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“ “ “ “ 第一篇 筛分机械 第一章筛分机械原理 第一节筛分原理 将颗粒大小不同的混合物料， 通过单层或多层筛子而分成若干个不同粒度级别的过 程称为筛分。松散物料的筛分过程， 可以看作两个阶段组成 ） 易于穿过筛孔的颗粒通过不能穿过筛孔的颗粒所组成的物料层到达筛面。 “） 易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔。 要使这两个阶段能够实现， 物料在筛面上应具有适当的运动， 一方面使筛面上的物 料层处于松散状态， 物料层将会产生析离 （按粒度分层） ， 大颗粒位于上层， 小颗粒位于下 层， 容易到达筛面， 并透过筛孔。另一方面， 物料和筛子的运动都促使堵在筛孔上的颗粒 脱离筛面， 有利于颗粒透过筛孔。 实践表明， 物料粒度小于筛孔 的颗粒，很容易通过粗粒物料形成的间隙， 到达筛 面， 到筛面后它就很快透过筛孔。这种颗粒称为 “易筛粒” 。物料粒度大于筛孔 的颗 粒， 通过粗粒组成的间隙比较困难， 这种颗粒的直径愈接近筛孔尺寸， 它透过筛孔的困难 程度就愈大， 因此， 这种颗粒称为 “难筛粒” 。下面用矿粒通过筛孔的概率理论来作说明。 矿粒通过筛孔的可能性称为筛分概率， 一般来说， 矿粒通过筛孔的概率受到下列因 素影响 ） 筛孔大小； “） 矿粒与筛孔的相对大小； ） 筛子的有效面积； ） 矿粒运动方向与 筛面所成的角度； ） 矿料的含水量和含泥量。 由于筛分过程是许多复杂现象和因素的综合， 使筛分过程不易用数学形式来全面地 第一章筛分机械原理 描述， 这里仅仅从颗粒尺寸与筛孔尺寸的关系进行讨论， 并假定了某些理想条件 （如颗粒 是垂直地投入筛孔） ， 得到颗粒透过筛孔的概率的公式。 松散物料中粒度比筛孔尺寸小得多的颗粒， 在筛分开始后， 很快就落到筛下产物中， 粒度与筛孔尺寸愈接近的颗粒， 透过筛孔所需的时间愈长。所以， 物料在筛分过程中通 过筛孔的速度取决于颗粒直径与筛孔尺寸的比值。 研究单颗矿粒透过筛孔的概率如图 “ “ 所示。假设有一个由无限细的筛丝制 成的筛网， 筛孔为正方形， 每边长度为 。如果一个直径为 “ 的球形颗粒， 在筛分时垂直 地向筛孔下落。可以认为， 颗粒与筛丝不相碰时， 它就可以毫无阻碍地透过筛孔。换言 之， 要使颗粒顺利地透过筛孔， 在颗粒下落时， 其中心应投在绘有虚线的面积 （ “ “） 内 （图 “ ） 。 图 “ “ 颗粒透过筛孔示意图 由此可见颗粒透过筛孔或者不透过筛孔是一个随机现象。如果矿粒投到筛面上的 次数有 次， 其中有 次透过筛孔， 那么颗粒透过筛孔的频率就是 频率 当 很大时， 频率总是稳定在某一个常数附近， 这个稳定值就叫筛分概率。因 此筛分概率也就客观地反映了矿粒透筛可能性的大小。 既然概率是某事件出现的可能性的大小， 它也就永远不会小于零， 也不会大于 ， 总 是在 与 之间， 即 可以设想有利于颗粒透过筛孔的次数， 与面积 （ “ “） 成正比， 而颗粒投到筛孔上 的次数， 与筛孔的面积 成正比。因此， 颗粒透过筛孔的概率， 就决定于这两个面积的 比值 ’ 第一篇筛分机械 （ “ “ ） “ （ “ “ ） （ “ ） 颗粒被筛丝所阻碍， 使它不透过筛孔的概率之值等于 （ “ ） 。 当某事件发生的概率为时， 使该事件以概率出现如需要重复 次， 值与概率 成反比， 即 在这里所讨论的问题， 值就是颗粒透过筛孔的概率为时必须与颗粒相遇的筛孔 数目。由此可见， 筛孔数目越多， 颗粒透过筛孔的概率越小， 当 值无限增大时，愈接 近于零。 取不同的 “ 比值， 计算出的和 值， 见表 “ “ 。利用这些数据可画出图 “ “ 的曲线。曲线可大体划分为两段， 在颗粒直径 小于 ’“ 的范围内， 曲线较平缓， 随着颗粒直径的增大， 颗粒透过筛面所需的筛孔数目有所增加。当颗粒直径超过 ’“ 以后， 曲线较陡， 颗粒直径稍有增加， 颗粒透过筛面所需的筛孔数目就需要很多。因此， 用概率理论可以证明， 在筛分实践中把 ’“ 的颗粒叫 “易筛粒” 和 * ’“ 的颗 粒叫 “难筛粒” 是有道理的。 若考虑筛丝的尺寸 （图 “ “ ） ， 与上面所讨论的原理一样， 得到颗粒透过筛面的 概率公式 图 “ “ 颗粒透过筛面的概率的倒数与颗粒和筛孔相对尺寸的关系 （ “ “ ） （ “ , ） “ （ “ , ） （ “ “ ） （ “ ） 第一章筛分机械原理 式中 筛丝直径； “ 方形筛孔的边长。 上式说明， 筛孔尺寸愈大， 筛丝和颗粒直径愈小， 则颗粒透过筛孔的可能性愈大。 表 “ “ 颗粒透过筛孔的概率与颗粒及筛孔相对尺寸的关系 “ ’ ’’ *’ ** ,’, - - ’, ,’, 第二节筛分效率 在使用筛子时， 既要求它的处理能力大， 又要求尽可能多地将小于筛孔的细粒物料 过筛到筛下产物中去。因此， 筛子有两个重要的工艺指标 一个是它的处理能力， 即筛孔 大小一定的筛子每平方米筛面面积每小时所处理的物料吨数 （吨.米’时） ， 它是表明筛 分工作的数量指标。另一个是筛分效率， 它是表明筛分工作的质量指标。 在筛分过程中， 按理说比筛孔尺寸小的细级别应该全部透过筛孔， 但实际上并不是 如此， 它要根据筛分机械的性能和操作情况以及物料含水量、 含泥量等而定。因此， 总有 一部分细级别不能透过筛孔成为筛下产物， 而是随筛上产品一起排出。筛上产品中， 未 透过筛孔的细级别数量愈多， 说明筛分的效果愈差， 为了从数量上评定筛分的完全程度， 要用筛分效率这个指标。 所谓筛分效率， 是指实际得到的筛下产物重量与入筛物料中所含粒度小于筛孔尺寸 第一篇筛分机械 的物料的重量之比。筛分效率用百分数或小数表示。 “ “ “ “ “（“ ’ ） 式中筛分效率， ； “ 筛下产品重量； 入筛原物料重量； 入筛原物料中小于筛孔的级别的含量， 。 但实际生产中要测定 “ 和 是比较困难的， 因此必须改用下面推导出的结果来进 行计算。 按图 “ ’ “ ’ 所示， 假定筛下产品中没有大于筛孔尺寸的颗粒， 就可以组成两个方 程式 图 “ ’ “ ’ 筛分效率的测定 “） 原料重量应等于筛上和筛下产物重量之和， 即 “ （“ ’ ） *） 原料中小于筛孔尺寸的粒级的重量， 等于筛上产物与筛下产物中所含有的小于筛 孔尺寸的物料的重量之和。 ““ “（“ ’ ） 式中 筛上产物重量； “ 筛上产物中所含小于筛孔尺寸粒级的含量，。 其他符号的意义同前。 将公式 （“ ’ ） 式代入 （“ ’ ） ， 得 ““ （ ’ “） “ , 第一章筛分机械原理 （““ ） “ ““ （ “ ） 按照公式 （ “ ） 表示的筛分效率的定义， 将公式 （ “ ） 代入公式 （ “ ） 中， 得到 “ ’ ““ （ ““） ’ （ “ *） 必须指出， 上式是指筛下产物中不含有大于筛孔尺寸的颗粒的条件下列出的物料平 衡方程式， 由于实际生产中， 筛网常常被磨损， 部分大于筛孔尺寸的颗粒总会或多或少的 透过筛孔进入筛下产物， 如果考虑这种情况， 筛分效率应按下式计算。 （““） （ ““） （ “ ） 式中 筛下产物中所含小于筛孔级别的含量， 。 筛分效率的测定方法如下 在入筛的物料流中和筛上物料流中每隔 , - . 分钟取 一次样， 应连续取样 . - 小时， 将取得的平均试样在检查筛里筛分， 检查筛的筛孔与生 产上用的筛子的筛孔相同。分别求出原料和筛上产品中小于筛孔尺寸的级别的百分含 量和“， 代入公式 （ “ *） 中可求出筛分效率 /。如果没有与所测定的筛子的筛孔尺寸 相等的检查筛子时， 可以用套筛作筛分分析， 将其结果绘成筛析曲线， 然后由筛析曲线图 中求出该级别的百分含量和“。 有时用全部小于筛孔物料来计算筛分效率， 这样算得的结果叫总筛分效率。有时只 对其中的几个粒级作计算， 算得的结果叫部分筛分效率。全部小于筛孔的物料， 包含易 筛粒和难筛粒， 所以总筛分效率就是这两类粒子的筛分效率组成的。倘若部分筛分效率 是用易筛粒求得的， 它必然比总筛分效率大； 如果是用难筛粒算出的， 它就比总筛分效率 小。 因为有以上讲的这些情况， 在遇见筛分效率时， 就要注意是用什么公式算的， 是总筛 分效率还是部分筛分效率， 否则就会对所研究的问题认识不清。 第三节筛分动力学及其应用 筛分动力学主要研究筛分过程中， 筛分效率与筛分时间的关系。 在松散物料的筛分过程中， 不论是什么场合， 都存在一种普遍规律， 这种规律表现 在 筛分开始后， 筛分效率增加得很快， 以后， 增长速度逐渐降低 （图 “ “ ） 。产生这种 现象的原因是， 筛分开始后，“易筛粒” 很快透过筛孔， 因此筛分效率增长快。随着筛分时 第一篇筛分机械 间的增长， 筛面上的 “易筛粒” 愈来愈少， 以至筛上只剩下 “难筛粒” ， 而 “难筛粒” 透过筛 孔， 需要较长的时间， 所以筛分效率的增加就变慢了。下面用筛分石英颗粒时筛分效率 随筛分时间的变化关系来作说明。 图 “ “ 筛分效率与筛分时间的关系 表 “ “ 石英的筛分效率与时间的关系的试验资料 筛分时间 （秒） 由试验开始计算 的筛分效率 ’“ ’（’ “ ） ’ “ *,“ -..“ *./ ,,*--/“ ,./“ *,,* /-*/.“ /“ .*. /-.“ -.“ ,//,- /.**0 *“ , ./0 /.**“ - .-*,0 ,,“ *-* 如果把表中的第三行和第五行数据绘在对数坐标纸上， 以横坐标表示 ’“， 以纵坐标 表示 ’ “ ， 就可以得到一条直线， 如图 “ “ * 所示。 对图 “ “ * 可以写出直线方程式 ’ “ 1 “ ’“ 0 ’ 式中 直线斜率； ’ 直线在纵坐标上的截距。 因此 ’ “ 2 2 1 ’（“ “ 3 4） . 第一章筛分机械原理 即 “ “ “ “ （ ’） 公式中的参数 及 与物料性质及筛分进行情况有关， 对于振动筛， 可取 ， 由公 式 （ ’） 可导出 “ “， 若 *时， ““ *， 所以参数 是筛分效率为 *时 筛分时间的 次方。因此参数 可以看作是物料的可筛性指标。 图 筛分效率 （,- ） 与筛分时间 （,-“） 的关系 经过试验证明 筛分不分级物料， 例如破碎产物， 筛分结果可以用几段直线组成的折 线表示。这种情况表明， 方程式的参数在不同的线段上有不同的数值。第一段直线的筛 分效率约 .* / 0*； 第二段直线的筛分效率约 ’* / ’； 第三段直线相当于更高的筛分 效率。对接近于筛孔尺寸 （*12 到 ） 的窄级别物料进行筛分时， 筛分效率从 / * 到 ’的整个范围内， 都可以用一根直线表示。 筛分时间与筛分效率之所以有上述的关系， 可以用下面的理论来解释。 令 为某一瞬间存在于筛面上的比筛孔小的矿粒的重量， ’ ’“ 为比筛孔小的矿粒被 筛去的速率 （“ 是筛分时间） ， 因为每一瞬间的筛分速率可假设为与该瞬间留在筛面上的 比筛孔小的矿粒的重量成正比， 即 ’ ’“ （ *） 式中的 为比例系效， 负号表示 随时间的增加而减少。积分上式得 ,3 “ 设 *是给矿中所含比筛孔小的矿粒的重量， 当 “ * 时， *， 即 ,3* * 第一篇筛分机械 因此“ “ “ 或 ’ 比值 是筛下级别在筛上产物中的回收率， 因此筛分效率 应当为 或 ’ （ ） 更符合实际的公式为 ’“或 ’“ （ ） 将公式 （ ） 取两次对数， 可得到 *（* ） * * （“*） 若以纵坐标轴表示 * （* ） ， 横坐标轴表示 *， 用公式 （ ） 作出的图形是一 条直线， 直线的斜率为 。 把 （ ） 式改写为 ’ “ 将 ’“分解为级数 ’ “ ““ （““） ⋯⋯ 取级数的前两项代入公式 （ ） ， 得到 ““ ““ ““ （ ,） 公式 （ ,） 是公式 （ ） 的近似式， 如果令 “ ’ ， 则 “ ’ “ 所以公式 （ ,） 与公式 （ -） 相同。 参数 “ 和 ， 既决定于被筛物料的性质， 也决定于筛分的工作条件。如果设 “ “ ， 则公式 （ ） 为 ./ 0,.12， 对公式 （ ,） ， 32， 因此叫 参数 “ 为物料的可筛性指标。 第一章筛分机械原理 设筛面长度为 ， 因为 “， 故公式 （ “ ） 可表示为 ’ （ “ ） 同样公式 （ “ ） 可表示为 “ “ （ “ *） 筛分动力学的应用之一 利用筛分动力学公式可以研究筛子的负荷与筛分效率的相互关系。如果筛孔尺寸 和物料沿筛面运动的速度一定， 筛面上的物料层厚度取决于筛子的给料量。给料量愈 多， 物料层厚度就愈大， 筛分效率则愈低。因为小于筛孔的级别比较难于通过较厚的物 料层而透筛。给料量很大时， 为了达到相同的筛分效率， 必须增加筛分时间。因此， 可以 近似地认为， 筛分效率不变时， 筛子的生产率与筛分时间成反比， 即 “ “ （ “ ） 式中 ， 筛子的生产率； “ ， “ 达到规定筛分效率所需要的筛分时间。 由公式 （ “ ,） 可知 “ - “ 或 “ - ““ 当筛分时间相同， 而给矿量为 及 ， 相应的筛分效率为 及 ， 代入公式 （ “ ） 式得 ’ “ “ ’ “ “ ’ （ “ ） （ “ “ ） （ “ .） 这个公式表达出筛子的生产率和筛分效率的关系。 应用这个公式时， 要先知道 ’ 值。如果收集到一些生产率和相应的筛分效率的试 验数据， 就可以找出它。振动筛可以取 ’ ， 按照公式 （ “ .） 计算的结果列于表 “ “ 中， 表中取筛分效率为 /0, 时的相对生产率是 。并列出试验平均值。可以看出按 公式 （ “ .） 的计算结果与试验值基本相近。 第一篇筛分机械 表 “ “ 振动筛的筛分效率与生产率的关系 在下列筛分效率 （以小数表示） 时， 筛子的相对生产率 ’*,* 试验平均值,,* - 时， 公式 , “ 的计算值,,*,’,*,’*’ 目前选厂设计中， 振动筛的计算是采用表中所列的试验平均值。 筛分动力学的应用之二 利用筛分动力学公式可以研究筛分效率与筛面长度的关系。在选矿厂中， 有时需要 提高筛子的筛分效率和处理能力， 为缩小碎矿产物粒度和增加碎矿机生产能力创造条 件， 措施之一就是在配置条件允许的情况下增加筛子的长度， 筛分动力学为这种措施提 供了理论依据。 令 “ 、 和 为第一种情况下的筛分时间、 筛面长度和筛分效率； “, 、 , 和 ,为 第二种情况下的筛分时间、 筛面长度和筛分效率。因为筛分时间与筛面长度成正比， 故 公式 （ “ ） 可以写为 - .（ “ ） 及 ,- , .（ “ ,） 从而（ , ） - （ “ ） / （ “ ,） , （ “ *） 或,- , “ 0 , 对于振动筛， 此处之 值为 。 第四节影响筛分效率的因素 一、 第一类影响因素 物料的性质 物料的粒度特性 被筛物料的粒度组成， 对于筛分过程有决定性的影响， 在筛分实践中， 可以看到， 比 筛孔愈小的颗粒愈容易透过筛孔， 颗粒大到筛孔 ， 虽然比筛孔尺寸小， 但却难于透筛。 直径比筛孔略大的颗粒， 常常遮住筛扎， 妨碍细粒透过。直径在 1 ’ 倍筛孔尺寸的颗 第一章筛分机械原理 粒形成的料层， 不易让 “难筛粒” 透过。但直径在 “ 倍筛孔尺寸以上的颗粒形成的料 层， 对 “易筛粒” 或 “难筛粒” 穿过它去接近筛面的影响并不大。因此， 物料中的粒子有三 种粒度界限值得注意 小于 筛孔尺寸的颗粒叫 “易筛粒” ； 小于筛孔尺寸但大于 筛孔尺寸的颗粒叫 “难筛粒” ； 粒度为 “ 倍筛孔尺寸的颗粒叫 “阻碍粒” 。 显然， 含 “易筛粒” 愈多的物料愈好筛。因此， 当增加物料中的 “易筛粒” 含量时， 筛子 的生产率迅速增加， 或者说， 在保持生产率一定的情况下， 可以得到较高的筛分效率。原 因是当 “易筛粒” 含量多的物料给到筛上时， 细粒很容易迅速通过筛孔， 留在筛上的物料 量减少了， 这时即使在筛上还有一些 “难筛粒” ， 由于受其他颗粒对它们影响的程度也相 对地减少了， 所以也有利于一部分 “难筛粒” 透过筛孔。相反， 当原物料中含 “难筛粒” 和 “阻碍粒” 愈多， 因它们阻碍细粒与筛面接触而透过筛孔， 使筛分效率降低。 当原料中细级别含量少， 而筛上物本身又过于粗， 其粒度大大超过筛孔尺寸的时候， 可以采取增加辅助筛分的方法， 用筛孔尺寸较大的辅助筛， 预先排出筛上产物过粗的级 别， 然后筛分含有大量细级别的较细物料， 相对而言， 是完全合理的。在这样两次筛分的 条件下， 可以提高筛分效率和延长筛网的使用期限。 物料颗粒最大容许尺寸与筛孔尺寸之间的一定比例关系没有明确的规定， 一般认为 最大粒度不应大于筛孔尺寸的 ’“ 倍。 在精确计算振动筛的生产率时， 需要测定给矿中小于 ’ 筛孔尺寸的颗粒含量和大于 筛孔尺寸的颗粒含量。因为它们既影响生产率， 也影响筛分效率。 ’“ 被筛物料的含水量和含泥量 物料所含的水分有两种， 一种叫外在水分， 处于颗粒的表面； 另一种叫内在水分， 处 于物料的孔隙、 裂缝中。后者对筛分过程没有影响。 物料中所含的表面水分在一定程度内增加， 粘滞性也就增大， 物料的表面水分能使 细粒互相粘结成团， 并附着在大颗粒上， 粘性物料也会把筛孔堵住。这些原因使筛分过 程进行较难， 筛分效率将大大降低。 以不同筛孔的筛子筛分含水量相同的同一种物料， 则水分对筛分效率的影响是不同 的。筛孔尺寸愈大， 水分的影响愈小。这是因为筛孔尺寸愈大， 筛孔堵塞的可能性就愈 小。另外， 更重要的原因是因为水分在各粒级内的分布是不均匀的， 粒度愈小的级别， 水 分含量愈高。因此， 当筛扎大时， 就能够很快的把水分含量高的细粒级别筛出去， 筛上物 第一篇筛分机械 料的水分于是大大降低， 使它不致影响筛分过程的进行。因此， 当物料含水量较高， 严重 影响筛分过程时， 可以考虑采用适当加大筛孔的方法来提高筛分效率。 水分对筛分某种物料的具体影响， 需要根据试验结果来判断。筛分效率与物料湿度 的关系如图 “ “ 所示， 图中曲线说明， 物料所含水分如达到某一范围， 筛分效率急剧 降低。这个范围取决于物料性质和筛孔尺寸。物料所含水分超过这个范围后， 颗粒的活 动性又重新提高， 物料的粘滞性反而消失了， 此时， 水分有促进物料通过筛孔的作用， 并 逐渐达到湿法筛分的条件。 图 “ “ 中， 两种物料所受水分的影响不同， 产生差别的原因， 叮以由这两种物料 具有不问的吸湿性能来解释。 图 “ “ 筛分效率与矿石湿度的关系 吸湿性弱的物料； 吸湿性强的物料 如果物料中含有易于结团的粘性物质 （如粘土等） ， 即使在水分很少时， 也会粘结成 闭， 使细泥混入筛上产物； 此外， 也会很快堵塞筛孔。 筛分粘性矿石时， 必须采取有效措施来强化筛分过程， 如用湿法筛分， 或者在筛分前 进行预先洗矿， 将泥质排除。 物料的颗粒形状物料颗粒如果是圆形， 则透过方孔和圆孔较容易。破碎产物大 多是多角形， 透过方孔和圆孔不如透过长方孔容易， 条状、 板状、 片状物料难以透过方孔 和圆孔， 但较易透过长方形孔。 二、 第二类影响因素 筛面种类及工作参数 筛面种类 筛子的工作面通常有三种， 钢棒制造的、 钢丝编织的和钢板冲孔的。它们对筛分效 ’ 第一章筛分机械原理 率的影响， 主要和它们的有效面积有关。 筛面种类棒条筛钢板冲孔筛钢丝编织筛 有效面积最少次少较大 使用寿命最长次长最短 价格最低次低最贵 有效面积愈大的筛面， 筛孔占的面积愈多， 矿粒较易透过筛孔， 筛分效率就较高， 但 寿命较短。选用什么样的筛面， 应结合实际情况考虑。当磨损严重， 成为主要矛盾时， 就 应当用耐磨的棒条筛或钢板冲孔筛； 当需要精细筛分的场合下， 就要用织丝筛。 “ 筛孔形状 筛孔形状的选择， 取决于对筛分产物粒度和对筛子生产能力的要求。圆形筛孔与其 他形状的筛孔比较， 在名义尺寸相同的情况下， 透过这种筛孔的筛下产物的粒度较小。 一般认为， 实际上透过圆形筛孔的颗粒的最大粒度， 平均只有透过同样尺寸的正方形筛 孔的颗粒的 ’。 长方形筛孔的筛面， 其有效面积较大， 生产能力较高； 处理含水较多的物料时， 能减 少筛面堵塞现象。它的缺点是容易使条状及片状粒通过筛孔， 使得筛下产物不均匀， 因 此， 当要求筛上物中不含细粉， 筛下物中允许有条状和片状粒， 物料湿而粘易引起堵塞， 以及希望筛下产物较多等情况， 采用长方形筛孔比较有利。 在选择筛孔的型式时， 最好与物料的形状相适合， 如处理块状物料应采用正方形筛 孔， 处理板状物料应采用长方形筛孔。 不同形状筛孔尺寸与筛下产品最大粒度的关系， 按下式计算 最大 “（ * ） 式中最大 筛下产品最大粒度， 毫米； 筛孔尺寸， 毫米； “ 系数。 表 * * ,“ 值表 孔型圆形方形长方形 “ 值 “-““ “- 板条状矿物取大值。 .“ 筛孔尺寸 筛孔愈大， 单位筛网面积的生产率愈高， 筛分效率也较好， 但筛孔的大小取决于采用 筛分的目的和要求。倘若希望筛上产物中含小于筛孔的细粒尽量少， 就应该用较大的筛 / 第一篇筛分机械 孔； 反之， 若要求筛下产物中尽可能不含大于规定粒度的粒子， 筛孔不宜过大， 以规定粒 度作为筛孔宽的限度。 碎矿流程中用的筛子的筛扎宽， 应当联系碎矿机的工作来选择。在碎矿机的产物 中， 总有数量不等的比排矿口约大 “ 倍的未达到破碎要求的残余粒。预先筛分的作 用， 就是先将给入碎矿机的物料中接近残余粒大小以下的矿粒筛除去， 不必把它们送去 破碎。因此， 预先筛分用的筛子的筛孔大小， 可在碎矿机的排矿口宽和它的产物中的最 大粒范围内选择。如果碎矿机的负荷较轻， 筛孔尺寸可以等于或稍大于碎矿机的排矿口 宽度， 以便碎矿机多得些给矿。如果碎矿机过负荷时， 它的给矿宜少， 筛孔尺寸应大些， 可以等于或稍小于破碎产品中的最大块粒度。与细碎机构成闭路的检查筛， 其作用在于 控制碎矿机最终产物的粒度适合磨矿机的要求， 因而它的筛孔宽有两种办法来选取。第 一种办法， 选取筛孔尺寸约等于排矿口宽。这种办法的好处是筛下产物都是合格的细 粒， 但筛子负荷就比较大。第二种办法， 选取筛孔尺寸比排矿口宽度大。这种办法的缺 点是筛下产物中含有一些不合格的粗粒， 按公式 （ ） 算的筛分效率也就低一些， 但合 格细粒也必然更多地进入筛下， 筛子的生产能力将得到提高。所取的筛孔尺寸究竟比排 矿口大多少才合适， 与被破碎的物料性能有关。如果筛孔放大得合适， 筛下物中虽有少 量不合格粗粒， 但也增加了一些细粒， 总的看来， 第二种办法的筛下产物与第一种办法得 到的同样是磨矿机所允许的。这两种定筛孔宽度的办法虽然不同， 但对磨矿机给矿的要 求来讲， 都是一样的。与前面讲的筛分效率和筛分动力学联系起来， 就不难理解制订第 二种办法的根据了。 ’ 筛子的运动状况 虽然筛分质量首先决定于被筛物料的性质， 但同一种物料用不同类型的筛子筛分， 可以得到不同的效果。实际经验指出， 固定不动的筛子， 它的筛分效率很低， 至于可动的 筛子， 它的筛分效率又和筛体的运动方式有关。筛体如果是振动的， 矿粒在筛面上以接 近于垂直筛孔的方向被抖动， 而且振动频率较高， 所以筛分效率最好。在摇动着的筛面 上， 矿粒主要是沿筛面滑动， 而且摇动的频率比振动的频率小， 所以效果较振动筛的差， 转动的圆筒形筛， 筛孔容易堵塞， 筛分效率也不高。各种筛子的筛分效率大致如下 筛子类型固定条筛转筒筛摇动筛振动筛 筛分效率 （）* “ **,* “ *-* 以上 即使同一种运动性质的筛子， 它的筛分效率又随运动强度不同而有差别。筛体的运 动可以使物料在筛面上散开， 有利于细粒经过料层透过筛孔， 筛分效率因此提高。但物 料沿筛面的运动速度， 又和筛体的运动强度有关， 筛面的运动强度过大， 其上的物料运动 , 第一章筛分机械原理 较快， 矿粒透过筛孔的机会少， 效果就较差。如果筛面的运动强度过小， 其上的物料不能 散开， 也不利于细粒透过筛孔。 “ 筛子的长度和宽度 在生产实际中可以体会到 对一定的物料， 生产率主要取决于筛面宽度， 筛分效率主 要取决于筛面长度。筛面愈长， 物料在筛上被筛分的时间愈久， 筛分效率也愈高。筛分 时间 （或筛面长度） 和筛分效率的关系如图 所表明的情况。最初， 稍微增加筛分 时间， 就有许多 “易筛粒” 大量透过筛孔， 筛分效率就很快增加。后来， 易筛颗粒大都被筛 去了， 剩下些难筛颗粒， 时间虽增长， 它们被筛下的并不多， 筛分效率增加也不大。因此， 筛分时间太长也是不合理的。因为当筛面倾角一定， 要增加筛分时间， 只有增加筛面长 度。筛面太长并不好， 浪费厂房空间， 筛子构造笨重， 筛分效率提高不多， 所以筛子长度 必须适当。只有在高负荷工作的筛子， 为了保证较高的筛分效率， 如果配置条件许可， 适 当增加筛子长度， 有时是有利的。 筛面的宽度也必须适当， 而且必须与筛面长度保持一定比例关系。在筛子负荷相等 时， 筛子宽度小而长度很大， 筛面上物料层厚， 细粒难于接近筛面和透过筛孔。相反， 当 筛面宽度很大而长度小时， 物料层厚度固然减小， 细粒易于接近筛面， 但由于颗粒在筛面 上停留时间短， 物料通过筛孔的机会就少了， 筛分效率必然会降低。一般认为筛子的宽 度与长度之比为 “ ’ 。 “ 筛面的倾角 在一般情况下， 筛子都是倾斜安装的， 便于排出筛上物料， 但倾角要合适。角度太 小， 达不到这个目的； 角度太大， 物料排出太快， 物料被筛分的时间缩短， 筛分效率就低。 当筛面倾斜放着时， 可以让颗粒顺利通过的筛孔的面积只相当于筛孔的水平投影， 如图 * 所示。能够无阻碍地透过筛孔的颗粒直径等于 图 *单个颗粒透过倾斜筛面的筛孔示意图 “,-. ./0（ 1） 2 第一篇筛分机械 由此可见， 筛面的倾角愈大， 使矿粒通过时受到的阻碍愈大。因此， 筛面的倾角要适 当。表 “ “ 所示， 为筛面倾角和筛分效果的关系。 实际上选矿厂常见的振动筛的倾角一般在 ’。固定棒条筛的倾角一般为 。 表 “ “ 筛面水平及倾斜放置时筛下物最大粒度与筛孔宽的关系 （适用于 毫米以上的筛孔） 筛下物最大粒直径 保证筛去此最大粒必需的筛孔大小 圆孔方孔 水平 倾斜水平 倾斜 （* ’） ’ 矿粒在 , 毫米时用 ’， 在 毫米时用 *。 三、 第三类影响因素 操作条件 给料要均匀和连续 均匀、 连续地将物料给入筛子上， 让物料沿整个筛子的宽度布满成一薄层， 既充分利 用了筛面， 又便于细粒透过筛孔， 因此可以保证获得较高的生产率和筛分效率。 ’ 给料量 给料量增加， 生产能力增大， 但筛分效率就会逐渐降低， 原因是筛子产生过负荷。筛 子产生过负荷时， 就成为一个溜槽， 实际上只起到运输物料的作用。因此， 对于筛分作 业， 既要求筛分效率高， 又要求处理量大， 不能片面追求一方面， 而使另一方面大大降低。 - 第一章筛分机械原理 第二章固定筛性能结构、 运行管理 与操作控制 第一节概述 工业中使用的筛子种类繁多， 尚无统一的分类标准， 其中有些筛子由于结构陈旧、 生 产效率低， 已经逐渐被淘汰。我国国产筛分机械系列及技术规格见表 “ “ 。下面根 据我国选矿厂中常见的筛子以及它们的某些特点和适用情况作介绍。 ） 格筛 （包括固定棒条筛、 滚轴筛） 固定棒条筛构造简单， 不需要动力， 是选矿厂中 最常见的一种筛子。滚轴筛主要用在焦化厂和炼铁厂筛分焦炭。 ） 摇动筛在非金属矿山、 建筑材料、 选煤工业中广泛应用。金属选矿厂应用很少。 ） 筒形筛一般应用在建筑工业筛分和清洗碎石、 砂子， 也有的选矿厂用于洗矿。 ） 直线振动筛这种筛子是由振动器产生的定向振动作用拖动水平安装的筛框， 筛 框的运动轨迹为定向直线振动， 以保证物料在筛面上产生强烈的抖动， 它用于煤的脱水 分级、 脱介、 脱泥， 也可用于磁铁矿的冲洗、 脱泥和分级等。 ） 圆运动振动筛这种筛子是由不平衡振动器的回转质量产生的激振力使筛体产 生强烈的振动作用， 筛子运动轨迹为圆或近似于圆。由于它的筛分效率比较高， 目前在 金属选矿厂广为采用。 ’ 第一篇筛分机械 “ 第二章固定筛性能结构、 运行管理与操作控制 ） 共振筛又叫弹性连杆式振动筛， 是用连杆上装有弹簧的曲柄连杆机构驱动， 使 筛子在接近共振状态下工作， 达到筛分的目的。它也可归入直线振动筛那一类。共振筛 用于煤炭工业和选矿厂的筛分、 脱水和脱泥作业。目前我国的选煤厂已广泛应用， 此外 有少数选矿厂也开始应用。 “） 细筛其特点是可以筛分细粒物料 （分离粒度可以达到 网目） ， 用于磨矿回路 的细粒分级。有筛面呈曲面形状的弧形筛； 带有机械敲击装置的细筛， 以及国外近年来 新出现的超声波细筛和微孔筛 （带有消除筛孔堵塞的高频振动器） 等。 第二节固 定 筛 固定筛是由平行排列的钢条或钢棒组成， 钢条和钢棒称为格条， 格条借横杆联接在 一起。 固定筛有两种 即格筛和条筛。 格筛装在粗矿仓上部， 以保证粗碎机的入料块度合适， 格筛的筛上大块需要用手锤 或其他方法破碎， 使其过筛。固定格筛一般是水平安装的。 条筛主要用于粗碎和中碎前作预先筛分， 一般为倾斜安装， 倾角的大小应能使物料 沿筛面自动地下滑， 就是说倾角应大于物料对筛面的摩擦角。一般筛分矿石时， 倾角为 ’ ， 对于大块矿石， 倾角可稍减小， 而对于粘性矿石， 倾角应稍增加。 条筛筛孔尺寸约为要求筛下粒度的 * ’ * 倍， 一般筛孔尺寸不小于 毫米。 图 条筛示意图 条筛的宽度决定于给矿机、 运输机以及碎矿机给矿口的宽度； 并应大于给矿中最大 第一篇筛分机械 块粒度的 “ 倍。条筛的长度 应根据宽度 “ 选择， 一般 “ 条筛的生产率用下式计算 ， 吨时 （ ’） 式中 筛面面积， 米； 单位面积生产率， 吨米 时， 可查表 ’ 。 表 ’ 单位筛分面积的生产率值 筛孔尺寸 （毫米）*’’ ,（吨 米 时）**-**** 条筛的优点是构造简单、 无运动件， 也不需要动力， 但缺点是易堵塞， 所需高差大， 筛 分效率低， 一般筛分效率仅为 . /0。 第二章固定筛性能结构、 运行管理与操作控制 第三章振动筛安装调试与运行维护 第一节振动筛及其工作原理 按振动频率是否接近或远离共振频率分为共振筛、 低频振动筛和高频振动筛。