第二篇 篩分、破碎與磨礦 (NXPowerLite)

1、緒緒 論論 自然界蘊(yùn)藏著極為豐富的礦產(chǎn)資源。選礦就是利用礦物的物理或物理化學(xué)性質(zhì)的差異，借助各種選礦設(shè)備將礦石中的有用礦物與脈石礦物分離，并達(dá)到使有用礦物相對富集的過程。選礦學(xué)是研究礦物分選的學(xué)問，是一門分離、富集、綜合利用礦產(chǎn)資源的技術(shù)科學(xué)。 眾所周知，地殼是由巖石組成的，而巖石是礦物的集合體。礦物就是在地殼中由于自然的物理化學(xué)作用或生物作用所生成的具有固定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的天然化合物或自然元素礦物的種類繁多，在眾多的礦物中，能為人類利用的稱有用礦物在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，人們能夠?qū)⒑幸挥杏玫V物的巖石中的某些組分加以富集并利用，這類巖石就稱為礦石,在礦石中.除有用礦物外還含有目前無法富集

2、或尚不能利用的一些礦物這些無用的礦物稱為脈石。 根據(jù)不同的礦石類型和對選礦產(chǎn)品的要求，在實(shí)踐中可采用不同的選礦方法。常用的選礦方法有重選法、磁選法、電選法和浮選法其中浮選法應(yīng)用最廣。重選法廣泛地應(yīng)用于黑色、有色、稀有金屬和煤的分選；磁選法多用于黑色金屬和稀有金屬的分選，也可用于從非金屬礦物原料中除去含鐵雜質(zhì)，還可用于凈化生產(chǎn)、生活用水以及重介質(zhì)選煤中磁鐵礦的回收；電選法用于有色金屬礦石和稀有金屬礦石、黑色金屬( 鐵、錳、鉻)礦石的分選，還用于非金屬礦石( 如煤粉、金剛石、石墨、石棉、高嶺土和滑石等)的分選。除上述常用的四種選礦方法外，還有光電選礦法、化學(xué)選礦法及其他特殊選礦法。各種選礦方法有時(shí)

3、單獨(dú)使用，有時(shí)是幾種方法的聯(lián)合應(yīng)用。 礦石的選礦處理過程是在選礦廠( 選煤廠)中完成的。不論選礦廠( 選煤廠)的規(guī)模大小，一般都包括以下三個(gè)最基本的工藝過程：礦石分選前的準(zhǔn)備作業(yè)包括原礦( 原煤)的破碎、篩分、磨礦、分級等工序本過程的目的是使有用礦物與脈石礦物單體分離，使各種有用礦物相互間單體解離，此外這一過程還為下一步的選礦分離創(chuàng)造適宜的條件。分選作業(yè)。借助于重選、磁選、電選、浮選和其他選礦方法將有用礦物同脈石分離，并使有用礦物相互分離獲得最終選礦產(chǎn)品( 精礦、尾礦、有時(shí)還產(chǎn)出中礦)。加選后產(chǎn)品的處理作業(yè)。包括各種精礦、尾礦產(chǎn)品的脫水，細(xì)粒物料的沉淀濃縮、過濾、干燥和洗水澄清循環(huán)復(fù)用等。1選

4、礦常用的工藝指標(biāo)品位是指產(chǎn)品中金屬或有用成分的質(zhì)量與該產(chǎn)品質(zhì)量之比，常用百分?jǐn)?shù)表示。通常用a表示原礦品位；表示精礦品位；表示尾礦品位。產(chǎn)率產(chǎn)品質(zhì)量與原礦質(zhì)量之比，叫該產(chǎn)品的產(chǎn)率，通常以表示。回收率精礦中有用成分的質(zhì)量與原礦中該有用成分質(zhì)量之比，稱為回收率，常用表示?；厥章士捎孟率接?jì)算：式中：回收率，%； a原礦品位，%； 精礦品位，%； 精礦產(chǎn)率，%。%100100 有用成分回收率是評定分選過程( 或作業(yè))效率的一個(gè)重要指標(biāo)?；厥章试礁弑硎具x礦過程( 或作業(yè))回收的有用成分越多所以選礦過程中應(yīng)在保證精礦質(zhì)量的前提下，力求提高有用成分回收率。 選礦比原礦質(zhì)量與精礦質(zhì)量的比值用它可以確定獲得1t精

5、礦所需處理原礦石的噸數(shù)。常以 K 表示。 富礦比( 或富集比)一一精礦品位與原礦品位的比值，常用E表示，E=/a ，它表示精礦中有用成分的含量比原礦中該有用成分含量增加的倍數(shù)，即選礦過程中有用成分的富集程度。第一章第一章 碎散物料的粒度組成與粒度分析碎散物料的粒度組成與粒度分析 1.1 1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析1.1.1 1.1.1 粒度及其表示方法粒度及其表示方法 破碎篩分、磨碎分級與分選加工的物料均是碎散物料群體，構(gòu)成該群體的顆粒大小不一，形狀各異在技術(shù)丘通常引入“粒度”、“粒級”、“粒度組成”及“平均粒度”等概念來描述它們的特性粒度特性. 粒度-描述單一顆粒大小的尺寸稱為粒度

6、。球形或立方體顆粒的粒度即為直徑或邊長；對于外形不規(guī)則的顆粒，其粒度以三維尺寸( 長a、寬b、厚c)的算術(shù)平均值d=( a十bc)/3 或幾何平均值表示。 平均粒度描述物料群的粒度稱為平均粒度。對 d1/d2的粒級，即粒度范圍較窄的物料群，其平均粒度 d=( dl+d2 )/2；對于粒度范圍較寬的物料群，通常有數(shù)個(gè)粒級，要用統(tǒng)計(jì)學(xué)上求平均值的方法計(jì)算其加權(quán)算術(shù)平均粒度 ds，或加權(quán)幾何平均粒度 dj，或加權(quán)調(diào)和平均粒度 dt：式中，i是平均粒度為 di的粒級占物料總量的質(zhì)量百分率。注:iiinnndddds1111111)(nndddj)(didtii1.1.2 1.1.2 粒度分析方法粒度分

7、析方法 粒度分析是一種技術(shù)操作它的任務(wù)是測定碎散物料的粒度特性。粒度分析方法有多種，選礦工程中常用的有以下三種： 1)篩分分析法此法是利用篩孔大小不同的一系列篩子對散料篩分，n層篩子可把物料分成( n+1)個(gè)粒級，各粒級的上、下限粒度通常就取相應(yīng)篩子的篩孔尺寸。篩分分析法廣泛用于測定0.04100mm 散粒的粒度組成，更大粒度的物料也可編制更大篩孔的篩子，但對于小粒度的物料，一是制作相應(yīng)篩孔的篩子較困難，二是很難篩得充分。一般干篩的分級粒度最小至0.1mm。0.04100mm 物料須用濕篩。篩分分析法的特點(diǎn)是設(shè)備簡單，易于操作，但篩析結(jié)果受顆粒形狀和篩分時(shí)間的影響較大。 2)水力沉降分析法此法

8、是利用水力分析裝置，根據(jù)不同粒度的顆粒在水介質(zhì)中沉降速度不同而分成若于粒級。該法適用于測定 l75 m 細(xì)粒物料的粒度組成，其特點(diǎn)是不像篩分分析法那樣嚴(yán)格按顆粒幾何尺寸分級，而是按沉降速度分級。因水力沉降過程受顆粒密度和形狀的影響，密度大的小顆粒與密度小的大顆粒有可能進(jìn)入同一個(gè)粒級。 3)顯微鏡分析法此法是利用顯微鏡觀察微細(xì)顆粒的大小和形狀，適用于 0.1-50m的物料，可檢查分選產(chǎn)品或校正水力沉降分析結(jié)果，也可研究礦石的結(jié)構(gòu)其主要特點(diǎn)是直觀。在選煤生產(chǎn)和選煤研究中，應(yīng)用最廣泛的是篩分分析法1.2 1.2 篩分分析篩分分析 1.2.1 1.2.1 篩分工具篩分工具 1.標(biāo)準(zhǔn)篩 標(biāo)準(zhǔn)篩是一套篩孔

9、尺寸大小有一定比例的、篩孔邊長及篩絲直徑均按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制造的篩子使用時(shí)將各個(gè)篩子按篩孔大小從上至下順序疊放，上層篩孔大，下層篩孔小各篩子所處的層位次序稱為篩序。每兩個(gè)相鄰篩子篩孔尺寸的比值稱為篩比。有的標(biāo)準(zhǔn)篩確定一系列篩子中的某個(gè)篩子作為基準(zhǔn)篩，簡稱基篩標(biāo)準(zhǔn)篩都有篩底和篩蓋，分另別用以收集篩下產(chǎn)品和防止物料濺失。2.非標(biāo)準(zhǔn)篩 非標(biāo)準(zhǔn)篩并非是隨意制作的篩子，對某些主要特征一般都作出規(guī)定。如煤炭工業(yè)規(guī)定篩孔尺寸依次為100mm、50mm、25mm、13mm 、6mm 、3mm 、0.5mm ，必要時(shí)可以增減篩孔尺寸。很顯然，標(biāo)準(zhǔn)篩是用于細(xì)物料的篩分，而非標(biāo)準(zhǔn)篩是用于粗物料的篩分。另外，標(biāo)準(zhǔn)篩的篩框?yàn)?/p>

10、較小的圓形金屬框，篩面由銅、不銹鋼、尼龍等絲線編織而成，非標(biāo)準(zhǔn)篩的篩框?yàn)檩^大的長方形木質(zhì)框( 也可用薄鋼板焊接)，篩面由低碳鋼絲編織而成或用薄鋼板沖孔而成。非標(biāo)準(zhǔn)篩的操作通常由人工進(jìn)行，從粗孔到細(xì)孔逐個(gè)使用篩子，當(dāng)試料中粗粒不多時(shí)，宜先用中等篩孔的篩子，然后分別從中孔到粗孔和從中孔到細(xì)孔逐個(gè)使用篩子。1.2.2 篩分試驗(yàn)篩分試驗(yàn) 篩分試驗(yàn)按篩分物料粒度的大小分為大篩分與小篩分，大篩分使用非標(biāo)準(zhǔn)篩，小篩分使用標(biāo)準(zhǔn)篩；按篩分時(shí)是否使用水介質(zhì)促進(jìn)篩分的進(jìn)行又分為干篩與濕篩。因大粒度物料容易篩分，當(dāng)試料水分與含泥量較大時(shí)，可以先晾曬，因此，大篩分一般采用干篩。對于小篩分，當(dāng)試料水分與含泥量較小目要求不

11、甚嚴(yán)格時(shí)，可采用干篩，否則宜采用濕篩。當(dāng)然濕篩需要輔以脫水及干燥作業(yè)對于濕篩，通常是將單個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)篩固定在高頻電磁振動器上，手持振動器將篩子置于水盆中篩分。1.3 1.3 粒度特性曲線和粒度特性方程式粒度特性曲線和粒度特性方程式1.3.1 1.3.1 粒度特性曲線粒度特性曲線 粒度分析的結(jié)果除用表格表示外，還可用曲線表示，稱為粒度特性曲線，或粒度分析曲線，它是以散料粒度組成表為依據(jù)繪制的，曲線的橫坐標(biāo)代表粒度，縱坐標(biāo)代表產(chǎn)率若縱坐標(biāo)為粒級產(chǎn)率，則稱為部分粒度特性曲線；若縱坐標(biāo)為累積產(chǎn)率，則稱為累積粒度特性曲線、如圖1-1-1、圖1-1-2所示。 與部分粒度特性曲線相比，累積粒度特性曲線在生產(chǎn)考查

12、和流程計(jì)算上獲得了更為廣泛的應(yīng)用，它具有如下特點(diǎn)：1)正、負(fù)累積粒度特性曲線是互相對稱的，若繪在一張圖紙上，必交于物料產(chǎn)率為 50 的點(diǎn)上。2)正累積粒度特性曲線必交于縱坐標(biāo)軸上物料產(chǎn)率為100%的點(diǎn)；負(fù)累積粒度特性曲線必交于縱坐標(biāo)軸上物料產(chǎn)率為0的點(diǎn)( 坐標(biāo)原點(diǎn))。累積粒度特性曲線有如下用途： 可確定任何指定粒度的相應(yīng)累積產(chǎn)率；或由指定的累積產(chǎn)率查得相應(yīng)的粒度。 可求出仟粒級( d1-d2)的產(chǎn)率，它等于粒度 dl 及 d2 所對應(yīng)的縱坐標(biāo)的差值。 由曲線的形狀可大致判斷物料的粒度組成情況。對于正累積的粒度特性曲線，若曲線向左下角凹進(jìn)，表明物料中細(xì)粒級含量多；若曲線向右上角凸起，說明粗粒級含

13、量多；若曲線近似直線，則表示粗、細(xì)粒度分布均勻。圖 1-1-3 是根據(jù)表1-1-3 繪制的半對數(shù)累積粒度特性曲線，因處，故曲線的左端不能畫到粒度為零處。圖1-1-4 是根據(jù)表1-1-3 繪制的全對數(shù)負(fù)累積粒度特性曲線，因縱坐標(biāo)也采用了取對數(shù)處理，曲線已直線化了，這樣便于求出該直線的斜率和截距，進(jìn)而將曲線用數(shù)學(xué)方程式表示出來，借此確定顆粒粒度在物料中的分布規(guī)律。1.3.21.3.2粒度特性方程式粒度特性方程式粒度特性方程式是研究表述物料群粒度特性的另一種方法，它是由篩分試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)學(xué)方法推理得到的經(jīng)驗(yàn)公式。1高登一安德列耶夫舒曼公式 ( 1-1-1)式中 Y負(fù)累積產(chǎn)率；X與產(chǎn)率 Y 對應(yīng)的

14、物料粒度；Xmax一一最大物料粒度，對一定的物料，Xmax是常數(shù)；K與物料性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)，對一定的物料， K 是常數(shù)一般破碎產(chǎn)物的 K 值常介于0.7-1.0之間。式( 1-1-l)表明了物料粒度 X 與負(fù)累積產(chǎn)率 Y 的函數(shù)關(guān)系，在 X 的定義域( 0，Xmax)內(nèi)，給定一個(gè) X 便可求出對應(yīng)的Y值。顎式破碎機(jī)和圓錐破碎機(jī)的產(chǎn)物，其粒度在0至破碎機(jī)排料口寬度( Xmax)的范圍內(nèi)，相應(yīng)的產(chǎn)率Xmax基本卜符合式( 1-1-1 )。第2章 篩分及篩分機(jī)械2.1 2.1 概述概述2.1.1 2.1.1 篩分的基本概念篩分的基本概念碎散物料通過一層或數(shù)層篩面被分成不同粒級的過程稱為篩分。在實(shí)驗(yàn)室或

15、試驗(yàn)場地為完成粒度分析而進(jìn)行的篩分稱為試驗(yàn)篩分，在工廠或礦場為完成生產(chǎn)任務(wù)而進(jìn)行的篩分稱為工業(yè)篩分，本章的篩分是指工業(yè)篩分。篩分過程一般是連續(xù)的，篩分原料給到篩分機(jī)械( 簡稱篩子)上以后，小于篩孔尺寸的物料透過篩孔，稱為篩下產(chǎn)物；大于篩孔尺寸的物料從篩面上不斷排出，稱為篩上產(chǎn)物。在一定條件下，篩上產(chǎn)物中的最小粒度與篩下產(chǎn)物中的最大粒度，都近似等于篩面的篩孔尺寸，篩孔尺寸可簡單地認(rèn)為是篩分粒度。在單位時(shí)間內(nèi)給到篩面上的原料的質(zhì)量稱為生產(chǎn)率，單位是 t / h 。但在選礦或選煤生產(chǎn)中，更習(xí)慣稱之為處理量、處理能力或篩子負(fù)荷。若在篩分時(shí)使用了 n 個(gè)篩子( 確切講是 n 層篩面)，一般就可得到( n

16、 十 l )個(gè)產(chǎn)物。在這種情況下，下一層篩分的篩下物就是下一層篩子的原料。有關(guān)篩序、篩面和粒級等概念已在第 1 章定義過，不再贅述。 2.1.22.1.2篩分作業(yè)的任務(wù)與分類篩分作業(yè)的任務(wù)與分類篩分作業(yè)廣泛用于選礦廠、選煤廠、篩選廠等，同時(shí)也廣泛用于建筑、化工、輕工業(yè)部門。按照應(yīng)用目的和使用場合的不同，以及篩分作業(yè)在生產(chǎn)工藝中擔(dān)負(fù)的任務(wù)不同。篩分作業(yè)可分為以下幾種。 1.獨(dú)立篩分當(dāng)篩分產(chǎn)品作為最終產(chǎn)品供給用戶使用時(shí)，稱為獨(dú)立篩分，如煤、鐵礦石和建筑石料的篩分。對于煤炭工業(yè)，獨(dú)立篩分主要是指篩選廠生產(chǎn)不同粒級商結(jié)煤的篩分。商品煤的粒級要根據(jù)煤質(zhì)、煤的粒度組成和用戶要求，按國家有關(guān)煤炭粒度分級的規(guī)

17、定來確定，供動力用煤的粒級見表 1-2-1， 2.準(zhǔn)備篩分 當(dāng)篩分是為分選作業(yè)提供不同粒級的入選礦物時(shí)，稱為準(zhǔn)備篩分，如重選及磁選前的礦物篩分。對于煤炭工業(yè)，各種選煤設(shè)備都應(yīng)供給適宜粒級的原煤。過粗的大塊不能分選，過細(xì)的微粒難以回收。另外，原煤粒度對分選效果也有很大影響，各種選煤方法的分選粒度范圍見表 l-2-2 。3.預(yù)先篩分與檢查篩分當(dāng)篩分作業(yè)和破碎作業(yè)配合進(jìn)行時(shí)稱為輔助篩分。若用在破碎前把合格粒級預(yù)先篩出叫預(yù)先篩分：若用在破碎后以控制破碎產(chǎn)品的粒度則叫檢查篩分。預(yù)先篩分有時(shí)也稱為準(zhǔn)備篩分。許多情況下，一個(gè)篩分作業(yè)能同時(shí)起預(yù)先篩分和檢查篩分的作用，如圖 1-2-1 所示 4.脫水篩分將伴有

18、大量水的碎散物料( 如渣漿、泥漿、礦漿等)作為篩分原料，以脫除其中液相為目的的篩分稱為脫水篩分。例如濕法選礦或選煤生產(chǎn)，都需要在水介質(zhì)中進(jìn)行，精、尾礦( 煤)中含有大量的水，脫水篩分一方面可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，便于貯存和運(yùn)輸，減少運(yùn)輸量及解決高寒地區(qū)冬季裝、卸車的困難，另一方面可以回收水，以便循環(huán)使用。5.脫泥篩分與脫介篩分為達(dá)到一定的工藝目的，將碎散物料或伴水的碎散物料作為篩分原料，脫除其中細(xì)粒的篩分，稱為脫泥篩分或脫介篩分。例如，在重介質(zhì)選煤時(shí)，為了減輕煤泥對介質(zhì)系統(tǒng)的污染，在煤進(jìn)入重介質(zhì)分選機(jī)前所進(jìn)行的脫泥篩分；在跳汰選煤時(shí)，為獷降低洗水粘度，提高細(xì)粒煤的分選效率，在煤進(jìn)入跳汰機(jī)前的脫泥篩分

19、；為了減少高灰細(xì)泥對重介質(zhì)或跳汰精煤的污染所進(jìn)行的脫泥篩分；在重介質(zhì)選煤時(shí)，為了回收細(xì)粒狀的重介質(zhì)( 一200網(wǎng)目)所進(jìn)行的脫介篩分。在很多情況下，脫水、脫泥和脫介篩分的工藝作用是兼而有之的，而篩分作業(yè)卻只有個(gè)為了使篩分更加充分，應(yīng)經(jīng)常向篩面上施加噴淋水沖洗。用于脫水、脫泥、脫介的篩分機(jī)，在工藝上常稱為脫水篩、脫泥篩、脫介篩。 6.選擇性篩分通常，篩分是將碎散物料按幾何尺寸( 粒度)進(jìn)行分離的，但在某些情況下，篩分可將散料按質(zhì)量分離，如選礦或選煤生產(chǎn)中按品位或灰分分離，這種篩分稱為選擇性篩分。例如，一些鐵精礦再磨循環(huán)中的細(xì)粒篩分就有選擇性篩分的作用，通過細(xì)篩能提高鐵精礦品位；在以含黃鐵礦一為主

20、的高硫煤中，硫分大部分集中在大塊煤內(nèi)，通過篩分可將硫分除去；在某些煤礦，塊煤灰分與末煤灰分不同，通過篩分可降低某一篩分產(chǎn)品的灰分；很多種煤塊的脆性比混雜其中的矸石塊脆性大，用滾筒碎選機(jī)邊破碎邊篩分，就能使低灰分的篩下物和高灰分的篩上物分離。2.1.3 篩分機(jī)械的類型及其主要特點(diǎn)篩分機(jī)械的類型及其主要特點(diǎn)篩分機(jī)械俗稱篩子篩子的種類繁多，一般按篩面的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動形式，將其分為以下七種類型。1固定篩2滾筒篩3振動篩4其他篩分機(jī)2.2 篩分過程篩分過程碎散物料的篩分過程，可以看做由兩個(gè)階段組成：一是小于篩孔尺寸的細(xì)顆粒通過粗顆粒所組成的物料層到達(dá)篩面，簡稱穿層或分層；二是細(xì)顆粒透過篩孔成為篩下物，簡

21、稱透篩，同時(shí)粗顆粒也排出篩面成為篩上物。為此，物料和篩面之間必須存在相對運(yùn)動，使粗粒層經(jīng)常處于松散狀態(tài)，便于細(xì)顆粒穿過粗顆粒之間的空隙，促使細(xì)顆粒透篩。同時(shí)對篩面上的物料層必須有一定的輸送能力。篩分過程本是一個(gè)由顆粒群體參與的錯(cuò)綜復(fù)雜過程，但是為了便于分析問題，經(jīng)常以單個(gè)顆粒為研究對象來分析其透篩過程2.2.1 2.2.1 顆粒透篩的概率顆粒透篩的概率 假定直徑為 d 的單個(gè)球形顆粒在重力作用下向水平布置的篩面自由落下，篩絲直徑為a ，方形篩孔的邊長為L( Ld ) , 如圖1-2-3 所示。如果顆粒能夠透過篩孔，則必須是球形顆粒的中心位于圖中的陰影面積( L-d)2 之內(nèi)，否則，它將碰到篩絲

22、被彈回。而整個(gè)過程( 可稱為事件 A )發(fā)生在面積 (L + a ) 2 之內(nèi)。不難想像，顆粒透過篩孔的概率P( A ) ( 又稱或然率)與面積( L-d)2成正比，與面積(L + a ) 2成反比，即：( l -2-1 )2.2.2 2.2.2 傾斜篩面的篩分粒度傾斜篩面的篩分粒度 相對水平面傾斜安裝的篩面稱為傾斜篩面，篩面與水平面的夾角稱為篩面傾角。傾角的大小與篩子的生產(chǎn)率和篩分效率有密切的關(guān)系，傾角大，料層在篩面上向前運(yùn)動的速度就快，生產(chǎn)率就大；但這樣使物料在篩面上停留的時(shí)間縮短，減少了顆粒透篩機(jī)會，降低了篩分效果。2.2.3 顆粒平行于篩面運(yùn)動時(shí)的速度顆粒平行于篩面運(yùn)動時(shí)的速度 顆粒平

23、行于篩面運(yùn)動時(shí)的速度是指相對速度。產(chǎn)生這種相對速度的緣由可能是物料運(yùn)動而篩面不動，如固定篩；也可能是物料不怎么運(yùn)動而主要是篩面運(yùn)動，如滾筒篩和搖動篩。2.2.4 2.2.4 篩分順序篩分順序 碎散物料篩分產(chǎn)物的級別超過兩種時(shí)，分出物料的順序由篩面的安裝位置來決定。篩分流程可以分為：由粗到細(xì)的流程，由細(xì)到粗的流程以及聯(lián)合流程。 這種流程的優(yōu)點(diǎn)是： 1) 篩面的磨損較小，雖然全部物料及其中的最大塊加到篩孔最大的篩面上，但這個(gè)篩面往往由鋼棒組成，不易磨損，并可保護(hù)下面的細(xì)孔篩網(wǎng)； 2) 細(xì)級別的物料篩分效率較高，因?yàn)榧拥郊?xì)孔篩面上的物料數(shù)量較少； 3)粗級別的物料在篩分過程中的破碎現(xiàn)象較少，因?yàn)榇旨?/p>

24、別的物料很快地從篩分過程中分出，這一點(diǎn)對煤的篩分具有重要意義； 4)由于篩面是多層重疊的，所以篩分裝置的布置比較緊湊。2.2.5 2.2.5 篩分效果篩分效果 1 篩分效率 篩分效率是評價(jià)篩分過程進(jìn)行的完全程度的技術(shù)指標(biāo)。篩分效率由計(jì)算。2平均分配誤差 平均分配誤差按式計(jì)算 3總錯(cuò)配物含量2.2.6 2.2.6 篩分過程動力學(xué)篩分過程動力學(xué) 篩分過程動力學(xué)主要研究篩分過程中，篩分效率與篩分時(shí)間的關(guān)系。在碎散物料的篩分過程中，普遍存在這樣一種規(guī)律：篩分剛開始，易篩粒就很快透篩，隨后是難篩粒緩慢透篩，到篩分結(jié)束時(shí)，幾乎沒有顆粒透篩。顯然，如果把整個(gè)篩分時(shí)間分成若干等份那么每一等份內(nèi)所得到的篩下物的

25、量是不同的，而且是時(shí)間越靠后篩下量越少。 對于一定的篩分作業(yè)，篩分原料中小于篩分粒度的物料的質(zhì)量是常量，它不隨篩分時(shí)間，變化；篩下產(chǎn)物的質(zhì)量是變量它的初值為零，隨著時(shí)間的增長而增長，直到篩分結(jié)束為止。因此，篩分效率是時(shí)間的函數(shù)。 設(shè) dw是在時(shí)間微元量山內(nèi)所產(chǎn)出的篩下物微元質(zhì)量，則 dw/dt 代表單位時(shí)間內(nèi)篩下物的產(chǎn)量，稱為篩下物產(chǎn)出速率，它與篩面上料層中小于篩分粒度的物料的質(zhì)量、成正比 dwkwdt 當(dāng)篩分時(shí)間相同( t1=t2)、篩子負(fù)荷分別為Q1和Q2 時(shí)，相應(yīng)的篩分效率為1和2，代入式( 1-2-18)得 22121212111(1)(1)1nnnaQQa 篩分效率與篩分時(shí)間及篩子負(fù)

26、荷的關(guān)系 2.2.7 2.2.7 影響篩分過程的因素影響篩分過程的因素1 入篩原料性質(zhì)的影響 1)含水率一一物料的含水率又稱濕度或水分。水分對某種物料的篩分過程的具體影響，只能根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判斷。篩分效率與物料濕度的關(guān)系見圖 2)含泥量一如果物料含有易結(jié)團(tuán)的混合物( 如粘土等)，即使在水分含量很少時(shí)，篩分也可能發(fā)生困難。因?yàn)檎惩廖锪显诤Y分中會粘結(jié)成團(tuán)，使細(xì)泥混入篩上產(chǎn)物中；除此以外，粘上也很容易堵塞篩孔。 粘土質(zhì)物料和粘性物料，只能在某些特殊情況下用篩孔較大的篩面進(jìn)行篩分。篩分粘性礦石時(shí)，必須采用特殊的措施這些措施包括：濕法篩分( 即向沿篩面運(yùn)動的物料上噴水)；篩分前預(yù)先脫泥；對篩分原料進(jìn)行烘干

27、。用電熱篩面篩分潮濕且有粘性的礦石，能得到很好的效果。 在濕法篩分中，篩子的生產(chǎn)能力比干法篩分時(shí)高幾倍：提高的倍數(shù)與篩孔尺寸有關(guān)。濕法篩分所消耗的水量，取決于應(yīng)該排到篩下產(chǎn)物中的粘土混合物、細(xì)泥和塵粒的性質(zhì)與數(shù)量，一般情況下，每 lm3 原料耗水 1.5 m3左右。如果工藝過程的條件容許進(jìn)行濕法篩分，從生產(chǎn)廠房的防塵條件來看，濕篩比干篩更易于被人采用。在許多場合下，特別是篩分含砂較多的礦石時(shí)，為了減少塵埃飛揚(yáng)，改善廠房衛(wèi)生條件，通常使礦石保持定的水分( 4%-6%)。 3)粒度特性影響篩分過程的粒度特性主要是指原料中含有對篩分過程有特定意義的各種粒級物料的含量。 4)密度特性當(dāng)物料中所有顆粒都

28、是同一密度時(shí)，一般對篩分沒有影響。但是當(dāng)物料中粗、細(xì)顆粒存在密度差時(shí)，情形就大不樣。若粗粒密度小，細(xì)粒密度大，則容易篩分。比如對-50mm 破碎級煤與-200網(wǎng)目磨碎級鐵礦粉的混合物的篩分，或從稻谷粒中篩出混入的細(xì)砂等，這是由于粗料層的阻礙作用相對較小，而細(xì)粒級的穿層及透篩作用卻比較大。相反，若粗粒密度大，細(xì)粒密度小，比如含有較多粗粒級殲石的煤，篩分就相對困難。 2.2.篩子性能的影響篩子性能的影響 1) 篩面運(yùn)動形式篩面運(yùn)動形式關(guān)系到篩上物料層的松散度及需要透篩的細(xì)物料相對篩面運(yùn)動的速度、方向、頻率等，因而對分層、透篩過程均有影響。搖動篩上的物料主要是沿篩面方向滑動，在篩面法向的速度分量較小

29、，不利于細(xì)粒透篩幾種典型篩子的篩分效率大致如表1-2-5 所示。 表1-2-5 不同運(yùn)動特性篩面的篩分效果篩面運(yùn)動形式固定不動筒形轉(zhuǎn)動搖動振動篩分效率/%50-606070-80902)篩面結(jié)構(gòu)參數(shù)篩面寬度與長度一般情況下，篩面寬度決定篩子的處理能力，篩面越寬，處理能力就越大；篩面長度決定篩子的篩分效率，篩面越長，效率就越高對于振動篩，增加寬度常受到篩框結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制。通常，寬度越大，篩框的壽命就越短。目前，我國篩寬一般在 2.5m 以內(nèi)，而有的國家篩寬達(dá)5.5m。常見的篩孔形狀有圓形、方形和長方形三種，依次以直徑、邊長和短邊長來表示篩孔的尺寸。當(dāng)三種篩子具有相同的篩孔尺寸時(shí)，篩下產(chǎn)物的粒度上

30、限卻不相同。篩下產(chǎn)物的最大粒度按下式計(jì)算：dmax=kL ( 1-2-21)式中dmax篩下產(chǎn)物最大粒度；L篩孔尺寸；k系數(shù)，見表1-2-6。3操作條件的影響對一定的篩子和篩分原料而言，操作條件主要是指給料的數(shù)量和質(zhì)量。前者即篩子負(fù)荷，通常以 t/( 臺h)或t/(m2h)為單位，它與篩分效率的關(guān)系在前面已經(jīng)論述；后者是指應(yīng)保持連續(xù)和均勻地向篩子給料，其中均勻性既包括在任意瞬時(shí)的篩子負(fù)荷都應(yīng)相等，也包括物料是沿整個(gè)篩面寬度上給進(jìn)。此外，及時(shí)清理和維修篩面，也有利于篩分操作。2.3 2.3 篩分機(jī)械篩分機(jī)械2.3.1 2.3.1 慣性振動篩的基本組成與工作原理慣性慣性振動篩的基本組成與工作原理慣

31、性振動篩一般簡稱為振動篩，工作時(shí)的強(qiáng)迫力由安裝在篩箱上的賡勝激振器產(chǎn)生，因此而得名。1圓振動篩圓振動篩的基本組成與工作原理如圖1-2-12 所示。單軸慣性激振器 3 通過一對軸承被安裝在篩箱 1 上，并連同篩箱一起由彈簧組 2 吊掛在承重梁上。當(dāng)電動機(jī) 5 通過傳動裝置 4 帶動激振器軸轉(zhuǎn)動時(shí)( 角速度動，因軸上裝有偏距為)一的不平衡質(zhì)塊 m 。，故產(chǎn)生方向隨時(shí)間改變的離心慣性力m0rw2；又由于彈簧的彈性支承作用，使整個(gè)振動體 M ( 包括篩箱、激振器和篩上物料)被迫振動一一旋轉(zhuǎn)圓運(yùn)動，其速度與方向和激振器轉(zhuǎn)動的速度與方向相同；圓運(yùn)動軌跡為 A ( 通常稱為振幅)，篩體的圓運(yùn)動也產(chǎn)生離心慣性

32、力力Maw2。對于超共振系統(tǒng)( 振動頻率f=w/2遠(yuǎn)大于整個(gè)振動系統(tǒng)的共振頻率f0=w0/2,后面章節(jié)中講述)，對于超共振系統(tǒng)( 振動頻率f=w/2遠(yuǎn)大于整個(gè)振動系統(tǒng)的共振頻率f0=w0/2,后面章節(jié)中講述)，彈簧恢復(fù)力較小，可以忽略不計(jì)，而且振動體圓運(yùn)動( 位移、速度、加速度)滯后激振器旋轉(zhuǎn)運(yùn)動( 位移、速度、加速度)約相位，即篩體慣性力滯后激振力約相位。例如當(dāng)篩體從平衡位置向上運(yùn)動到極限位置時(shí)，激振力向下；反之，當(dāng)篩體從平衡位置向下運(yùn)動到極限位置時(shí)，激振力向上。因此整個(gè)振動系統(tǒng)的合內(nèi)力近于零，即mrw2=-Maw2，或mr=-MA( m=2m0，負(fù)號表示二力方向相反)。將振動體和不平衡質(zhì)塊

33、分別縮微成質(zhì)點(diǎn) M 及 m ，并投影到個(gè)平行于篩箱側(cè)板的平面上，二質(zhì)點(diǎn)由無重系桿相連，這樣可以較為生動地體會篩機(jī)振動時(shí)力的平衡狀態(tài)，如圖1-2-12 所示。2直線振動篩直線振動篩的基本組成與工作原理如圖 l-2-13 所示。雙軸慣性激振器 3 差不多就是兩個(gè)單軸慣性激振器，裝在兩根激振軸端部的一對惰齒輪使它們強(qiáng)迫地聯(lián)系起來。當(dāng)電動機(jī) 5 通過傳動裝置 4 帶動其中一根激振軸轉(zhuǎn)動時(shí)，另一根激振軸也同步但異向轉(zhuǎn)動。兩根激振軸所產(chǎn)生的離心慣性力在x-x 方向總是完全抵消：Fx=0；而在y-y 方向總是完全疊加：Fy=2mrw2coswt(m=2m0)。為達(dá)到此目的，一種常見的情形是兩根激振軸的不平衡

34、質(zhì)塊 m 、偏距r都相同，而且由一對惰齒輪所確定的各不平衡質(zhì)塊的初相位也相同。3 雙電機(jī)驅(qū)動的直線振動篩及其自同步原理單電機(jī)驅(qū)動的直線振動篩是由單個(gè)電機(jī)驅(qū)動，兩根激振軸之間必須采用一對惰齒輪強(qiáng)迫聯(lián)系。雙電機(jī)驅(qū)動的直線振動篩，兩根激振軸之間無齒輪對聯(lián)系，各軸分別由一臺電動機(jī)驅(qū)動，兩個(gè)軸系是相對自由的，如圖 1-2-14 所示。自同步原理可用下面的方法解釋。假設(shè)在篩機(jī)啟動中，兩根激振軸存在相位差，它們產(chǎn)生的激振力此時(shí)不能按希望的那樣疊加或抵消，產(chǎn)生附加力F ，如圖 1-2-15 所示。2.3.2 2.3.2 振動篩的主要部件振動篩的主要部件1篩箱篩箱 (l )(l )篩框篩框把篩面固定在篩框里就構(gòu)

35、成了篩箱，篩框是用型鋼組合起來的結(jié)構(gòu)件，對它的基本要求是具有較大的整體剛度和抗疲勞強(qiáng)度如圖1-2-16 所示 (2) 篩面對篩面的基本要求是：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、最大的開孔率、篩孔不易堵塞。所謂開孔率，是指篩孔總面積與整個(gè)篩面面積之比。常見的篩面有篩蓖、篩板、篩網(wǎng)、篩片和篩布等幾種。按材質(zhì)可分為金屬和非金屬兩種。 篩蓖篩蓖是由平行排列的具有一定斷面形狀的一組蓖條直接固定在篩框橫梁上而構(gòu)成的篩面，因此又稱為蓖條篩面或棒條篩面。常見的蓖條的形狀如圖 1-2-17 所示。曬蓖的蓖條較粗、強(qiáng)度及剛度均較大，故各蓖條間不設(shè)置橫向構(gòu)件，因此，工作面平滑。對篩上物料的移動阻力很小，塊料不容易卜塞。篩蓖的開孔率

36、一般為50-60% ，主要用于固定篩和重型振動篩，對來自礦山的大塊物料作大于 50 mm ( 個(gè)別情況下可小至 25 mm )的粗篩分。蓖條在多數(shù)情況下是與篩框的各橫梁固接，但有時(shí)只在一端與篩框固接，另一端呈懸臂狀。當(dāng)物料給到篩蓖上時(shí)由于物料的沖力及蓖條的彈性，使各蓖條產(chǎn)生不同的上下顫動，從而使物料松散并有助于排出篩上物，避免物料卡塞在篩縫中。這種情況僅限于作固定篩使用。如圖 1-2-18 (a)所示。 篩板篩板是用 A3、16Mn、16MnCr 等材料的鋼板經(jīng)鉆孔或沖孔等加工方法制作的種篩面。篩板的厚度 h 一般是 5-12 mm ，篩孔尺寸 D 越大，板厚 h 也應(yīng)相應(yīng)增大，以保證其足夠的

37、強(qiáng)度。但篩板太厚會增加重量，還會增加細(xì)粒物料透篩的阻力，通常按公式 h=0.625D 確定。常用的孔形是圓形，個(gè)別情況下也采用方形。為了使篩板有足夠的強(qiáng)度而且開孔率盡可能大，圓形篩孔幾乎總是作菱形排列，如圖1-2-19 (a)所示。鋼絲的材質(zhì)有低碳鋼、彈簧鋼或不銹鋼等幾種。篩分磨蝕性小的物料可選用低碳鋼絲篩分磨蝕性大的物料應(yīng)選用高碳鋼絲或彈簧鋼絲，在腐蝕性兼磨蝕性較大的場合應(yīng)選用不銹鋼絲。網(wǎng)絲直徑選擇必須兼顧篩面載荷、壽命及開孔率等要求。表 1-2-7 列出美國有關(guān)協(xié)會對網(wǎng)絲直徑制定的標(biāo)準(zhǔn)。 篩片一篩片是用圓形金屬絲( 常用牌號為 1Cr18Ni9Ti 的鋼絲)冷壓成梯形、三角形或其他上寬下窄

38、斷面的篩條后，再經(jīng)焊接或螺栓聯(lián)接而成的篩面，如圖 1-2-21 所示。(3 )篩面在篩框上的固定篩面在篩框上的固定廣泛采用螺栓連接。對于篩蓖，常將各蓖條逐根地緊固在篩框上，對于其他整體式篩面在縱向邊、橫向邊和中部分別采用不同的固定方法，見圖 1-2-22 。2.慣性激振器(1) 單軸激振器按偏心質(zhì)量的配置方式，單軸激振器分為偏質(zhì)輪式、偏質(zhì)軸式、偏質(zhì)輪軸式和偏質(zhì)塊式四種。其中偏質(zhì)輪軸式是偏質(zhì)輪與偏質(zhì)軸的復(fù)合形式，其結(jié)構(gòu)見圖 1-2-23 轉(zhuǎn)軸 1 是一根偏質(zhì)軸，其中部具有偏心質(zhì)量，軸的兩端分別裝有偏質(zhì)輪2、3，兩輪上均裝有配重 7 。偏質(zhì)輪 3 同時(shí)也是傳動帶輪。偏質(zhì)軸上的偏心質(zhì)量與偏質(zhì)輪上的配

39、重共同構(gòu)成激振器的不平衡重m。因激振力 F=mrw2，故增減配重即可改變激振力大小。如果激振器是用于自定中心式圓振動篩，則兩偏質(zhì)輪的孔心還要相對輪緣的幾何中心有一個(gè)偏距r。有一對圓柱滾子軸承 4 ，并通過軸承座 5 和緊定套 6 ，用螺栓固定在篩框的一塊側(cè)板上。另一塊側(cè)板上也裝有同樣的半激振器，兩半激振器的階梯軸用中間軸聯(lián)接。滾柱軸承的承載能力高，但沒有自動調(diào)心的能力。為了適應(yīng)兩側(cè)板間距較大、兩軸承座孔不能很好對中這一特點(diǎn)，中間軸與兩階梯軸之間采用撓性聯(lián)軸器。各種單軸激振器的特點(diǎn)比較見表 1-2-8。(2 )雙軸激振器雙軸激振器基本上就是兩個(gè)或兩組單軸激振器的組合，按照偏心質(zhì)量分配方式分類的單

40、軸激振器，都可組合成對應(yīng)的雙軸激振器。偏質(zhì)軸式直線振動篩雙軸激振器見圖 1-2-25。按激振器的外形實(shí)質(zhì)卜是按轉(zhuǎn)軸的長短和整體的與篩箱裝、拆的方便程度，雙軸激振器又可分為筒式激振器和箱式激振器，上述激振器均可歸屬于筒式激振器。箱式激振器見圖1-2-26 ，其中整體式和剖分式激振器的特點(diǎn)比較見表1-2-9。(3)振動電機(jī)振動電機(jī)是把電動機(jī)和激振器合二為一的通用機(jī)電產(chǎn)品，用于包括振動篩在內(nèi)的多種振動機(jī)械，其結(jié)構(gòu)見圖1-2-27。3.傳動裝置振動篩的傳動裝置有帶傳動、撓性聯(lián)軸器傳動和聯(lián)合傳動三種。 V 形帶傳動功率大、效率高，被廣泛采用；常用的撓性聯(lián)軸器有萬向聯(lián)軸器和瓣形輪胎聯(lián)軸器兩種，其中后者的撓

41、性件用輸送帶制作，取材容易、維修方便、造價(jià)低，故應(yīng)用更為廣泛，其結(jié)構(gòu)如圖 1-2-28 所示；聯(lián)合傳動裝置包括 V 形帶、撓性聯(lián)軸器和傳動軸，如圖 1-2-29 所示傳動裝置的比較見表 1-2-10。2.2.3 2.2.3 振動篩的典型產(chǎn)品振動篩的典型產(chǎn)品1.DD型、ZD型、DS型、ZS型振動篩 這些振動篩是我國六七十年代的產(chǎn)品，主要用于煤炭行業(yè)，其中圓振動篩場用于分級，直線振動篩常用于脫水和脫介，許多用戶至今仍在使用。其結(jié)構(gòu)分別見圖1-2-30、1-2-31、1-2-32、1-2-33；其型號意義為：2.YK型、ZKX型、ZKB型、ZKS型振動篩這些振叫篩是我國八九十年代的產(chǎn)品，可以說它們基

42、本上是對以往振動篩在結(jié)構(gòu)方面優(yōu)化后的結(jié)果，主要用于選煤、選礦生產(chǎn)，其中圓振動篩常用于預(yù)先篩分，直線振動篩常用于脫水和脫介。其結(jié)構(gòu)分別見圖1-2-34、1-2-35、1-2-36、1-2-37；其型號編制不太規(guī)范，一般意義為：YK 型振動篩是簡單慣性式( 不定中心式)振動篩，采用聯(lián)合傳動裝置。 ZKX 型振動篩，有的安裝兩個(gè)激振器，有的安裝一個(gè)。對于前者，兩激振器之間并無中間軸聯(lián)接，也不采用聯(lián)合傳動裝置，而是兩皮帶輪對面布置，均由電動機(jī)( 位于篩箱上部)上的主動帶輪驅(qū)動。這種單獨(dú)的帶傳動與聯(lián)合傳動相比較，可減小整個(gè)篩機(jī)的橫向尺寸。 ZKB 型振動篩采用無齒輪雙軸激振器及相應(yīng)的雙電機(jī)驅(qū)動方式。這從

43、根本上解決了齒輪對的工作條件非常惡劣、必須用稀油潤滑、油液容易泄漏和發(fā)熱等問題。 ZKS 型振動篩采用單電機(jī)驅(qū)動，雖然兩根激振軸之間通過齒輪箱強(qiáng)迫聯(lián)系，但是齒輪箱并不參加篩箱振動，是固定安裝的，而且兩根激振軸的初相位相差 90，同時(shí)振動方向角取 45，如圖 1-2-38 所示。ZKS 型振動篩是水平雙軸橢圓振動篩，只是因?yàn)闄E圓的長、短軸之比較大，近乎直線，故按直線振動篩使用。該篩機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)是啟動轉(zhuǎn)矩比直線振動篩小，如圖 1-2-39 所示。3. GS 型概率篩、ZD型等厚篩、GDS 型概率等厚篩這些振動篩是我國七八十年代的產(chǎn)品，主要用于中等粒度的煤炭或礦物的干法篩分，其結(jié)構(gòu)分別見圖1-2-

44、40、1-2-41、1-2-42；各型號意義為：20世紀(jì)50年代初，瑞典的F莫根森利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，深入研究了碎散物料在振動篩面上的透篩概率，建立了包括物料粒度、篩孔與篩絲尺寸、篩面傾角、物料入篩角、透篩概率等參量的關(guān)聯(lián)式，以及包括篩面層數(shù)、篩面長度、透篩概率、分配量等參量的分配方程，提出了概率篩分法。以概率篩分法為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的振動篩稱為概率篩或莫根森篩。與其他振動篩比較，概率篩的特點(diǎn)為： 在結(jié)構(gòu)方面，篩面長度短，傾角大，層數(shù)多，篩孔尺寸與篩分粒度的比值大； 在運(yùn)動參數(shù)方面，篩箱的振幅小，振頻高，振動方向角大； 在篩分性能方面，單位篩面面積的處理能力大，抗堵孔能力強(qiáng)，屬于近似篩分( 篩下物的限上率

45、較高)。 2.2.4 2.2.4 干法細(xì)篩干法細(xì)篩 當(dāng)原料的水分、粘性物及細(xì)顆粒的含量均較高時(shí)，一般的慣性振動篩按較小的篩分粒度進(jìn)行干法篩分時(shí)常發(fā)生篩孔被堵塞的現(xiàn)象。為此，人們研制了各種干法細(xì)篩，這些篩子的結(jié)構(gòu)原理新穎，效果顯著，但結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜 。1.旋轉(zhuǎn)概率篩旋轉(zhuǎn)概率篩工作時(shí)不振動，只轉(zhuǎn)動篩縫比篩分粒度大得多，具有顯著的概率篩分效應(yīng)，故稱為旋轉(zhuǎn)概率篩其結(jié)構(gòu)原理如圖 l-2-43 所示。旋轉(zhuǎn)概率篩主要由給料、篩分和排料 3 個(gè)運(yùn)動系統(tǒng)構(gòu)成，分別由 3 臺電動機(jī)驅(qū)動。如圖 1-2-43 所示，給料系統(tǒng)主要由入料槽 1 、旋轉(zhuǎn)軸套 18 、給料盤 2 、給料螺旋 4 和驅(qū)動裝置 3 組成。物料經(jīng)

46、入料溜槽給到低速旋轉(zhuǎn)的給料盤上，在給料螺旋的配合下沿給料盤徑向朝外移動，到達(dá)邊緣時(shí)靠重力自由落下，呈環(huán)狀物料帶進(jìn)入下面的篩盤 5 ，實(shí)現(xiàn)連續(xù)給料。2.立式圓筒篩立式圓筒篩的結(jié)構(gòu)原理如圖l-2-45所示。立式圓柱形篩筒 5 的上部通過徑向篩條裝有給料圓盤 3 ，給料圓盤的周邊與篩筒的內(nèi)表面有一定間隙，以便使篩分原料漏下；篩筒的中部或下部裝有“米”字形支撐架，篩筒通過安裝在“米”字架中心和給料盤中心的一對軸承 10 支承在立置的曲軸 4 的偏心軸徑處。曲軸的上部齒輪通過行星齒輪與裝在給料盤上的內(nèi)齒圈( 三者構(gòu)成減速器 2 )聯(lián)系；曲軸的上端和下端各裝有一個(gè)軸承 12，并通過軸承座支承在機(jī)殼 6 上

47、。當(dāng)電動機(jī)通過傳動帶驅(qū)動曲軸轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動篩筒繞 O一O 軸線作水平面的高速圓運(yùn)動，同時(shí)，由行星齒輪減速器帶動給料盤和篩筒繞其幾何軸線( O1一O1線)低速轉(zhuǎn)動，即篩筒的運(yùn)動是復(fù)合運(yùn)動。為平衡篩筒作圓運(yùn)動時(shí)所產(chǎn)生的離心慣性力，在曲軸上裝有配重 8 。 3. 變幅篩變幅篩的結(jié)構(gòu)原理如圖 1-2-47 所示。4.弛張篩弛張篩的結(jié)構(gòu)原理如圖1-2-48 所示。弛張篩是雙質(zhì)量振動系統(tǒng)，采用聚氨酚橡膠篩面，支承篩面的任意兩根相鄰橫梁都分別屬十兩個(gè)振動質(zhì)體，其中一個(gè)質(zhì)體是篩箱，另一個(gè)質(zhì)體是配重。當(dāng)兩質(zhì)體相差二相位振動時(shí)，任意兩根相鄰橫梁時(shí)而靠近，時(shí)而遠(yuǎn)離，彈性篩面也相應(yīng)時(shí)而松弛，時(shí)而張緊，即篩面隨篩箱作牽連

48、運(yùn)動的同時(shí)，還相對篩箱作相對運(yùn)動。這種弛張運(yùn)動不僅使篩孔不斷產(chǎn)生變形，而且大大增加了篩面的振動強(qiáng)度，從而有效地克服了篩孔堵塞現(xiàn)象，顯著提高了篩機(jī)處理能力。因篩箱的振動強(qiáng)度并不大，故機(jī)械強(qiáng)度容易保證，但篩面的振動強(qiáng)度較大且反復(fù)變形，故篩面壽命較低。5.無振動離心篩無振動離心篩的結(jié)構(gòu)原理如圖1-2-49所示。第3章 破碎及破碎機(jī)械3.1 3.1 概述概述破碎是在外力作用下使大塊物料變成小塊物料的過程。它是用外力( 包括人力、機(jī)械力、電力、化學(xué)能、原子能或其他方法等)施加于被破碎的物料上，克服物料分子間的內(nèi)聚力，使大塊物料分裂成若干小塊的過程。破碎與磨碎在使用的方法及產(chǎn)物粒度上有所不同，破碎產(chǎn)物的粒

49、度較大，而磨碎產(chǎn)物的粒度細(xì)小。 3.1.1 3.1.1 破碎作業(yè)在選煤廠和選礦廠中的破碎作業(yè)在選煤廠和選礦廠中的作用作用破碎作業(yè)在選煤廠和選礦廠生產(chǎn)中都占有重要地位。然而，由于選煤廠和選礦廠在所破碎物料的物理機(jī)械性能和破碎產(chǎn)品粒度要求方面存在較大區(qū)別，兩者在破碎機(jī)選型等方面有明顯差異。破碎作業(yè)在選煤廠和選礦廠生產(chǎn)中的作用主要有以下幾方面：1）滿足選煤機(jī)械和選礦機(jī)械對入選物料最大入選粒度的要求例如，我國入選原煤粒度一般在 50mm以下，而從煤礦運(yùn)來的原煤最大粒度可達(dá) 300 mm ，所以，應(yīng)對大塊原煤進(jìn)行破碎；井下和露天開采的礦石的粒度分別可達(dá) 600mm 與 1500mm ，也需破碎。6.琴弦

50、篩琴弦篩實(shí)際上是采用琴弦篩蓖作為篩面的慣性振動篩。當(dāng)入料粒度較小( 如50mm ) 時(shí)，可采用一層篩面，當(dāng)入料粒度較大時(shí)，為了減少篩面的負(fù)荷，延長其使用壽命，常在琴弦篩面的上方再設(shè)置一層比較堅(jiān)固的其他篩面。琴弦篩的篩框結(jié)構(gòu)、激振器的類型、運(yùn)動軌跡等并無專門特征，目前已有多種產(chǎn)品，許多廠、礦把原有的振動篩改換成琴弦篩面，取得了較好的工藝效果。3.1.2 3.1.2 破碎作業(yè)的分類破碎作業(yè)的分類破碎作業(yè)按其在選礦(煤)上藝中的作用不同可分為：準(zhǔn)備破碎( 分選前)；最終破碎(分選后)。破碎作業(yè)按破碎產(chǎn)物的粒度不同分為：粗碎、中碎、細(xì)碎與粉碎，見表1-3-1。破碎作業(yè)按其所消耗的能量形式不同分為：機(jī)械

51、能破碎，即用機(jī)械力破碎物料；非機(jī)械能破碎，即應(yīng)用電能、熱能等進(jìn)行破碎。選煤廠和選礦廠主要是采用機(jī)械能破碎。機(jī)械能破碎有五種基本方式(圖1-3-1 )： 擠壓破碎 圖 1-3-1 (a) 物料在兩個(gè)工作面之間受到緩慢增大的壓力作用而破碎。這種方法大多用于脆性、堅(jiān)硬物料的粗碎。 劈裂破碎圖l-3-l(b)用一個(gè)尖棱( 或平面)和一個(gè)帶有尖棱的工作表面擠壓礦石時(shí)，礦石將沿壓力作用線的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面仁的拉應(yīng)力達(dá)到或超過礦石拉伸強(qiáng)度極限。由于礦石的拉伸強(qiáng)度極限比抗壓強(qiáng)度極限小很多，因此，在其他條件相同情況下，劈裂破碎比擠壓破碎所需的壓力小。 折斷破碎圖1-3-1 ( c )一一礦石受

52、彎曲作用而破碎。被破碎的礦石被視為承受集中載荷的兩支點(diǎn)梁或多支點(diǎn)梁。當(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達(dá)到礦石的彎曲強(qiáng)度時(shí)，礦石即被折斷。 研磨破碎圖1-3-1 (d)礦石與運(yùn)動的工作面之間存在相對運(yùn)動而受一定的壓力和剪切力作用。當(dāng)剪切應(yīng)力達(dá)到礦石的剪切強(qiáng)度時(shí)，礦石即被粉碎。研磨破碎多產(chǎn)生細(xì)粒，效率低、能量消耗大。這種方法多用于小塊物料的細(xì)磨。 沖擊破碎圖1-3-1 (e)物料受到足夠大的瞬時(shí)沖擊力而破碎，其破碎效率高、破碎比大、能量消耗少。這種方法主要用于脆性物料的破碎。3.1.3 與破碎相關(guān)的礦石性質(zhì)及破碎方法的選擇與破碎相關(guān)的礦石性質(zhì)及破碎方法的選擇礦石的破碎方法主要根據(jù)礦石的物理機(jī)械性質(zhì)、礦石塊的尺寸

53、和所要求的破碎比來選擇。礦石破碎過程中所表現(xiàn)出來的抵抗外力的強(qiáng)度大小，稱為礦石破碎的難易程度。它是衡量礦石可碎性的標(biāo)準(zhǔn)，主要取決于礦石的結(jié)構(gòu)特性和礦物的結(jié)晶形態(tài)。礦物晶格間的作用力越大，硬度就越大，也就越難破碎。礦石或礦物的結(jié)構(gòu)具有某些缺陷、裂隙時(shí)，往往首先易在該部位破裂。影響礦石破碎難易程度的最主要因素是礦石的硬度。它是指礦石抵抗其他物質(zhì)壓入或刻畫的能力。礦石的硬度等級有多種分類方法。選礦工業(yè)常引用可碎性系數(shù)定量地衡量礦物機(jī)械強(qiáng)度對破碎的影響，其表示方法如下：=Q1/Q0 (1-3-1 )式中物料的可碎性系數(shù)；Q1某破碎機(jī)破碎中硬礦石的處理能力；Q0一一同一破碎機(jī)在同樣條件下破碎指定礦石的處

54、理能力。中硬礦石通常用石英代表，其可碎性系數(shù)與可磨性系數(shù)均為1 。若礦石硬度大，則可碎性系數(shù)與可磨性系數(shù)均小于 1 ，表示破碎機(jī)對其處理能力小于對中硬礦石的處理能力；反之，礦石硬度小，可碎性系數(shù)與可磨性系數(shù)大于 1 ，破碎機(jī)對其處理能力則較大。選礦上常用礦石的極限抗壓強(qiáng)度氏，、普氏硬度系數(shù)f (f=b/10)、可碎性系數(shù)及可磨性系數(shù)表示礦石的硬度，如表 1-3-2 所示。按普氏硬度系數(shù)f可將礦石分為 10 級， f 值由0.3到 20 ，見表1-3-3 。顯然， f 值越大，礦石越堅(jiān)固，也越難破碎。從表中可以看出，無煙煤的普氏硬度系數(shù) f=2 ，煙煤的普氏硬度系數(shù) f=1-1.5。 各種礦石的

55、物理機(jī)械性質(zhì)見表 1-3-4。應(yīng)當(dāng)指出，礦石的力學(xué)性質(zhì)是不均勻的。不同礦物集合體之間的結(jié)合力比同種礦物內(nèi)部的結(jié)合力要??；在同樣的礦物集合體內(nèi)，晶體面上的結(jié)合力比晶體內(nèi)部的要小。再加上形成礦物的不連續(xù)性與不均勻性，以及開采時(shí)對礦物受力形成的裂紋的影響。一般來說，隨著物料粒度的減小，以上提到的引起礦物強(qiáng)度降低的因素也減少，故細(xì)礦粒的強(qiáng)度較高，也就是礦粒愈細(xì)愈難磨碎。3.1.4 破碎比及破碎產(chǎn)物的粒度特性破碎比及破碎產(chǎn)物的粒度特性 在破碎過程中，嘆料粒度與產(chǎn)物粒度的比值叫做破碎比。它表征了物料破碎的程度。破碎的能量消耗和處理能力均與破碎比有關(guān)。破碎比通常由入料最大顆粒直徑(Dmax)與產(chǎn)物最大顆粒直

56、徑(dmax)的比值來確定，即： ( 1-3-2 )在選煤實(shí)踐中，由式(1-3-2)確定的破碎比并不能準(zhǔn)確地描述破碎過程。因?yàn)榱６忍匦韵嗤奈锪辖?jīng)破碎后，雖然產(chǎn)物中的最大粒度是一樣的，但破碎后粒度特性未必相同，如圖 1-3-2 所示。若由式(1-3-2 )計(jì)算破碎比，圖中所示兩個(gè)破碎過程的破碎比相同，但凹形曲線 2 的產(chǎn)物要比凸形曲線 1 的產(chǎn)物含更多的細(xì)顆粒，所以完成曲線 2 所示的破碎要比完成曲線 1 所示的破碎消耗更多的能量。為使破碎比能更準(zhǔn)確地表小破碎與能耗的關(guān)系，應(yīng)尋求另一種破碎比的計(jì)算方法。即： (1-3-3)式中、根據(jù)粒度特性計(jì)算出的原料與產(chǎn)物的加權(quán)平均直徑，mm；、原料和產(chǎn)物的

57、各粒級產(chǎn)率( 按篩分分析)，%；D、d原料和產(chǎn)物各粒級的算術(shù)或幾何平均直徑，mm。為了鑒定破碎機(jī)的破碎效果和檢查破碎產(chǎn)品的質(zhì)量，必須確定它們的產(chǎn)品粒度組成和粒度特性曲線。確定混合物料的粒度組成，通常采用篩分分析的方法( 簡稱篩析)進(jìn)行篩析時(shí)，從被篩析的物料中稱出適量的試樣。試樣稱好后置于一套標(biāo)準(zhǔn)篩的第一層篩面上并用蓋封閉，然后放在振篩器上進(jìn)行篩分，篩分的時(shí)間一般為 10-15min 。篩好后將各層篩上物料分別進(jìn)行稱量，然后以試樣的總質(zhì)量分別除各個(gè)粒級的質(zhì)量，即可得到每一粒級相應(yīng)的產(chǎn)率，以百分?jǐn)?shù)表示。根據(jù)篩析的結(jié)果，可以做出原礦、破碎產(chǎn)品和磨碎產(chǎn)品的粒度特性曲線。粒度特性曲線表示產(chǎn)率和物料粒度之

58、間的關(guān)系。這種曲線的繪制方法很多，隨研究的目的而定。通常是以直角坐標(biāo)的橫軸表示篩孔尺寸與原礦最大粒度之比，或者是篩孔尺寸與破碎機(jī)排礦口之比，或者是篩孔尺寸與磨碎產(chǎn)品的最大粒度之比；縱軸表示每一層篩上物料質(zhì)量累積百分?jǐn)?shù)，簡稱篩上量累積產(chǎn)率( % )。利用各種礦樣的篩析數(shù)據(jù)，可以做出圖1-3-3到圖l-3-8 的粒度特性曲線。從圖1-3-3 到圖1-3-8表示的粒度特性曲線中可以看出，難碎性礦石的粒度特性曲線 l 都是凸形曲線，這表明礦石中粗粒級物料占多數(shù)；中等可碎性礦石的粒度特性曲線 2 都近似于直線，這表明各種粒級所占的產(chǎn)率大致相等；易碎性礦石中粒度特性曲線 3 都是凹形曲線，這表明礦石中細(xì)粒

59、級物料占多數(shù)。根據(jù)圖中的粒度特性曲線，可以比較各種礦石的破碎難易程度，檢查破碎機(jī)的工作情況，比較各種破碎機(jī)的破碎效果。3.1.5 3.1.5 選煤廠常用的破碎工藝流程選煤廠常用的破碎工藝流程煤礦運(yùn)到選煤廠的原煤的最大粒度可達(dá) 300 mm 。我國目前主要采用跳汰與重介質(zhì)選煤，一般入選粒度小于 50 mm，所以應(yīng)對入選原煤進(jìn)行破碎，使其粒度小于最大允許入選粒度。為滿足這一粒度要求，有兩種常用破碎系統(tǒng)，一種是帶有準(zhǔn)備篩分的開路系統(tǒng)，如圖 1-3-9(a) ；另一種是帶有檢查篩分的閉路系統(tǒng)，如圖 1-3-9(b)。閉路破碎系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能保證產(chǎn)品粒度小于規(guī)定尺寸；缺點(diǎn)是設(shè)備較多，流程復(fù)雜，破碎機(jī)的負(fù)荷

60、量應(yīng)考慮檢查篩分的篩上物料量。3.1.6 3.1.6 破碎效果評定方法破碎效果評定方法選煤廠中，無論哪一種破碎作業(yè)都應(yīng)該滿足以下兩方面要求：1)破碎產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定粒度，或排料中大于規(guī)定粒度的煤塊盡可能少.2)盡量避免過粉碎，即排料中過細(xì)的煤粒含量要少。因?yàn)檫^粉碎產(chǎn)品的含量多，會給分選作業(yè)帶來困難，降低精煤產(chǎn)率，同時(shí)增加煤泥量，加大煤泥回收和洗水澄清設(shè)備的負(fù)荷。過粉碎還將加快設(shè)備的磨損和增加無謂的功耗，所以應(yīng)盡量避免。3.2 3.2 破碎基本理論破碎基本理論破碎理論是研究礦石在破碎過程中能量消耗與哪些因素有關(guān)，并確定外力破碎礦石時(shí)所做的功的學(xué)說，也叫破碎的功耗學(xué)說雖然人類使用破碎工具已有上千年的歷