篩分作業(yè)

篩分作業(yè)通常用于粒度為1mm以上物料的分級(jí)；但是，近年來(lái)，細(xì)篩已成功地用于小于1mm物料的分級(jí)，因此，在工業(yè)應(yīng)用中，最小篩孔尺寸達(dá)0.05 mm。篩分作業(yè)在冶金工業(yè)中是不可缺少的。此外，在煤炭、建筑、化工和其他工業(yè)部門中也廣泛應(yīng)用。在選礦廠中,篩分通常可以作為輔助作業(yè)、準(zhǔn)備作業(yè)，也可作為篩選作業(yè)。篩分作業(yè)按照用途不同可分為以下幾類：

(1)準(zhǔn)備篩分。

將松散物料分為若干個(gè)級(jí)別，然后，分別送至下一步工序進(jìn)行處理，稱為準(zhǔn)備篩分。例如，某些鎢礦在重力選礦前將破碎產(chǎn)品用篩子分為粗粒、中粒和細(xì)粒,分別送往不同 的跳汰機(jī)進(jìn)行選別。

(2)預(yù)先篩分。

物料進(jìn)入破碎機(jī)之前，用篩子將物料中小于破碎機(jī)排礦口寬度的細(xì)粒級(jí)篩分出去，僅將大于排礦口寬度的物料給入破碎機(jī)進(jìn)行破碎，從而減少破碎機(jī)的負(fù)荷和避免物料過(guò)粉碎。幾乎在所有破碎機(jī)之前，都設(shè)置預(yù)先篩分作業(yè)。

(3)檢查篩分。

對(duì)破碎機(jī)的產(chǎn)品進(jìn)行篩分，使篩上產(chǎn)品（大于規(guī)定的粒級(jí)）返回破碎機(jī)再破 碎的篩分作業(yè)，篩下產(chǎn)品則為該破碎段的合格產(chǎn)品。一般只在最后一段破碎作業(yè)中采用。

(4)獨(dú)立篩分。

將物料按用戶要求篩分成若干粒度級(jí)別，直接作為出廠產(chǎn)品的篩分作業(yè)。例如在黑色金屬礦山的破碎篩分廠中，將富鐵礦石用篩子分成粒度不同的級(jí)別供給高爐冶煉;在選煤廠常將煤炭篩分成大小不同的級(jí)別直接供應(yīng)用戶。

(5)選擇篩分。

當(dāng)物料中有用成分在各個(gè)粒級(jí)中的分布有顯著差別時(shí)，可以通過(guò)篩分將有 用成分富集的粒級(jí)同含有用成分較少的粒級(jí)分開，前者作為粗精礦;后者送選別工序或當(dāng)作尾礦丟掉。這種對(duì)有用成分起選擇性作用的篩分作業(yè)，實(shí)質(zhì)上是一種選別工序，因而也稱為"篩選"。 在鐵礦磁選流程中所采用的細(xì)篩就是一例。

除此之外，在選礦廠中，有時(shí)篩分作業(yè)也可作為脫水、脫介篩分或者洗礦篩分。

篩分作業(yè)一般采用干法。但對(duì)于潮濕物料及夾帶泥質(zhì)的物料,進(jìn)行干法篩分很困難，需要采用在篩面上噴壓力水，將細(xì)粒級(jí)及泥質(zhì)沖洗下去。

篩分過(guò)程

松散物料的篩分過(guò)程,可以看作由兩個(gè)階段組成：（1）小于篩孔尺寸的顆粒通過(guò)篩上顆粒所形成的物料層到達(dá)篩面；(2)小于篩孔尺寸的顆粒透過(guò)篩孔。

要使這兩個(gè)階段能夠?qū)崿F(xiàn)，物料在篩面上應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)，一方面要使篩面上的物料層處于松散狀態(tài)，有利于物料層產(chǎn)生析離，即按粒度分層，大顆粒在上層，小顆粒位于下層，容易到達(dá)篩 面，并透過(guò)篩孔。另一方面，物料和篩子的運(yùn)動(dòng)應(yīng)促使堵在篩孔上的顆粒脫離篩面。

篩分實(shí)踐表明，粒度小于篩孔3/4的顆粒，很容易通過(guò)粗粒物料在篩面上形成的間隙，到達(dá)篩面,到篩面后很快就透過(guò)篩孔。因此，這種顆粒在可篩性上被稱為"易篩粒"。粒度大于篩孔 3/4的顆粒，通過(guò)粗粒組成的間隙比較困難，所以也難以透過(guò)篩孔；而且顆粒直徑愈接近篩孔尺寸，透過(guò)篩孔的困難程度就愈大，這種顆粒被稱為"難篩粒"。原料中含的"難篩粒"數(shù)量愈少，篩分愈容易，在相同的篩分條件下，所得的篩分效率也愈高。下面根據(jù)礦粒通過(guò)篩孔的概率理論來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

篩分概率

礦粒通過(guò)篩孔的可能性稱為篩分概率。一般來(lái)說(shuō),篩分概率與下列因素有關(guān):（1）篩孔尺寸; （2）礦粒與篩孔的相對(duì)大小;（3）篩子的有效面積;（4）礦粒運(yùn)動(dòng)方向與篩面的夾角；（5）礦粒的含水量和含泥量。

由于篩分過(guò)程是許多復(fù)雜現(xiàn)象和因素的綜合，因此不易用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)式來(lái)確切地描述,這里僅僅從顆粒尺寸與篩孔尺寸的關(guān)系進(jìn)行討論,并假設(shè)某些理想條件（如顆粒是垂直地投入篩孔）, 得到顆粒透過(guò)篩孔的概率公式。

松散物料中粒度比篩孔尺寸小得多的顆粒，在篩分開始后，很快就落到篩下產(chǎn)物中，粒度與篩孔尺寸愈接近的顆粒，透過(guò)篩孔所需的時(shí)間愈長(zhǎng)。所以，物料在篩分過(guò)程中透過(guò)篩孔的速度取決于顆粒直徑與篩孔尺寸的比值。

研究單顆礦粒透過(guò)篩孔的概率如圖2-6所示，假設(shè)由一個(gè)無(wú)限細(xì)的篩絲制成的篩網(wǎng)，篩孔為 正方形，每邊長(zhǎng)度為l。如果一個(gè)直徑為d的球形顆粒，在篩分時(shí)垂直地向篩面下落，可以認(rèn)為, 顆粒不與篩絲相碰時(shí)，它就可以奄無(wú)阻礙地透過(guò)篩孔。換句話說(shuō)，要使顆粒順利地透過(guò)篩孔，在顆粒下落時(shí)，其中心應(yīng)投在繪有虛線的面積（l-d)2內(nèi)，見(jiàn)圖2-6a。由此可見(jiàn)，顆粒透過(guò)篩孔或者不透過(guò)篩孔是一個(gè)隨機(jī)現(xiàn)象。有利于顆粒透過(guò)篩孔的機(jī)會(huì)的次數(shù)與面積（l-d)2成正比,而顆粒投到篩孔上的次數(shù)則與篩孔的面積L2成正比。因此，直徑為d的顆粒每次跳動(dòng)的透篩概率等于可以透過(guò)篩孔的面積（l-d)2與篩孔面積/2之比。即

由式2-18可見(jiàn)，顆粒直徑愈接近于篩孔尺寸，P值愈小，當(dāng)d = L時(shí)，P = 0。

若考慮篩絲的尺寸圖2-6b，與上面所討論的原理一樣，得到顆粒透過(guò)篩孔的概率公式

式中a——篩絲直徑。

上式說(shuō)明，篩孔尺寸愈大，篩絲和顆粒直徑愈小，則顆粒透過(guò)篩孔的可能性愈大。還可以看出，篩孔面積與篩面面積之比l2/(l + a)2愈大，則透篩概率愈高。

取不同的d/l比值，按式2-18計(jì)算出的尸值列于表2-4。

由表2-4可見(jiàn),相對(duì)粒度d/l愈小，透篩概率愈髙，這就是細(xì)粒物料容易透過(guò)篩孔的原因。 通常稱相對(duì)粒度d/l＜0.75的顆粒為"易篩粒";而與篩孔尺寸愈接近的顆粒透篩概率愈低，當(dāng)相對(duì)粒度接近于1時(shí)，其透篩概率趨近于零。因此，在篩分實(shí)踐中，通常把相對(duì)粒度介于0.75～ 1.0的顆粒稱為"難篩粒"。