情况越突出。 倾斜筛面不仅使筛分粒度相对减小，而且使筛分不甚严格。 图1-2-6倾斜运动颗粒透过倾斜筛面端孔示意图 2.2.4筛分顺序 碎散物料筛分产物的级别超过两种时，分出物料的顺序由筛面的安装的地方来决定。 筛分流程可大致分为： 1、由粗到细的流程 2、由细到粗的流程 3、联合流程 始科)2^* ￡5 mm2a f lO.i HimJ= 12W mmg IE tnm筛分顺序fC、） 始科 )2^* ￡5 mm 2a f lO.i Him J= 12 W mm g IE tnm 筛分顺序 fC、）由起到如的端建i《0由断到粗的沌性；）取合翁看 J ￡5 mm (h) 0-12 U=5O /50mjn fsIZmm 12^25 umn 25-50mm e 50 num 、、25~5。ctim 12-^25 3uni 1、由粗到细的筛分流程 在这种流程中，筛面一个个地重叠起来，上层筛面的筛孔较大，以下各层筛面的筛孔 逐渐减小。 优点： （1）筛面的磨损较小，虽然全部物料及其中的最大块加到筛孔最大的筛面上，但这个筛面 往往由钢棒组成，不易磨损，并可保护下面的细孔筛网； （2）细级别的物料筛分效率较高，因为加到细孔筛面上的物料数量较小； （3）粗级别的物料在筛分过程中的破碎现象较小，因为粗级别的物料很快地从筛分过程中 分出，这一点对煤的筛分具备极其重大意义； （4）由于筛面是多层重叠的，所以筛分装置的布置比较紧凑 缺点： 观察下层筛面工作情况时很不方便，更换筛面困难，筛面布置过于密集，只能从筛子的一 端排出各级别的物料 2、由细到粗的筛分流程 在这种流程中，筛面顺次地按照筛孔增加的顺序排列。 优点： （1）检修方便，容易观察各层筛面的工作情况； （2）各筛分级别可以沿整个筛面长度分别排出。 缺点： （1）筛面磨损很快，筛分效率较低，因为全部物料都加到筛孔最小的筛面上； （2）脆性物料的大块可能在筛面上破碎。 3、联合筛分流程 在这种流程中，一部分筛面由粗到细排列，另一部分筛面由细到粗排列。 筛分效率 筛分效率 :实际得到的筛下

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