选矿机械 第二章 筛分设备

1）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（L≥d），如图所示。
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（L≥d），如图1-5所示。
如果颗粒能够透过筛孔，则必须是球形颗粒
可水平安装，但是筛箱的运动必须是差动。
摇动筛的优点是筛箱的摇动幅度(冲程)不因给料量的变化 而变化，即运动稳定。缺点是生产能力和效率较低。
五、振动筛
振动筛的筛箱与摇动筛相似，但是支承和吊挂筛 箱采用的是弹簧组件，筛箱的振动是依靠激振器。 激振器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可以改变。振动筛的运动特点
c
f
o
c
r
c
r f
f
②平均分配误差
PE
m

PE
u
PE 1 2
PE 1
S
p
S 25
S 75 Sp
PE
u

式中
PE
m
PE
PE 1
u
SP
S 75
S 25
—平均分配误差； —上分配误差； —下分配误差； —分配粒度； —分配曲线上对应于分配率为75%的粒度值； —分配曲线上对应于分配率为25%的粒度值。
①筛分效率
筛分效率是评价筛分过程进行的完全程度的技术指标。筛分效率由下式计算：
E c E f 100
Ec
o * Qc
r
* 100
Ef
Fc r Ff o *Q f
F
r f
* 100
式中η—筛分效率，％； E —粗粒物正配效率，％； E —细粒物正配效率，％； —筛上产品产率，％； Q —筛上产品中粗粒物含量（占本级），％； F —计算入料中粒粒物含量，％； F —计算入料中细粒物含量，％； Q —筛上产品中细粒物含量（占本级），％。 计算筛分效率时，一般用规定粒度划分粗粒物和细粒物；当鉴定筛分设备时，则 按分配粒度划分。
③总错配物含量
m0 mc m
f
m c 100 u U c
m f 100 0 Q f
式中
m 0 —总错配物含量，%； m c —粗粒错配物含量，%；
f
—细粒错配物含量，%； u —筛下产品产率，%； U c —筛下产品中粗粒物含量（占本 级），%。
m
上述三项指标的应用原则是：对于新研制设备的 技术鉴定、新投产设备的验收或重要的生产技术检
第二章 筛分设备
第一节 概述
一、基本概念
井下或露天开采出来的未经仟何加工处理的煤
叫毛煤。它是由不同尺寸的颗粒所组成，在使用或
分选前往往被分成颗粒大小比较接近的几个粒级。
将粒度不同的碎散物料通过一层或数层筛面被分成
不同粒级的过程称为筛分。物料中粒度大于筛孔尺
寸的颗粒留在筛上成为筛上物．物料中粒度小于筛
响。几种典型筛子的筛分效率大致如表所示。 筛面运动形式 固定不动 筒形转动 摇动 筛分效率/% 50~60 60 振动
70~80 >90
②筛面结构参数
一般情况下，筛面宽度决定筛子的
处理能 力，筛面越宽，处理能力就越大；筛面长度决定筛 子的筛分效率，筛面越长，效率就越高。对于振动筛，增加 宽度常受到筛框结构强度的限制。 为便于排出筛上物，筛面往往倾斜安装。倾角的大小与 筛子的生产率和筛分效率有密切的关系。 ③振幅和振次 筛面的振次和振幅是振动筛的主要动
新研制出的弧形筛和旋流筛。
固定筛构造简单、寿命长，尤其不消耗动力，没有运动
部件，设备成本和使用成本低。因此，虽然生产能力和筛分 效率较低，但仍在选煤厂广泛使用。 二、辊轴筛 传统辊轴筛的筛面由许多根垂直筛上料流的辊轴排列而 成，各辊轴用电机通过链传动或齿轮传动带动而同向旋转， 安装在辊轴上的星轮对物料颠簸和输送，生产能力和筛分效
中含有对筛分过程有特定意义的各种粒级物料的含
量。
④密度特性。当物料中所有颗粒都是同一密度时，一
般对筛分没有影响。但是当物料中粗、细颗粒存在
密度差时，情形就大不一样。
2．筛子性能的影响
①筛面运动形式
筛面运动形式关系到筛上物料
层的松散度及需要透筛的细物料相对筛面运动的速
度、方向、频率等，因而对分层、透筛过程均有影
d L
)
2
实践证明，物料粒度小于筛孔3/4的颗粒容易透过筛孔，
被称为易筛粒；大于筛孔3/4的颗粒，因为透筛困难，称为
难筛粒。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。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。对于筛孔大小
一定的筛面，倾角越大，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，为近似筛分。
筛面与水平面的夹角为筛面倾角，倾角的大小与筛分设
备的生产效率和筛分效率有密切关系。倾角大，生产能力 大，筛分效率低(主要是因为料群在筛面上向前运动速度快， 颗粒透筛时的通道相应变窄)；反之，倾角越小，生产能力 越小．筛分效率越高。一般来讲．筛子的倾角安装好以后 是固定的。筛面倾斜放置时，透过筛孔颗粒的最大直径是：
力学参数。在筛分干燥细物料时，采用高频小振幅，在筛分
干燥粗物料或潮湿细粒物料时，采用低频大振幅。
3．操作条件的影响 对一定的筛子和筛分原料而言，操作条 件主要是指给料的数量和质量。前者即指筛 子的负荷；后者是指应保持连续和均匀地向
筛子给料，其中均匀性既包括在任意瞬时的
筛子负荷都应相等，也包括物料是沿整个筛
厂使用的集尘器就是风力分级的一个例子。
2．筛 序 进行筛分作业应用若干个筛面。按其筛孔尺寸的大小不同，
以一定的顺序依次排列所形成的序列称筛序。
3．筛 比 在同一筛序的若干筛面上，每相邻筛面的上层筛面筛孔尺
寸和下层筛面筛孔尺寸之比称为筛比，筛比通常为常数。
4．粒 度 颗粒的大小称为粒度。 5．粒 级 粒度不同的碎散物料，借用某种分级方法可以将其按粒度范围分 成若干个粒度级别，简称粒级。
的中心位于图中的阴影面积之内，否则，它将
碰到筛丝被弹回。而整个过程（可称为事件A） 发生在面积之
2
(L a)
2
内。颗粒透过筛孔的概率P
(L a)
2
（A）( L d ) 与面积成正比，与面积 成反比，即：
P ( A) (L d ) (L a)
2 2

L
2 2
(L a)
(1
孔尺寸的颗粒穿过筛面成为筛下物。
1. 筛分 筛分是分级方法的一种。分级是指物料按颗粒大小(粒
度范围)分成若干粒级的作业。分级方法主要有水力分级、
风力分级和筛分3种类型。 水力分级就是不同粒度的物料在水介质中按其沉降速 度的不同分成若干粒级的作业。它多用于细粒带水物料的分 级，如选煤厂煤泥分级、煤泥水的澄清浓缩。常见设备有角 锥池、斗子捞坑、浓缩机等。风力分级就是使用空气作分级 介质的分级作业，主要处理0.5mm以下的煤尘和矿尘。选煤
面宽度上给进。
三、筛分方法
筛分机械被广泛用于许多工业部门，种类繁多，
一般按筛面的结构和运动形式分为以下几类：
1）固定筛
筛面由许多平行排列的筛条构成，筛条排列的方
向与筛上料流的方向相同或相垂直。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
面下滑而完成筛分。固定筛有棒条筛和条缝筛以及
厚振动筛、张弛筛、直线振动概率筛、旋转概率筛、圆筒筛、
振网筛、各种细粒筛、螺旋筛等新产品。尤其是在80年代， 我国从美国、日本、德国等国引进了先进的振动筛生产技术 经消化吸收，制造出80年代初世界先进的YA型圆振动筛、 ZKX直线振动筛、ZK型直线振动筛系列筛分机。进入90年
代，筛分机的设计进入了蓬勃发展阶段，一方面随着选矿厂
3 最终筛分
主要是指筛选厂生产粒级商品煤的筛分。最终筛分的粒级要根据煤 质、粒度组成和用户的要求，按国家现行《煤炭粒度分级》的标准来确 定最终的分级产物。供动力用煤的粒级见表1—1所列。
4．脱水筛分
将带水的煤或其他物料进行筛分，以便脱除伴随而来的来自。脱水使用的筛子叫脱水筛。筛子用于
选煤产品的脱水，块精煤水分可达8%~10%，末精 煤水分可达到16%~18%，中煤水分约为14%~16%。 5．脱泥筛分 为了减少或脱除煤泥(-0.5mm)的筛分叫脱泥筛 分。脱泥筛分一般须用强力喷水冲洗，以提高脱泥 效率。
已派生出许多新机种。因此，本章主要介绍振动筛。
第二节 振动筛及其工作原理
振动筛自1900年问世以来，至今已有100多年 的历史了。由于它具有处理能力大、筛分效率高、 机械性能好等突出的优点，因而已广泛地应用于煤
查，要同时应用筛分效率和平均分配误差，总错配
物含量可作为补充评定指标。对于筛分设备的日常 检查则不受该限制。
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。
筛分设备
我国筛分设备的发展大体经历了下述四个阶段： （1）20世纪50年代的测绘仿制阶段。在这一阶段中，一方面测绘了解放 前留下的旧筛分机，并进行生产，同时仿制前苏联的筛分机，如BγO型、 BγⅡ型等。 （2）20世纪60年代的自行设计阶段。由于以上测绘仿制的筛分机都存在 结构笨重、传动基的动力大，处理能力低，筛分效果差等缺点，我国从 60年代开始，在过去生产实践的基础上自行设计和制造了圆运动振动筛、
直线振动筛和共振筛，逐步取代了老式筛分机。
（3）20世纪70年代系列化阶段。在总结圆运动振动筛以及直线振动筛多 年制造和使用经验的基础上，加之对直线振动筛进行改进设计，使之形
成系列产品，组成一个含有21个规格，71个产品的系列谱型。
（4） 20世纪70年代末到90年代的新产品自主开发阶段。在 这一阶段中，研制了大型的圆运动振动筛、直线振动筛、等
率比固定筛高。为了加强对物料的输送作用，筛面呈
12°~15°倾斜安装。
三、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。
圆锥形筛筒水平安装，物料由筛筒小端给入，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，使细粒透筛，粗粒则逐渐被运送到筛筒大端 排出。对于圆柱面筛筒，为使物料在筒内产生轴向运动，其
厂型扩大，对大型筛分机形成了市场需求，另一方面采掘业 机械化进程加快产生了很多对难筛物料筛分机产生市场需求。
影响筛分过程的因素 1．入筛原料性质的影响 ①表面水分。 筛分效率与物料湿度的关系见图。
②含泥量。粘土物料在筛分中会粘结成团，使细泥混
入筛上产物中；此外，粘土也很容易堵塞筛孔。
③粒度特性。影响筛分过程的粒度特性主要是指原料
转轴必须倾斜3°~5°安装。
滚筒筛运转平稳可靠，但生产能力低、筛孔易堵塞、筛
分效率低，可用于粗、中粒物料的筛分和脱水。
四、摇动筛
摇动筛由带有平面筛面的矩形筛箱、支承筛箱的支杆或
吊杆，偏心传动装置和机架等构成。工作时，电动机带动偏 心轴转动，通过连杆驱动筛箱在近似与筛面平行的平面内往 复摇动，位于筛面上的物料被反复松散，从而完成筛分。为 了使物料能沿筛面向排料端运动，一般将筛面倾斜安装；也
是频率高、振幅小，物料在筛面上做跳跃运动，因
而生产能力和筛分效率都较高。振动筛适用于选煤
厂的各种筛分作业。
六、其他筛分机
如旋转概率筛、立式(卧式)振动(无振动)离心筛、
弛张筛、琴弦筛等。这些筛分机的结构形式、运动
形式和工作原理都比较特殊，适用于特定的工况。
以上6类筛分机械，振动筛使用最多，在发展中
二、筛分作业的分类 按筛分在工艺过程中所起的作用不同，筛分作业可分为
如下几类。
1．准备筛分 在选煤厂中，按破碎作业和分选作业的要求，将原煤分
成不向的粒级，为进一步的煤炭加工作准备。
2．检查筛分 从破碎作业的产物中，把粒度不合格的大块用筛子分出 来，这就叫检查筛分。如图是原煤准备的工艺流程，从中可 看出准备筛分和检查筛分在流程中所起的作用。
6．脱介筛分
在重介质选煤产品中，为了脱除产品所带介质而进行
的筛分，叫脱介筛分（一般喷加清水）。 7．选择性筛分 在筛分过程中，煤炭不仅按粒度分级，而且也按质量 分级的筛分，叫选择性筛分。 在工业生产上，筛上产品中往往混有小于筛孔尺寸的 细颗粒，筛下产品中也有时会混有大于筛孔尺寸的粗颗粒， 这就有一个筛分效率的评定问题。