三、筛分原理与设备

82.怎样实现松散物料的筛分？

松散物料的筛分过程，可以看作由两个阶段组成：

（1）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；

（2）易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔。

要使这两个阶段能够实现，物料在筛面上应有适当的运动，一方面要使筛面上的物料层处于松散状态，有利于物料层产生析离，即按粒度分层，小颗粒位于下层，容易到达筛面，并透过筛孔；另一方面，物料和筛子的运动应促使堵在筛孔上的颗粒脱离筛面，有利于颗粒透过筛孔。

83.怎样计算颗粒透过筛面的概率？

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：①筛孔大小；②矿粒与筛孔的相对大小；③筛子的有效面积；④矿粒运动方向与筛面所成的角度；⑤矿料的含水量和含泥量。

颗粒透过筛面的概率用下面的公式计算：

式中　p——颗粒通过筛面的概率，％；

a——筛丝直径；

d——颗粒尺寸，mm；

L——方形筛孔的边长。

上式说明，筛孔尺寸越大，筛丝和颗粒直径越小，则颗粒透过筛孔的可能性越大。

84.怎样计算物料的筛分效率？

所谓筛分效率，是指筛分时得到的筛下产物的质量与物料中所含小于筛孔尺寸的粒级的质量之比，筛分效率用百分数来表示，即：

式中　E——筛分效率，％；

C——筛下产品的质量；

Q——入筛原物料的质量；

α——入筛原物料中小于筛孔级别的百分数，％。

式（2-44）是筛分效率计算的定义式，但实际生产中要测定C和Q比较困难，因此，改用下面推导出的计算式来进行计算。

筛网没磨损时的筛分效率用式（2-45）计算：

式中　E——筛分效率，％；

C——筛下产品的质量；

Q——入筛原物料的质量；

α——入筛原物料中小于筛孔级别的百分数，％；

θ——筛上产物中所含小于筛孔尺寸粒级的百分比，％。

式（2-45）是指筛下产物中不含有大于筛孔尺寸颗粒的条件下列出的物料平衡方程式，公式中的α、θ必须用百分数代入。

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地透过筛孔进入筛下产物，如果考虑这种情况，筛分效率应按式（2-46）计算：

式中　E——筛分效率，％；

α——入筛原物料中小于筛孔级别的百分数，％；

θ——筛上产物中所含小于筛孔尺寸粒级的百分比，％；

β——筛下产物中所含小于筛孔级别的百分比，％。

85.如何测定筛分效率？

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15～20min取一次样，应连续取样2～4h，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α、θ，代入公式（2-45）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时，可以用套筛做筛分分析，将其结果绘成粒度特性曲线，然后由粒度特性曲线图中求出该级别的百分含量α和θ。

86.影响筛分效率的因素有哪些？

影响筛分效率的因素有入筛原料性质和筛子的性能。

入筛原料性质的影响包括：含水率、含泥量、粒度特性和密度特性。

筛子性能的影响包括：筛面运动形式、筛面结构参数及操作因素的影响。

87.筛面运动方式对筛分过程有什么影响？

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、透筛过程均有影响。例如，物料在固定筛上的运动，全靠物料在其本身重力的作用下滑移流动，筛分效果较差；在振动筛上，物料的运动能量主要来自筛面的振动，料层不断地充分松散，颗粒相对筛面不断地剧烈冲撞，筛分效果较好；转筒筛运动平缓，料层松散度不够，粗、细颗粒经常混杂，使分层不连续，物料相对筛面的运动速度较小，筛孔容易堵塞；摇动筛上的物料主要是沿筛面方向滑动，在筛面法向的速度分量较小，不利于细粒透筛。

88.筛面结构参数对筛分效率有什么影响？

筛面结构参数对筛分效率的影响主要是筛面宽度与长度、筛面倾角以及筛孔的大小、形状及开孔率的影响。

（1）筛面宽度与长度　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。通常，宽度越大，筛框的寿命就越短。目前，我国筛宽一般在2.5m以内，而有的国家筛宽达5.5m。

筛面长度达到一定尺寸后，筛分效率提高很小，甚至不再提高，若再增加筛面长度只会增加筛子的体积和重量。筛子的处理能力和筛分效率，是两个相依相存的指标，必须同时兼顾才具有实际意义。一般是在确定筛宽后，再根据长宽比确定筛长。我们国家矿用振动筛的长宽比多采用2，煤用振动筛的长宽比为2.5。

（2）筛面倾角　筛面倾角对筛分粒度有影响，倾角大，落下的粒度减小，倾角小，落下的粒度加大。为便于排出筛上物，筛面有时倾斜安装。倾角的大小与筛子的生产率和筛分效率有密切的关系，这是因为倾角大，料层在筛面上向前运动的速度就快，生产率就大，但物料在筛面上停留的时间缩短，减少了颗粒透筛机会，降低了筛分效率。

（3）筛孔的大小、形状及开孔率　筛孔越大，单位筛面积的处理能力就越高，筛分效率也越高。筛孔的大小主要取决于筛分的目的和要求。对于粒度较大的常规筛分，一般是令筛孔尺寸等于筛分粒度；但是当要求的筛分粒度较小时，筛孔应该比筛分粒度稍大些；对于近似筛分，筛孔要求筛分粒度大很多。

常见的筛孔形状有圆形、方形和长方形三种，依次以直径、边长和短边长来表示筛孔的尺寸。当三种筛子具有相同的筛孔尺寸时，筛下产物的粒度上限却不相同。筛下产物的最大粒度按下式计算：

dmax=kL　　（2-47）

式中　dmax——筛下产物的最大粒度；

k——系数，如表2-21所示；

L——筛孔尺寸。

圆形和方形筛孔所得到的筛下物的形状较为规则，而片状和条状的颗粒则容易从长方形筛孔中漏下，因此，长方形筛孔一般制作得较小。但是，在筛分潮湿、黏性的物料时，若把长方形的长边（通常称为筛缝）顺着筛上物料的移动方向布置，就可以减少对筛上物料的阻碍，从而减少堵塞。在一般情况下，筛孔尺寸越大，筛面开孔率就越高。在筛孔尺寸一定时，开孔率越大对筛分越有利，但开孔率常受到筛面强度、使用寿命的限制。

89.入筛原料性质对筛分效率有什么影响？

入筛原料性质包括含水率、含泥量、粒度特性和密度特性。

（1）含水率　物料的含水率又称湿度或水分。附着在物料颗粒表面的外在水分，对物料筛分有很大影响；物料裂缝中的水分以及与物质化合的水分，对筛分过程则没有影响。例如：筛分某些烟煤时，如水分达到6％，筛分过程实际上就难以进行了，因为煤的水分基本上是覆盖在表面上的；孔隙很多的褐煤的水分虽然达到45％，但是筛分过程仍然能够正常进行。

水分对某种物料的筛分过程的具体影响，只能根据试验结果判断。筛分效率与物料湿度的关系如图2-31所示。图中两种物料所受的影响是不同的，生产差别的原因可以由这两种物料具有的吸湿性能来解释。

试验表明，有时候把表面活性物质加到含水物料中，可以提高物料的活动性和分散性，改善筛分条件。用不能被水润湿的材料制成的筛面，也能改善筛子的工作效率。

（2）含泥量　如果物料含有易结团的混合物（如黏土等），即使在水分含量很小时，筛分也可能发生困难。因为黏土物料在筛分中会黏结成团，使细泥混入筛上产物中；除此以外，黏土也很容易堵塞筛孔。

黏土质物料和黏性物料，只能在某些特殊情况下用筛孔较大的筛面进行筛分。筛网黏住矿石时，必须采用特殊的措施。这些措施包括：湿法筛分（即向沿筛面运动的物料上喷水）；筛分前预先脱泥；对筛分物料进行烘干。用电热筛面筛分潮湿且有黏性的矿石，能得到很好的效果。

在湿法筛分中，筛子的生产能力比干法筛分时高几倍；提高的倍数与筛孔尺寸有关。湿法筛分所消耗的水量，取决于应该排到筛下产物中的黏土混合物、细泥和尘粒的性质与数量，一般情况下，1m3原料耗水1.5m3左右。如果工艺过程的条件容许进行湿法筛分，从生产厂房的防尘条件来看，湿筛比干筛更易于被人采用。在许多场合下，特别是筛分含砂较多的矿石时，为了减少尘埃飞扬，改善厂房卫生条件，通常使矿石保持一定的水分（4％～6％）。

（3）粒度特性　影响筛分过程的粒度特性主要是指原料中含有对筛分过程有特定意义的各种粒级物料的含量。表2-22列出了物料的粒度特性对筛分过程的影响。

注：L为筛孔尺寸；d1<L<d2。

由表2-22可知，原料中所含的难筛粒及阻碍粒相对其他粒级较多时，对筛分过程不利；而所含的易筛粒和非阻碍粒相对其他粒级较多时，对筛分过程有利。

影响筛分过程的粒度特性还包括颗粒的形状，对于三维尺寸都比较接近的颗粒，如球体、立方体、多面体等，筛分比较容易；而对三维尺寸有较大差别的颗粒，如薄片体、长条体、怪异体等，在其他条件相同的情况下筛分就比较困难。

（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。若粗粒密度大，则容易筛分。比如对-50mm破碎级煤与-0.074mm（-200网目）磨碎级铁粉的混合物的筛分，或从稻谷粒中筛出混入的细砂等。这是由于粗粒层的阻碍作用相对较小，而细粒级的穿层及透筛作用却比较大。相反，若粗粒密度大，细粒密度小，比如含有较多粗粒级矸石的煤，筛分就相对困难。

90.操作条件对筛分效率有什么影响？

操作条件对筛分效率的影响主要是针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给料方式。前者即筛子负荷，通常以t/（台·h）或t/（m2·h）为单位，后者是指应保持连续和均匀地向筛子给料，其中均匀性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面宽度上给进。此外，及时清理和维修筛面，也利于筛分操作。

91.什么是级别筛分效率和总筛分效率？

级别筛分效率就是筛下产品中某一级别颗粒的质量与入筛物料中同一级别颗粒的质量之比。级别筛分效率用E表示。它的计算式与公式（2-46）相同，只不过此时α、β、θ在公式中不是表示小于筛孔尺寸粒级的百分比，而是表示要测定的那一级别颗粒的百分比。

总筛分效率等于按筛下的粒级计算的筛分效率减去筛下产物中混入的大于规定粒级的筛分效率。

总筛分效率ηA为：

式中　ηA——总筛分效率，％；

α——入筛原物料中小于筛孔级别的百分数，％；

β——筛下产物中所含小于筛孔级别的百分比，％；

θ——筛上产物中所含小于筛孔尺寸粒级的百分比，％。

92.级别筛分效率与总筛分效率有什么关系？

级别筛分效率与总筛分效率有着密切的关系，“细粒级别”的级别筛分效率恒大于总筛分效率，且级别愈细，级别筛分效率愈高；“难筛颗粒”的级别筛分效率恒小于总筛分效率，且“难筛颗粒”尺寸愈接近筛孔尺寸，则其级别筛分效率愈低。

93.计算混合物料平均粒度的方法有几种？

计算混合物料平均粒度有下列三种方法：

（1）加权算数平均法

（2）加权几何平均法

（3）调和平均法

以上三种计算方法所得的结果是：算数平均值>几何平均值>调和平均值。

在计算混合物料的平均粒度时，混合物料筛分的级别越多，求得的平均值也就越准确，其代表性也越高。对于窄级别（d1/d2大约为以下），可以简便地用D=（d1+d2）/2计算。

94.怎样表示物料的均匀程度？

物料的均匀程度用偏差系数K偏来表示，偏差系数按下式进行计算：

式中　σ——标准差，；

D——加权算数平均法求得的平均粒度。

通常认为，K偏<40％、K偏=40％～60％或K偏>60％时，物料的各粒级分布依次是均匀的、较均匀的、不均匀的。

95.怎样计算物料的沉降时间？

物料的沉降时间用下面的公式计算：

式中　t——沉降时间，s；

h——沉降距离，cm；

σ——固体密度，g/cm3；

d——球形颗粒直径，cm。

96.什么叫“等值筛分”？

筛分过程是不平衡的，“难筛颗粒”通过筛孔慢，细粒通过筛孔快，由于这种不平衡，就可以利用加大筛孔尺寸降低筛分效率的办法来提高筛子的生产率。例如，短头圆锥破碎机和筛子构成闭路破碎中硬石矿时，破碎机固定排矿口10mm，检查筛分有两种不同的工作制度：

（1）筛孔为10mm，总筛分效率为85％；

（2）筛孔为12mm，总筛分效率为65％。

实际上这两种工作条件所得到的筛下产物有着等值的比表面，即相同的平均粒度，也就是说，筛下产物对磨矿而言是“等值”的，也叫“等值筛分”。

由表2-23可知，在第二种工作制度下，筛下产物中+10mm级别不多，而2.5～0mm的细粒级含量却比第一种工作制度有所增加。由于提高了细粒级含量，筛下产物的平均粒度比表面比第一种工作制度增加了3％。

磨机的生产能力在筛子的两种工作制度下将是一样的，甚至在第二种工作制度下还有增加。所以这两种工作制度下筛分产物的质量是等值的。但在第二种工作制度下，由于筛孔的增大，总筛分效率的降低，筛子的生产能力将大大提高。因此，可以减少筛子的安装台数。所以，一般检查筛分的筛孔尺寸总是比磨矿机给矿最大粒度上限大20％～30％，而将总筛分效率降至65％～60％。

97.筛分分析用的筛子有几种？

筛分分析用的筛子有两种。一种为非标准筛（或手筛），用来筛分粗粒物料，筛孔大小一般为150mm、120mm、100mm、80mm、70mm、50mm、25mm、15mm、12mm、6mm、3mm、2mm、1mm等，根据需要确定，用于破碎各段或筛分产品的粒度分析。另一种是标准套筛，多用于磨矿产品、分级产品或选别产品的粒度分析，用来筛析6～0.038mm较细物料。它是由一套相邻筛间筛孔尺寸有一定比例，孔径和筛丝直径都按统一标准制造的筛子组成。上层筛子的筛孔大，下层筛子的筛孔小，另外还有一个上盖（防止试样在筛析过程中损失）和筛底（用来直接接取最底层筛子的筛下产物）。

98.重要的标准筛有几种？

重要的标准筛有以下几种：

（1）泰勒标准筛　这种筛制是用筛网1in（25.4mm）长度上所占有的筛孔数目作为各个筛子号码的名称。1in长度中的筛孔数目称为网目，简称目。如200目的筛子，就是指1in长度的筛网上有200个筛孔。泰勒筛制有两个序列：一是基本序列，其筛比为；二是附加序列，其筛比为。基筛为200目的筛子，其筛孔尺寸是0.074mm。

以200目的基筛为起点，对基本筛序来说，比200目粗一级的筛子的筛孔约等于0.074×1.414=0.104mm，即150目，更粗一级的筛子的筛孔尺寸是0.074×1.414×1.414mm，比0.074mm细一级的筛孔尺寸为0.074/1.414mm。一般选矿产物的筛分分析多采用基本筛序，只在要求得到更窄的级别的产品时，才插入附加筛序（筛比为；二是附加序列，其筛比为的筛子）。

（2）德国标准筛　这种筛子的“目”是1cm长的筛网上的筛孔数，或1cm2面积上的筛孔数。特点是筛号与筛孔尺寸（mm）的乘积约等于6，并规定筛丝直径等于筛孔尺寸的2/3，各层筛子的筛网有效面积（所有筛孔的面积与整个筛面面积之比，用百分率表示）等于36％。

（3）国际标准筛　基本筛比是，对于更精密的筛析，还插入附加筛比和。

此外，还有英国B.S系列标准筛。

99.怎样确定物料的粒度组成？

通过求得各粒级的质量分数（产率），从而确定物料的粒度组成。可以把所有筛分级别的总质量作为100％，分别求各级别的产率及累积产率。

累积产率分为筛上累积产率（又叫正累积）及筛下累积产率（又叫负累积）。筛上累积产率是大于某一筛孔的各级别产率之和，即表示大于某一筛孔的物料共占原物料的百分率。筛下累积产率是小于某一筛孔的各级别产率之和，即表示小于某一筛孔的物料共占原物料的百分率。

100.常用的累积粒度分析曲线有几种绘图方法？

粒度分析曲线最常用的是累积粒度分析曲线。通常有三种绘制方法，即算术坐标法、半对数坐标法和全对数坐标法。

（1）算术坐标法　算术坐标法是把粒度分析曲线绘制在普通的直角坐标系上，图2-32是根据表2-24的资料绘制的粒度分析曲线。

如纵坐标表示大于某一筛孔尺寸的产率，则粒度特性是正累积曲线；如纵坐标表示小于某一筛孔尺寸的产率，则粒度特性为负累积曲线。这两条曲线是互相对称的，如果绘在一张图纸上，它们相互交于物料产率为50％的点上。在正累积粒度分析曲线上，由于大于零毫米级别的累积产率等于100％，所以曲线与纵坐标相交于100％。在负累积粒度分析曲线上由于小于零毫米级别的累积产率等于零，所以曲线与纵坐标交于零。

（2）半对数坐标法　半对数坐标法是横坐标（粒级尺寸）用对数表示、纵坐标用算术坐标表示的累积粒度分析曲线的方法，曲线称半对数累积粒度分析曲线。

如果筛分分析所用的套筛的筛比相同，绘制半对数粒度分析曲线非常简单。因为在横坐标上相邻两个筛子的筛孔之间的距离都是一样的。例如筛比为的泰勒标准筛，各筛孔尺寸的对数差值恒等于，即每个筛子的孔宽都是等分的间距。

图2-33是根据表2-24的资料绘制的半对数累积粒度分析曲线。在绘制这种曲线时，值得注意的是：当d→0时，1gd=1g0=-∞，故曲线不能画到粒度为0之处。

（3）全对数坐标法　此法的横坐标和纵坐标都用对数表示。如图2-34就是表2-24的资料作出的全对数累积粒度分析曲线。

通常用破碎和磨矿产物的筛分分析数据在全对数坐标纸上作图，它的负累积产率与粒度的关系，常常近似于直线。从图2-34中所示的情况可以求出这根曲线的斜率和截距。

101.用简单坐标法绘制的累积粒度分析曲线有什么用途？

用简单坐标法绘制的累积粒度分析曲线在生产考查和流程计算中得到广泛的应用。①可以求出任意粒级的产率。即某一粒级（-d1+d2）产率为直径d1和d2的纵坐标的差值。②求物料中最大块的直径。我国选矿工艺中规定用物料的95％能够通过的方筛孔宽度表示该物料的最大块直径。因此，在负累积粒度分析曲线上，与纵坐标95％相对应的筛孔尺寸即最大块的直径。③判别物料的粒度特性。当物料中粗粒级占多数时正累积粒度分析曲线呈凸形（图2-35所示的曲线A）；当物料中的细粒级占多数时，正累积粒度分析曲线呈凹形（曲线C）；如果粒度分布是粗和细的数量大致相同，则粒度分析曲线呈直线（曲线B）或接近于直线。

用简单坐标法绘制的累积粒度分析曲线虽然广泛应用，但也有缺点。如果粒度范围很宽时，由于细粒级在横坐标上的间距特别短，点很密集，曲线难以绘制和使用。因此，必须把曲线绘在很大的图纸上，制作和使用都很不方便。如果用对数坐标来表示颗粒级别的尺寸，细级别横坐标的间距增长，可以避免细粒级各点过分密集的缺点。

102.选矿常用的粒度特性方程是哪两个，如何表达？

破碎和磨矿产物的筛分分析资料是一批数据，如果用数学方法整理它们，就有可能得到足以概括它们的数学式，这样得到的数学式叫做粒度特性方程式。

选矿上常用的有下面两个方程式。

（1）A.M.高登-C.E.安德烈耶夫-R.舒曼粒度特性方程式。此公式可写为：

式中　y——筛下产物的负累积产率，％；

K——粒度模数，即理论最大粒度（x最大），当筛孔宽（x）与它相等时，全部矿料皆进入筛下，y=100％；

a——与物料性质有关的参数，破碎产物的a值常介于0.7～1.0。

在颚式破碎机和圆锥破碎机的破碎产物的粒度特性曲线中，从零到破碎机排矿口尺寸范围内的粒级产率都近似地与上式符合。

（2）R.罗逊-E.拉姆勒粒度特性方程式　此公式可写为：

式中　R——正累积产率；

x——与产率R对应的物料粒度；

b——与物料粒度大小有关的参数，对一定物料，b是常数；

n——与物料性质有关的参数，对一定物料，n是常数；

e——自然对数的底，e=2.71828。

该方程使用于破碎的煤、细碎的矿石和磨细的矿料，球磨机和分级机的产物的粒度特性都常常符合此方程，应用范围较广。

粒度特性方程式能够概括复杂的筛分分析数据，因此可用它计算表面积、颗粒数、平均粒度、某一粒级的筛分效率等。近年来，用它和破碎磨矿的功耗相联系，成为研究这些生产过程的重要手段。

103.什么是筛分动力学？物料筛分有何规律？

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。

在筛分物料的筛分过程中，不论什么场合，都存在一种普遍规律，这种规律表现在：筛分开始时，在较短时间内，“易筛粒”很快透过筛孔，筛分效率增加很快，随后的一段时间内，筛上物料中的“难筛粒”比例增加，筛分效率降低；过了一定时间以后，“易筛粒”和“难筛粒”的比例达到平衡，筛分效率大致保持不变。

104.筛分时间与筛分效率有何关系，什么是物料的可筛性指标？

筛分时间与筛分效率之间的关系可以用下面的公式表述：

式中　E——筛分效率；

t——筛分时间；

m——直线的斜率；

a——物料的可筛性指标。

公式中的参数m及a与物料性质和筛分进行情况有关，对于振动筛，m可取3，由公式（2-56）可以导出，E=50％时，，所以参数a是筛分效率为50％时筛分时间的m次方，因此参数a可以看作是物料的可筛性指标。

105.常用的筛分机械有哪些，适用范围是什么？

筛分机械的分类方法较多，可按运动轨迹、传动方式分类，也可按其用途分类。按其结构、工作原理和用途，大体上分为表2-25中所列的几类。

106.什么是固定筛，固定筛有几种，各适用于什么场合？

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，格条借横杆连接在一起。

固定筛有两种：格筛和条筛。

格筛安装在粗矿仓顶部，以保证粗碎机的入料粒度符合要求，筛上大块需要用手锤或其他方法破碎，以使其能够过格筛。一般为水平安装。

条筛主要用于粗碎和中碎前的预先筛分，一般为倾斜安装，倾角的大小应能使物料沿筛面自动滑下，即筛条倾角应大于物料对筛面的摩擦角。一般条筛倾角为40°～50°。对于大块矿石，倾角可小些，对于黏性矿石，倾角应稍大些。

107.怎样确定条筛的大小？

条筛筛孔尺小约为筛下粒度的1.1～1.2倍，一般筛孔尺寸不小于50mm。条筛的宽度取决于给矿机、运输机以及破碎机给矿口的宽度，并应大于给矿中最大块粒级的2.5倍。条筛的长度L应根据宽度B旋转。一般情况下，条筛的长度L和宽度B有如下关系：

L=2B　　（2-57）

式中　L——条筛的长度；

B——条筛的宽度。

108.如何计算条筛的生产率？

条筛的生产率用下式计算：

Q=qS　　（2-58）

式中　Q——条筛的生产能力，t/h；

S——筛面的面积，m2。

q——单位面积的生产能力，t/（m2·h），见表2-26。

条筛的优点是构造简单，无运动部件，也不需要动力；缺点是易堵塞，所需高差大，筛分效率低，一般为50％～60％。

109.振动筛分几类，有哪些优缺点？

筛分机的种类虽多，但在选矿厂使用最多的是振动筛。振动筛根据筛框的运动轨迹不同，可以分为圆运动振动筛和直线运动振动筛两类。圆运动振动筛包括单轴惯性振动筛、自定中心振动筛和重型振动筛。直线运动振动筛包括双轴惯性振动筛（直线振动筛）和共振筛。

振动筛是选矿厂中普遍采用的一种筛分机，它具有以下突出的优点：

（1）筛体以低振幅、高振动次数作强烈振动，消除了物料的堵塞现象，使筛分机有较高的筛分效率和生产能力。

（2）动力消耗小，构造简单，操作、维护检修比较方便。

（3）因为振动筛生产率和效率很高，故所需的筛网面积比其他筛子小，可以节省厂房面积和高度。

（4）应用范围广，适用于中、细碎前的预先筛分和检查筛分。

110.不同筛面运动形式的振动筛其性能如何？

在振动筛中，筛面的运动形式有圆振动、直线振动和椭圆振动几种。其中圆振动形式能使物料充分松散，抗堵孔能力强，但筛上物料的抛射角大，输送能力小。为提高输送能力，不得不加大筛面倾角，这使得筛分粒度不太严格，料层呈加速度输送，减少了接近筛孔尺寸的颗粒在筛面排料端透筛的机会。直线振动形式不能使物料充分松散和重新排列，故细粒物料不易接近筛面而透筛，已经堵塞筛孔的颗粒不易抛出，使筛分过程恶化。但筛上物料的抛射角小，输送能力较大，筛面一般呈水平或接近水平安装，筛分粒度严格，料层呈匀速输送，有利于接近筛孔尺寸的颗粒透筛。椭圆振动形式的“轨迹长轴”是强化筛上物料输送的分量，“轨迹短轴”是促进物料松散的分量，因而兼有圆振动和直线振动的优点，并克服二者的缺点，故筛分质量较高。

111.惯性振动筛的工作原理是怎样的？

国产惯性振动筛有SZ（坐式）型和SXG（悬挂式）型等型号。

图2-36为SZ型惯性振动筛的工作原理示意图。筛网2固定在筛箱1上，筛箱安装在两组椭圆形板簧8上，板簧组底座固定在基础上。振动器的两个滚动轴承5固定在筛箱上，振动器主轴的两端装有偏心轮6。调节重块7在偏心轮上的位置不同，可以得到不同的惯性，从而调整筛分机的振幅。安装在固定机座上的电动机，通过三角皮带轮3带动主轴旋转，使筛分机产生振动。筛分机中部的运动轨迹为圆形，筛分机两端运动轨迹因板簧作用而成椭圆形。根据生产量和筛分效率不同的要求，筛子可安装在15°～25°倾斜的基础上。

惯性振动筛是由于振动器的偏心轮的回转运动产生的离心惯性（称为激振力）传给筛箱而激起筛子振动的。筛上物料受筛面向上运动的作用力，被向前抛起，前进一段距离后再落回筛面，进而完成松散、分层和透筛的整个筛分过程。

SZ型惯性振动筛可用于选煤厂、焦化厂和选矿厂对煤、焦炭、矿石的筛分，入筛物料的最大粒度为100mm。

SXG型惯性振动筛与SZ型振动筛的主要区别在于此筛的筛箱是用弹簧悬挂装置吊起。电动机经三角皮带，带动振动器主轴回转，由于振动器上不平衡质量的离心力的作用，使筛分机产生圆运动。此筛适用于煤和矿石的筛分。

112.为什么振动筛的转速要选择远离共振区？

一般振动筛的转速是选择在远离共振区，即工作转数比共振转数大几倍。因为在远离共振区工作，振幅比较平稳，弹簧的刚度可以较小。这样，既可以减少弹簧数量，节约材料使机器轻便，而且由于弹簧刚度小，传给地基的动载荷小，机器的隔振效果好。但是，必须注意，选择在远离共振区工作的振动筛，当启动和停车时，筛子的转速由慢到快，或由快到慢，都会经过共振区，短时地引起系统的共振。这时，筛箱的振幅很大，在操作过程中常可以见到。因此，出现了为克服共振可自动移动偏心重块位置的激振器，如后面所介绍的重型振动筛就是采用这种结构的筛子。

113.惯性振动筛的性能与用途是什么？

惯性振动筛的振动器安在筛箱上，轴承中心线与皮带轮中心线一致，随着筛箱的上下振动，从而引起皮带轮振动，这种振动会传给电机，影响电机的使用寿命，因此这种筛子的振幅不宜太大。此外，由于惯性振动筛振动次数高，使用过程中必须密切注意它的工作情况，特别是轴承的工作情况。

惯性振动筛由于振幅小而振动次数高。适用于筛分中、细粒物料，并且要求在给料均匀的条件下工作。因为当负荷加大时，筛子的振幅减小，容易发生筛孔堵塞现象；反之，当负荷过小时，筛子的振幅加大，物料粒子会过快跳跃越过筛面，这两种情况都会导致筛分效率减低。由于筛分粗粒物料需要较大的振幅，才能把物料抖动，并由于筛分粗粒物料时，很难做到给料均匀，故惯性振动筛只适宜于筛分中、细粒物料，它的给料粒度一般不能超过100mm，同时，筛子不宜制造得太大，只有中、小型选矿厂才宜采用。

114.自定中心振动筛有哪些规格，适用于什么场合？

国产自定中心振动筛的型号为SZZ，按筛面面积有各种规格，每种规格筛子又分为单层筛网（SZZ1）与双层筛网（SZZ2）两种。一般均系吊式筛，也有座式筛。

自定中心振动筛可供冶金、化工、建材、煤炭等工业部门用于中、细粒物料的筛分。

115.自定中心振动筛的构造是怎样的？

自定中心振动筛的结构如图2-37所示；与惯性振动筛相比较，不同的只是传动轴4与皮带轮2相连接时，在皮带轮上所开的轴孔的中心与皮带轮几何中心不同心，而是向偏心重块3所在位置的另一侧，偏离皮带轮几何中心一个偏心距A。A为振动筛的振幅。因此，当偏心重块3在下方时，筛箱1及传动轴4的中心线在振动中心线O—O之上，距离为A。同样由于轴孔在皮带轮上是偏心的，因此，仍然使得皮带轮2之中心与振动中心线O—O相重合。所以不管筛箱1和传动轴4在运动中处于什么位置，皮带轮2之中心O总是保持与振动中心线相重合，因而空间位置不变，即实现皮带轮自定中心。大小两皮带轮的中心距保持不变，消除皮带时紧时松现象。

116.自定中心振动筛的性能与用途是什么？

自定中心振动筛的优点是在电机的稳定方面有很大的改善，所以筛子的振幅可以比惯性振动筛的稍大一些。筛分效率较高，一般可以达到80％以上。但是，在操作中，也和惯性振动筛一样，表现极为明显的是筛子的振幅变化无常。当筛子负荷过大时，它的振幅很小，不能把筛网上的物料全部抖动起来，因面筛分效率显著下降。当筛子负荷很小时，它的振幅就急剧增大，物料抖动厉害，很快就跳离筛面，筛分时间短，筛分效率也就降低。因此，使用这种筛子时，给矿量也不宜波动太大。由于这一缺点，这种结构形式的自定中心振动筛，也只适宜用于均匀给矿的中、细粒物料的筛分。

117.重型振动筛的性能是什么，其工作原理如何？

国产重型振动筛（图2-38）的型号为SZX型，有单层筛和双层筛两种（SZX1型和SZX2型）。这种振动筛结构比较坚固，能承受较大的冲击负荷，适用于筛分大块度、体积质量大的物料，最大入筛粒度可达350mm。由于它的结构重、振幅大，双振幅一般为8～10mm，而一般自定中心振动筛为4～8mm。在启动及停车时，共振现象更为严重，因此采用具有自动平衡的振动器，可以起到减振的作用。

重型振动筛的原理与自定中心振动筛相似，但是振动器的主轴完全不偏心，而以皮带轮中的自动调整器来达到运转时自定中心的目的。振动器的结构如图2-39所示。装有偏心重块的重锤1由卡板2支承在弹簧3上，重锤可以在小轴4上自由转动，因此振动器的重块是可以自动调整的。这种结构的特点是，筛子在低于共振转速时，筛子不发生振动；当超过临界转速时，筛子开始振动。筛子在启动（或停车）时，主轴的转速较低，重锤所产生的离心力也很小（因离心力随转速而变）。由于弹簧的作用，重锤的离心力不足以使弹簧3受到压缩，重锤对回转中心不发生偏离，因此产生的激振力很小，这时筛子不产生振动，可以平稳地克服共振转速。当筛子在启动和停车过程中达到共振转速时，可以避免由于振幅急剧增加而损坏支承弹簧。筛子启动后，转速高于共振转速，重锤产生的离心力大于弹簧的作用力，弹簧被压缩，重锤开始偏离回转中心，产生激振力，使筛子振动起来，这时撞铁对冲击力起缓冲作用。

筛子的振幅靠增、减重锤上偏心重块的重量来调节；振动次数可以用更换小皮带轮的方法来改变。

重型振动筛的筛面是由框架及箅条焊接而成，一个筛子由20块筛面组成。为了克服因来料中大块物料过多而影响筛分效率，筛面上可焊接上箅条，箅条沿筛面长度方向呈阶梯状排列，有利于筛上物料沿运动方向排料，不致阻塞筛孔。

重型振动筛主要用于中碎机前的预先筛分，可代替筛分效率低、易阻塞的棒条筛；对于含水、含泥量高的矿石，可用于中碎前的预先筛分及洗矿，其筛上物料进入中碎机，筛下物进入洗矿脱泥系统。

118.直线振动筛的工作原理及性能如何？

筛框作直线振动的筛子很多，这里讲的是双轴惯性振动筛（直线振动筛），它的结构示意图及双轴振动器的工作原理如图2-40所示。

这种筛子的两根轴是反向旋转的，主轴和从动轴上安装有相同偏心距的重块。当激振器工作时，两个轴上的偏心重块相位角一致，产生的离心力的x方向分力促使筛子沿x方向振动，y方向的离心力则大小相等，方向相反，相互抵消。因此，筛子只在x方向振动，称为直线振动筛。振动方向角通常选择45°，筛上物料的排除主要靠振动方向角的作用，所以筛子通常水平安装或呈5°～10°安装。

两个偏心重块，可以用一对齿轮的传动来实现反相等速同步运行，这样的振动筛称为强迫同步的直线振动筛。但是，在两个偏心重块之间，也可以没有任何联系，依靠力学原理，实现同步运行，这样的振动筛称为无强迫联系的自同步直线振动筛。

目前我国常用的直线振动筛有ZS型、ZSM型、ZKX型、ZKB型、ZKR型和ZK型等数种型号。

直线振动筛激振力大，振幅大，振动强烈，筛分效率高，生产率大，可以筛分粗块物料。由于筛面水平安装，脱水、脱泥、脱介的效率相当高。但它的激振器复杂，两根轴高速旋转，故制造精度和润滑要求高。

119.共振筛的工作原理及性能如何？

共振筛（也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。图2-41为共振筛的原理示意图，此筛主要由上筛箱1、下机体（即平衡机体）2、传动装置3、共振弹簧4、板簧5、支承弹簧6等部件组成。当电动机通过皮带传动装于下机体上的偏心轴转动时，轴上的偏心使连杆作往复运动。连杆通过其端部的弹簧将作用力传给筛箱，同时下机体也受到相反方向的作用力，使筛箱和下机体沿着倾斜方向振动，但它们运动方向彼此相反。筛箱和弹簧装置形成一个弹性系统，该弹性系统有自己的自振频率，传动装置也有一定的强迫振动频率，当这两个频率接近相等时，使筛子在接近共振状态下工作。

当共振筛的筛箱压缩弹簧而运动时，其运动速度和动能都逐渐减小，被压缩的弹簧所储存的位能却逐渐增加。当筛箱的运动速度和动能等于零时，弹簧压缩到极限，它所储存的位能达到最大值，接着筛箱向相反的方向运动，弹簧放出所储存的位能，转化成筛箱的动能，因而筛箱的运动速度增加。当筛箱的运动速度和动能达到最大值时，弹簧伸长到极限，所储存的位能也就最小。由此可见，共振筛的工作过程是系统的位能和动能相互转化的过程。所以在每一次振动中，只消耗供给克服阻力所需的能量就可以使筛子连续运转，因此筛子虽大但功率消耗却很小。

共振筛是一种在接近共振状态下进行工作的筛子。它具有处理能力大，筛分效率高，振幅大，电耗小以及结构紧凑等优点。共振筛目前尚存在一些缺点，如制造工艺比较复杂，机器重量大，振幅很难稳定，调整比较复杂，橡胶弹簧容易老化，使用寿命短。

这种筛子常用于选煤和金属选矿厂的洗矿分级、脱水、脱介等作业。我国选煤厂已经广泛应用，此外，有少数选矿厂也开始应用。

120.除固定筛和振动筛外，还有哪些筛子？

（1）细筛　细筛一般指筛孔尺寸小于0.074mm、用于筛分0.02～0.045mm以下物料的筛分设备。当物料中的欲回收成分在细级别中大量富集时，细筛常用作选择筛分设备，以得到高品位的筛下物。据报道，我国目前生产的铁精矿有50％以上是细筛产出的筛下产物。

（2）概率筛　概率筛的筛分过程是按照概率理论进行的。由于这种筛分机是瑞典人摩根森（F.Mogensen）于20世纪50年代首先研制成功的，所以又叫做摩根森筛。我国研制的概率筛于1977年问世，目前在工业生产中得到广泛应用的有自同步式概率筛和惯性共振式概率筛2种。

概率筛的突出优点是：①处理能力大，单位筛面面积的生产能力可达到一般振动筛的5倍以上；②筛孔不容易被堵塞，由于采用了较大的筛孔尺寸和筛面倾角，物料适筛能力强，不容易堵塞筛孔；③结构简单，使用维护方便，筛面使用寿命长，生产费用低。

（3）等厚筛　等厚筛是一种采用大厚度筛分法的筛分机械，在其工作过程中，筛面上的物料层厚度一般为筛孔尺寸的6～10倍。普通等厚筛具有3段倾角不同的冲孔金属板筛面，给料段一般长3m，倾角为34°，中段长0.75m，倾角为12°，排料段长4.5m，倾角为0°。筛分机宽2.2m，总长度达10.45m。

等厚筛的突出优点是生产能力大、筛分效率高，但机器庞大、笨重。为了克服这些缺点，人们将概率筛和等厚筛的工作原理结合在一起，研制成功了一种采用概率分层的等厚筛，称为概率分层等厚筛。

（4）胡基筛　胡基筛的原理是采用水力分级和筛分的作用。该筛分机主要由一个敞开的倒锥体组成，顶部为圆筒筛，给矿由顶部中央进入，利用一个装有径向清扫叶片的低速旋转圆盘使矿浆以环形方式按一定角速度移动，给到圆筒筛上，这样筛面可以不直接负载物料而进行筛分。冲洗水引入圆锥体部分，使物料进一步产生分级作用，粗粒沉落到锥体底部，通过控制阀排料。粗粒部分沉降时所夹带下来的细粒，依靠向上冲洗水送回旋转圆盘顶部进行循环处理。筛面由合金、塑料楔棒构成，棒间向外扩展的长条筛孔与水平成直角，筛子有效面积为5％～8％。

根据胡基的推荐，可采用这种筛分机械从旋流器底流中分离细粒级。例如一种小型试验设备，当筛孔尺寸为500μm，筛面为0.24m2时，1h可以处理旋流器沉砂13.2t，细粒级回收率达87％，1975年在芬兰奥托昆普公司装了一台直径1.6m的工业型胡基筛，生产率约100～200t/h。

（5）沃利斯超声波筛分机　沃利斯筛分机的原理是利用低振幅、高频率的筛分运动，使小于筛孔级别的颗粒与筛面接触的机会增多，从而使它通过筛孔的可能性增大，有利于改善筛分效率。

121.怎样计算固定筛的生产能力？

在生产实践中，固定筛的生产能力一般按下式进行计算：

Q=εAs　　（2-59）

式中　Q——筛分机按给料计的生产能力，t/h；

A——筛面的面积，m2；

s——筛孔的尺寸，mm。

ε——比生产率，即筛孔尺寸为1mm时单位筛面面积的生产率，t/（mm·h·m2），对于不同类型的筛分机，ε的数值可从表2-27和表2-28中选取。

122.怎样计算振动筛的生产能力？

对于振动筛的生产能力，综合考虑影响筛分过程的各种因素，以校正系数的方式将它们引入计算公式中，从而得振动筛生产能力的计算公式为：

Q=A1ρ0qKLMNOP（2-60）

式中　Q——筛分机按给料计的生产能力，t/h；

A1——筛分机的有效筛面面积，m2，一般取筛面几何面积的0.8～0.9倍；

ρ0——入筛物料的堆密度，t/m3；

q——单位面积筛面的平均生产能力，m3/（m2·h），如表2-29所示；K——代表细粒影响的校正系数；

L——代表粗粒影响的校正系数；

M——与筛分效率有关的校正系数；

N——代表颗粒形状影响的校正系数；

O——代表湿度影响的校正系数；

P——与筛分方法有关的校正系数。

各个校正系数的数值可以从表2-30中选取。

123.怎样计算圆振动筛的生产能力？

圆振动筛的生产能力可按下式近似计算：

Q=Mq0B0Lδ　　（2-61）

式中　Q——筛分机按给料计的生产能力，t/h；

M——与筛分效率有关的校正系数，见表2-31；

q0——单位面积容积生产能力，m3/（m2·h），表2-32；

B0——筛面的计算宽度，m；

L——筛面的工作长度，m；

δ——物料的松散密度，t/m3。

M可按照下式进行计算：

式中，η为筛分效率，％。

B0可按照下式进行计算：

B0=0.95B　　（2-63）

式中，B为实际的筛面宽度，m。

124.怎样计算煤用筛分机的生产能力？

煤用筛分机的生产能力按下式计算：

Q=Fq　　（2-64）

式中　Q——筛分机按给料计的生产能力，t/h；

F——筛面的工作面积，m2；

q——单位面积的生产能力，t/（m2·h），煤炭筛分的推荐值见表2-33。

125.怎样估算块煤和块矸石脱介时的生产能力？

块煤和块矸石脱除磁性介质时的生产能力，根据经验数据，按下式进行估算：

式中　Q——筛分机按给料计的生产能力，t/h；

B——筛面的宽度，m；

qk——单位筛宽的生产能力，t/（m·h），单位筛宽的生产能力见表2-34。

注：本表适用于最大给料粒度为76mm时的单层筛，若最大给料粒度大于76mm时，则此值为上层筛面负担结料量的35％情况下下层筛的生产能力。