三、篩分原理與設備

82.怎樣實現松散物料的篩分？

松散物料的篩分過程，可以看作由兩個階段組成：

（1）易于穿過篩孔的顆粒通過不能穿過篩孔的顆粒所組成的物料層到達篩面；

（2）易于穿過篩孔的顆粒透過篩孔。

要使這兩個階段能夠實現，物料在篩面上應有適當的運動，一方面要使篩面上的物料層處于松散狀態，有利于物料層產生析離，即按粒度分層，小顆粒位于下層，容易到達篩面，并透過篩孔；另一方面，物料和篩子的運動應促使堵在篩孔上的顆粒脫離篩面，有利于顆粒透過篩孔。

83.怎樣計算顆粒透過篩面的概率？

礦粒通過篩孔的可能性稱為篩分概率，一般來說，礦粒通過篩孔的概率受到下列因素影響：①篩孔大小；②礦粒與篩孔的相對大小；③篩子的有效面積；④礦粒運動方向與篩面所成的角度；⑤礦料的含水量和含泥量。

顆粒透過篩面的概率用下面的公式計算：

式中　p——顆粒通過篩面的概率，％；

a——篩絲直徑；

d——顆粒尺寸，mm；

L——方形篩孔的邊長。

上式說明，篩孔尺寸越大，篩絲和顆粒直徑越小，則顆粒透過篩孔的可能性越大。

84.怎樣計算物料的篩分效率？

所謂篩分效率，是指篩分時得到的篩下產物的質量與物料中所含小于篩孔尺寸的粒級的質量之比，篩分效率用百分數來表示，即：

式中　E——篩分效率，％；

C——篩下產品的質量；

Q——入篩原物料的質量；

α——入篩原物料中小于篩孔級別的百分數，％。

式（2-44）是篩分效率計算的定義式，但實際生產中要測定C和Q比較困難，因此，改用下面推導出的計算式來進行計算。

篩網沒磨損時的篩分效率用式（2-45）計算：

式中　E——篩分效率，％；

C——篩下產品的質量；

Q——入篩原物料的質量；

α——入篩原物料中小于篩孔級別的百分數，％；

θ——篩上產物中所含小于篩孔尺寸粒級的百分比，％。

式（2-45）是指篩下產物中不含有大于篩孔尺寸顆粒的條件下列出的物料平衡方程式，公式中的α、θ必須用百分數代入。

由于實際生產中，篩網常常被磨損，部分大于篩孔尺寸的顆粒總會或多或少地透過篩孔進入篩下產物，如果考慮這種情況，篩分效率應按式（2-46）計算：

式中　E——篩分效率，％；

α——入篩原物料中小于篩孔級別的百分數，％；

θ——篩上產物中所含小于篩孔尺寸粒級的百分比，％；

β——篩下產物中所含小于篩孔級別的百分比，％。

85.如何測定篩分效率？

篩分效率的測定方法如下：在入篩的物料流中和篩上物料流中每隔15～20min取一次樣，應連續取樣2～4h，將取得的平均試樣在檢查篩里篩分，檢查篩的篩孔與生產上用的篩子的篩孔相同。分別求出α、θ，代入公式（2-45）中可求出篩分效率。如果沒有與所測定的篩子的篩孔尺寸相等的檢查篩時，可以用套篩做篩分分析，將其結果繪成粒度特性曲線，然后由粒度特性曲線圖中求出該級別的百分含量α和θ。

86.影響篩分效率的因素有哪些？

影響篩分效率的因素有入篩原料性質和篩子的性能。

入篩原料性質的影響包括：含水率、含泥量、粒度特性和密度特性。

篩子性能的影響包括：篩面運動形式、篩面結構參數及操作因素的影響。

87.篩面運動方式對篩分過程有什么影響？

篩面運動形式關系到篩上物料層的松散度及需要透篩的細物料相對篩面運動的速度、方向、頻率等，因而對分層、透篩過程均有影響。例如，物料在固定篩上的運動，全靠物料在其本身重力的作用下滑移流動，篩分效果較差；在振動篩上，物料的運動能量主要來自篩面的振動，料層不斷地充分松散，顆粒相對篩面不斷地劇烈沖撞，篩分效果較好；轉筒篩運動平緩，料層松散度不夠，粗、細顆粒經常混雜，使分層不連續，物料相對篩面的運動速度較小，篩孔容易堵塞；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，不利于細粒透篩。

88.篩面結構參數對篩分效率有什么影響？

篩面結構參數對篩分效率的影響主要是篩面寬度與長度、篩面傾角以及篩孔的大小、形狀及開孔率的影響。

（1）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構強度的限制。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，而有的國家篩寬達5.5m。

篩面長度達到一定尺寸后，篩分效率提高很小，甚至不再提高，若再增加篩面長度只會增加篩子的體積和重量。篩子的處理能力和篩分效率，是兩個相依相存的指標，必須同時兼顧才具有實際意義。一般是在確定篩寬后，再根據長寬比確定篩長。我們國家礦用振動篩的長寬比多采用2，煤用振動篩的長寬比為2.5。

（2）篩面傾角　篩面傾角對篩分粒度有影響，傾角大，落下的粒度減小，傾角小，落下的粒度加大。為便于排出篩上物，篩面有時傾斜安裝。傾角的大小與篩子的生產率和篩分效率有密切的關系，這是因為傾角大，料層在篩面上向前運動的速度就快，生產率就大，但物料在篩面上停留的時間縮短，減少了顆粒透篩機會，降低了篩分效率。

（3）篩孔的大小、形狀及開孔率　篩孔越大，單位篩面積的處理能力就越高，篩分效率也越高。篩孔的大小主要取決于篩分的目的和要求。對于粒度較大的常規篩分，一般是令篩孔尺寸等于篩分粒度；但是當要求的篩分粒度較小時，篩孔應該比篩分粒度稍大些；對于近似篩分，篩孔要求篩分粒度大很多。

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。當三種篩子具有相同的篩孔尺寸時，篩下產物的粒度上限卻不相同。篩下產物的最大粒度按下式計算：

dmax=kL　　（2-47）

式中　dmax——篩下產物的最大粒度；

k——系數，如表2-21所示；

L——篩孔尺寸。

圓形和方形篩孔所得到的篩下物的形狀較為規則，而片狀和條狀的顆粒則容易從長方形篩孔中漏下，因此，長方形篩孔一般制作得較小。但是，在篩分潮濕、黏性的物料時，若把長方形的長邊（通常稱為篩縫）順著篩上物料的移動方向布置，就可以減少對篩上物料的阻礙，從而減少堵塞。在一般情況下，篩孔尺寸越大，篩面開孔率就越高。在篩孔尺寸一定時，開孔率越大對篩分越有利，但開孔率常受到篩面強度、使用壽命的限制。

89.入篩原料性質對篩分效率有什么影響？

入篩原料性質包括含水率、含泥量、粒度特性和密度特性。

（1）含水率　物料的含水率又稱濕度或水分。附著在物料顆粒表面的外在水分，對物料篩分有很大影響；物料裂縫中的水分以及與物質化合的水分，對篩分過程則沒有影響。例如：篩分某些煙煤時，如水分達到6％，篩分過程實際上就難以進行了，因為煤的水分基本上是覆蓋在表面上的；孔隙很多的褐煤的水分雖然達到45％，但是篩分過程仍然能夠正常進行。

水分對某種物料的篩分過程的具體影響，只能根據試驗結果判斷。篩分效率與物料濕度的關系如圖2-31所示。圖中兩種物料所受的影響是不同的，生產差別的原因可以由這兩種物料具有的吸濕性能來解釋。

試驗表明，有時候把表面活性物質加到含水物料中，可以提高物料的活動性和分散性，改善篩分條件。用不能被水潤濕的材料制成的篩面，也能改善篩子的工作效率。

（2）含泥量　如果物料含有易結團的混合物（如黏土等），即使在水分含量很小時，篩分也可能發生困難。因為黏土物料在篩分中會黏結成團，使細泥混入篩上產物中；除此以外，黏土也很容易堵塞篩孔。

黏土質物料和黏性物料，只能在某些特殊情況下用篩孔較大的篩面進行篩分。篩網黏住礦石時，必須采用特殊的措施。這些措施包括：濕法篩分（即向沿篩面運動的物料上噴水）；篩分前預先脫泥；對篩分物料進行烘干。用電熱篩面篩分潮濕且有黏性的礦石，能得到很好的效果。

在濕法篩分中，篩子的生產能力比干法篩分時高幾倍；提高的倍數與篩孔尺寸有關。濕法篩分所消耗的水量，取決于應該排到篩下產物中的黏土混合物、細泥和塵粒的性質與數量，一般情況下，1m3原料耗水1.5m3左右。如果工藝過程的條件容許進行濕法篩分，從生產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，為了減少塵埃飛揚，改善廠房衛生條件，通常使礦石保持一定的水分（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。表2-22列出了物料的粒度特性對篩分過程的影響。

注：L為篩孔尺寸；d1<L<d2。

由表2-22可知，原料中所含的難篩粒及阻礙粒相對其他粒級較多時，對篩分過程不利；而所含的易篩粒和非阻礙粒相對其他粒級較多時，對篩分過程有利。

影響篩分過程的粒度特性還包括顆粒的形狀，對于三維尺寸都比較接近的顆粒，如球體、立方體、多面體等，篩分比較容易；而對三維尺寸有較大差別的顆粒，如薄片體、長條體、怪異體等，在其他條件相同的情況下篩分就比較困難。

（4）密度特性　當物料中所有顆粒都是同一密度時，一般對篩分沒有影響。但是當物料中粗、細顆粒存在密度差時，情形就大不一樣。若粗粒密度大，則容易篩分。比如對-50mm破碎級煤與-0.074mm（-200網目）磨碎級鐵粉的混合物的篩分，或從稻谷粒中篩出混入的細砂等。這是由于粗粒層的阻礙作用相對較小，而細粒級的穿層及透篩作用卻比較大。相反，若粗粒密度大，細粒密度小，比如含有較多粗粒級矸石的煤，篩分就相對困難。

90.操作條件對篩分效率有什么影響？

操作條件對篩分效率的影響主要是針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量和給料方式。前者即篩子負荷，通常以t/（臺·h）或t/（m2·h）為單位，后者是指應保持連續和均勻地向篩子給料，其中均勻性包括在任意瞬時的篩子負荷都應相等，也包括物料是沿整個篩面寬度上給進。此外，及時清理和維修篩面，也利于篩分操作。

91.什么是級別篩分效率和總篩分效率？

級別篩分效率就是篩下產品中某一級別顆粒的質量與入篩物料中同一級別顆粒的質量之比。級別篩分效率用E表示。它的計算式與公式（2-46）相同，只不過此時α、β、θ在公式中不是表示小于篩孔尺寸粒級的百分比，而是表示要測定的那一級別顆粒的百分比。

總篩分效率等于按篩下的粒級計算的篩分效率減去篩下產物中混入的大于規定粒級的篩分效率。

總篩分效率ηA為：

式中　ηA——總篩分效率，％；

α——入篩原物料中小于篩孔級別的百分數，％；

β——篩下產物中所含小于篩孔級別的百分比，％；

θ——篩上產物中所含小于篩孔尺寸粒級的百分比，％。

92.級別篩分效率與總篩分效率有什么關系？

級別篩分效率與總篩分效率有著密切的關系，“細粒級別”的級別篩分效率恒大于總篩分效率，且級別愈細，級別篩分效率愈高；“難篩顆粒”的級別篩分效率恒小于總篩分效率，且“難篩顆粒”尺寸愈接近篩孔尺寸，則其級別篩分效率愈低。

93.計算混合物料平均粒度的方法有幾種？

計算混合物料平均粒度有下列三種方法：

（1）加權算數平均法

（2）加權幾何平均法

（3）調和平均法

以上三種計算方法所得的結果是：算數平均值>幾何平均值>調和平均值。

在計算混合物料的平均粒度時，混合物料篩分的級別越多，求得的平均值也就越準確，其代表性也越高。對于窄級別（d1/d2大約為以下），可以簡便地用D=（d1+d2）/2計算。

94.怎樣表示物料的均勻程度？

物料的均勻程度用偏差系數K偏來表示，偏差系數按下式進行計算：

式中　σ——標準差，；

D——加權算數平均法求得的平均粒度。

通常認為，K偏<40％、K偏=40％～60％或K偏>60％時，物料的各粒級分布依次是均勻的、較均勻的、不均勻的。

95.怎樣計算物料的沉降時間？

物料的沉降時間用下面的公式計算：

式中　t——沉降時間，s；

h——沉降距離，cm；

σ——固體密度，g/cm3；

d——球形顆粒直徑，cm。

96.什么叫“等值篩分”？

篩分過程是不平衡的，“難篩顆粒”通過篩孔慢，細粒通過篩孔快，由于這種不平衡，就可以利用加大篩孔尺寸降低篩分效率的辦法來提高篩子的生產率。例如，短頭圓錐破碎機和篩子構成閉路破碎中硬石礦時，破碎機固定排礦口10mm，檢查篩分有兩種不同的工作制度：

（1）篩孔為10mm，總篩分效率為85％；

（2）篩孔為12mm，總篩分效率為65％。

實際上這兩種工作條件所得到的篩下產物有著等值的比表面，即相同的平均粒度，也就是說，篩下產物對磨礦而言是“等值”的，也叫“等值篩分”。

由表2-23可知，在第二種工作制度下，篩下產物中+10mm級別不多，而2.5～0mm的細粒級含量卻比第一種工作制度有所增加。由于提高了細粒級含量，篩下產物的平均粒度比表面比第一種工作制度增加了3％。

磨機的生產能力在篩子的兩種工作制度下將是一樣的，甚至在第二種工作制度下還有增加。所以這兩種工作制度下篩分產物的質量是等值的。但在第二種工作制度下，由于篩孔的增大，總篩分效率的降低，篩子的生產能力將大大提高。因此，可以減少篩子的安裝臺數。所以，一般檢查篩分的篩孔尺寸總是比磨礦機給礦最大粒度上限大20％～30％，而將總篩分效率降至65％～60％。

97.篩分分析用的篩子有幾種？

篩分分析用的篩子有兩種。一種為非標準篩（或手篩），用來篩分粗粒物料，篩孔大小一般為150mm、120mm、100mm、80mm、70mm、50mm、25mm、15mm、12mm、6mm、3mm、2mm、1mm等，根據需要確定，用于破碎各段或篩分產品的粒度分析。另一種是標準套篩，多用于磨礦產品、分級產品或選別產品的粒度分析，用來篩析6～0.038mm較細物料。它是由一套相鄰篩間篩孔尺寸有一定比例，孔徑和篩絲直徑都按統一標準制造的篩子組成。上層篩子的篩孔大，下層篩子的篩孔小，另外還有一個上蓋（防止試樣在篩析過程中損失）和篩底（用來直接接取最底層篩子的篩下產物）。

98.重要的標準篩有幾種？

重要的標準篩有以下幾種：

（1）泰勒標準篩　這種篩制是用篩網1in（25.4mm）長度上所占有的篩孔數目作為各個篩子號碼的名稱。1in長度中的篩孔數目稱為網目，簡稱目。如200目的篩子，就是指1in長度的篩網上有200個篩孔。泰勒篩制有兩個序列：一是基本序列，其篩比為；二是附加序列，其篩比為。基篩為200目的篩子，其篩孔尺寸是0.074mm。

以200目的基篩為起點，對基本篩序來說，比200目粗一級的篩子的篩孔約等于0.074×1.414=0.104mm，即150目，更粗一級的篩子的篩孔尺寸是0.074×1.414×1.414mm，比0.074mm細一級的篩孔尺寸為0.074/1.414mm。一般選礦產物的篩分分析多采用基本篩序，只在要求得到更窄的級別的產品時，才插入附加篩序（篩比為；二是附加序列，其篩比為的篩子）。

（2）德國標準篩　這種篩子的“目”是1cm長的篩網上的篩孔數，或1cm2面積上的篩孔數。特點是篩號與篩孔尺寸（mm）的乘積約等于6，并規定篩絲直徑等于篩孔尺寸的2/3，各層篩子的篩網有效面積（所有篩孔的面積與整個篩面面積之比，用百分率表示）等于36％。

（3）國際標準篩　基本篩比是，對于更精密的篩析，還插入附加篩比和。

此外，還有英國B.S系列標準篩。

99.怎樣確定物料的粒度組成？

通過求得各粒級的質量分數（產率），從而確定物料的粒度組成。可以把所有篩分級別的總質量作為100％，分別求各級別的產率及累積產率。

累積產率分為篩上累積產率（又叫正累積）及篩下累積產率（又叫負累積）。篩上累積產率是大于某一篩孔的各級別產率之和，即表示大于某一篩孔的物料共占原物料的百分率。篩下累積產率是小于某一篩孔的各級別產率之和，即表示小于某一篩孔的物料共占原物料的百分率。

100.常用的累積粒度分析曲線有幾種繪圖方法？

粒度分析曲線最常用的是累積粒度分析曲線。通常有三種繪制方法，即算術坐標法、半對數坐標法和全對數坐標法。

（1）算術坐標法　算術坐標法是把粒度分析曲線繪制在普通的直角坐標系上，圖2-32是根據表2-24的資料繪制的粒度分析曲線。

如縱坐標表示大于某一篩孔尺寸的產率，則粒度特性是正累積曲線；如縱坐標表示小于某一篩孔尺寸的產率，則粒度特性為負累積曲線。這兩條曲線是互相對稱的，如果繪在一張圖紙上，它們相互交于物料產率為50％的點上。在正累積粒度分析曲線上，由于大于零毫米級別的累積產率等于100％，所以曲線與縱坐標相交于100％。在負累積粒度分析曲線上由于小于零毫米級別的累積產率等于零，所以曲線與縱坐標交于零。

（2）半對數坐標法　半對數坐標法是橫坐標（粒級尺寸）用對數表示、縱坐標用算術坐標表示的累積粒度分析曲線的方法，曲線稱半對數累積粒度分析曲線。

如果篩分分析所用的套篩的篩比相同，繪制半對數粒度分析曲線非常簡單。因為在橫坐標上相鄰兩個篩子的篩孔之間的距離都是一樣的。例如篩比為的泰勒標準篩，各篩孔尺寸的對數差值恒等于，即每個篩子的孔寬都是等分的間距。

圖2-33是根據表2-24的資料繪制的半對數累積粒度分析曲線。在繪制這種曲線時，值得注意的是：當d→0時，1gd=1g0=-∞，故曲線不能畫到粒度為0之處。

（3）全對數坐標法　此法的橫坐標和縱坐標都用對數表示。如圖2-34就是表2-24的資料作出的全對數累積粒度分析曲線。

通常用破碎和磨礦產物的篩分分析數據在全對數坐標紙上作圖，它的負累積產率與粒度的關系，常常近似于直線。從圖2-34中所示的情況可以求出這根曲線的斜率和截距。

101.用簡單坐標法繪制的累積粒度分析曲線有什么用途？

用簡單坐標法繪制的累積粒度分析曲線在生產考查和流程計算中得到廣泛的應用。①可以求出任意粒級的產率。即某一粒級（-d1+d2）產率為直徑d1和d2的縱坐標的差值。②求物料中最大塊的直徑。我國選礦工藝中規定用物料的95％能夠通過的方篩孔寬度表示該物料的最大塊直徑。因此，在負累積粒度分析曲線上，與縱坐標95％相對應的篩孔尺寸即最大塊的直徑。③判別物料的粒度特性。當物料中粗粒級占多數時正累積粒度分析曲線呈凸形（圖2-35所示的曲線A）；當物料中的細粒級占多數時，正累積粒度分析曲線呈凹形（曲線C）；如果粒度分布是粗和細的數量大致相同，則粒度分析曲線呈直線（曲線B）或接近于直線。

用簡單坐標法繪制的累積粒度分析曲線雖然廣泛應用，但也有缺點。如果粒度范圍很寬時，由于細粒級在橫坐標上的間距特別短，點很密集，曲線難以繪制和使用。因此，必須把曲線繪在很大的圖紙上，制作和使用都很不方便。如果用對數坐標來表示顆粒級別的尺寸，細級別橫坐標的間距增長，可以避免細粒級各點過分密集的缺點。

102.選礦常用的粒度特性方程是哪兩個，如何表達？

破碎和磨礦產物的篩分分析資料是一批數據，如果用數學方法整理它們，就有可能得到足以概括它們的數學式，這樣得到的數學式叫做粒度特性方程式。

選礦上常用的有下面兩個方程式。

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

式中　y——篩下產物的負累積產率，％；

K——粒度模數，即理論最大粒度（x最大），當篩孔寬（x）與它相等時，全部礦料皆進入篩下，y=100％；

a——與物料性質有關的參數，破碎產物的a值常介于0.7～1.0。

在顎式破碎機和圓錐破碎機的破碎產物的粒度特性曲線中，從零到破碎機排礦口尺寸范圍內的粒級產率都近似地與上式符合。

（2）R.羅遜-E.拉姆勒粒度特性方程式　此公式可寫為：

式中　R——正累積產率；

x——與產率R對應的物料粒度；

b——與物料粒度大小有關的參數，對一定物料，b是常數；

n——與物料性質有關的參數，對一定物料，n是常數；

e——自然對數的底，e=2.71828。

該方程使用于破碎的煤、細碎的礦石和磨細的礦料，球磨機和分級機的產物的粒度特性都常常符合此方程，應用范圍較廣。

粒度特性方程式能夠概括復雜的篩分分析數據，因此可用它計算表面積、顆粒數、平均粒度、某一粒級的篩分效率等。近年來，用它和破碎磨礦的功耗相聯系，成為研究這些生產過程的重要手段。

103.什么是篩分動力學？物料篩分有何規律？

篩分動力學主要研究篩分過程中篩分效率與篩分時間的關系。

在篩分物料的篩分過程中，不論什么場合，都存在一種普遍規律，這種規律表現在：篩分開始時，在較短時間內，“易篩粒”很快透過篩孔，篩分效率增加很快，隨后的一段時間內，篩上物料中的“難篩粒”比例增加，篩分效率降低；過了一定時間以后，“易篩粒”和“難篩粒”的比例達到平衡，篩分效率大致保持不變。

104.篩分時間與篩分效率有何關系，什么是物料的可篩性指標？

篩分時間與篩分效率之間的關系可以用下面的公式表述：

式中　E——篩分效率；

t——篩分時間；

m——直線的斜率；

a——物料的可篩性指標。

公式中的參數m及a與物料性質和篩分進行情況有關，對于振動篩，m可取3，由公式（2-56）可以導出，E=50％時，，所以參數a是篩分效率為50％時篩分時間的m次方，因此參數a可以看作是物料的可篩性指標。

105.常用的篩分機械有哪些，適用范圍是什么？

篩分機械的分類方法較多，可按運動軌跡、傳動方式分類，也可按其用途分類。按其結構、工作原理和用途，大體上分為表2-25中所列的幾類。

106.什么是固定篩，固定篩有幾種，各適用于什么場合？

固定篩是由平行排列的鋼條或鋼棒組成，鋼條和鋼棒稱為格條，格條借橫桿連接在一起。

固定篩有兩種：格篩和條篩。

格篩安裝在粗礦倉頂部，以保證粗碎機的入料粒度符合要求，篩上大塊需要用手錘或其他方法破碎，以使其能夠過格篩。一般為水平安裝。

條篩主要用于粗碎和中碎前的預先篩分，一般為傾斜安裝，傾角的大小應能使物料沿篩面自動滑下，即篩條傾角應大于物料對篩面的摩擦角。一般條篩傾角為40°～50°。對于大塊礦石，傾角可小些，對于黏性礦石，傾角應稍大些。

107.怎樣確定條篩的大小？

條篩篩孔尺小約為篩下粒度的1.1～1.2倍，一般篩孔尺寸不小于50mm。條篩的寬度取決于給礦機、運輸機以及破碎機給礦口的寬度，并應大于給礦中最大塊粒級的2.5倍。條篩的長度L應根據寬度B旋轉。一般情況下，條篩的長度L和寬度B有如下關系：

L=2B　　（2-57）

式中　L——條篩的長度；

B——條篩的寬度。

108.如何計算條篩的生產率？

條篩的生產率用下式計算：

Q=qS　　（2-58）

式中　Q——條篩的生產能力，t/h；

S——篩面的面積，m2。

q——單位面積的生產能力，t/（m2·h），見表2-26。

條篩的優點是構造簡單，無運動部件，也不需要動力；缺點是易堵塞，所需高差大，篩分效率低，一般為50％～60％。

109.振動篩分幾類，有哪些優缺點？

篩分機的種類雖多，但在選礦廠使用最多的是振動篩。振動篩根據篩框的運動軌跡不同，可以分為圓運動振動篩和直線運動振動篩兩類。圓運動振動篩包括單軸慣性振動篩、自定中心振動篩和重型振動篩。直線運動振動篩包括雙軸慣性振動篩（直線振動篩）和共振篩。

振動篩是選礦廠中普遍采用的一種篩分機，它具有以下突出的優點：

（1）篩體以低振幅、高振動次數作強烈振動，消除了物料的堵塞現象，使篩分機有較高的篩分效率和生產能力。

（2）動力消耗小，構造簡單，操作、維護檢修比較方便。

（3）因為振動篩生產率和效率很高，故所需的篩網面積比其他篩子小，可以節省廠房面積和高度。

（4）應用范圍廣，適用于中、細碎前的預先篩分和檢查篩分。

110.不同篩面運動形式的振動篩其性能如何？

在振動篩中，篩面的運動形式有圓振動、直線振動和橢圓振動幾種。其中圓振動形式能使物料充分松散，抗堵孔能力強，但篩上物料的拋射角大，輸送能力小。為提高輸送能力，不得不加大篩面傾角，這使得篩分粒度不太嚴格，料層呈加速度輸送，減少了接近篩孔尺寸的顆粒在篩面排料端透篩的機會。直線振動形式不能使物料充分松散和重新排列，故細粒物料不易接近篩面而透篩，已經堵塞篩孔的顆粒不易拋出，使篩分過程惡化。但篩上物料的拋射角小，輸送能力較大，篩面一般呈水平或接近水平安裝，篩分粒度嚴格，料層呈勻速輸送，有利于接近篩孔尺寸的顆粒透篩。橢圓振動形式的“軌跡長軸”是強化篩上物料輸送的分量，“軌跡短軸”是促進物料松散的分量，因而兼有圓振動和直線振動的優點，并克服二者的缺點，故篩分質量較高。

111.慣性振動篩的工作原理是怎樣的？

國產慣性振動篩有SZ（坐式）型和SXG（懸掛式）型等型號。

圖2-36為SZ型慣性振動篩的工作原理示意圖。篩網2固定在篩箱1上，篩箱安裝在兩組橢圓形板簧8上，板簧組底座固定在基礎上。振動器的兩個滾動軸承5固定在篩箱上，振動器主軸的兩端裝有偏心輪6。調節重塊7在偏心輪上的位置不同，可以得到不同的慣性，從而調整篩分機的振幅。安裝在固定機座上的電動機，通過三角皮帶輪3帶動主軸旋轉，使篩分機產生振動。篩分機中部的運動軌跡為圓形，篩分機兩端運動軌跡因板簧作用而成橢圓形。根據生產量和篩分效率不同的要求，篩子可安裝在15°～25°傾斜的基礎上。

慣性振動篩是由于振動器的偏心輪的回轉運動產生的離心慣性（稱為激振力）傳給篩箱而激起篩子振動的。篩上物料受篩面向上運動的作用力，被向前拋起，前進一段距離后再落回篩面，進而完成松散、分層和透篩的整個篩分過程。

SZ型慣性振動篩可用于選煤廠、焦化廠和選礦廠對煤、焦炭、礦石的篩分，入篩物料的最大粒度為100mm。

SXG型慣性振動篩與SZ型振動篩的主要區別在于此篩的篩箱是用彈簧懸掛裝置吊起。電動機經三角皮帶，帶動振動器主軸回轉，由于振動器上不平衡質量的離心力的作用，使篩分機產生圓運動。此篩適用于煤和礦石的篩分。

112.為什么振動篩的轉速要選擇遠離共振區？

一般振動篩的轉速是選擇在遠離共振區，即工作轉數比共振轉數大幾倍。因為在遠離共振區工作，振幅比較平穩，彈簧的剛度可以較小。這樣，既可以減少彈簧數量，節約材料使機器輕便，而且由于彈簧剛度小，傳給地基的動載荷小，機器的隔振效果好。但是，必須注意，選擇在遠離共振區工作的振動篩，當啟動和停車時，篩子的轉速由慢到快，或由快到慢，都會經過共振區，短時地引起系統的共振。這時，篩箱的振幅很大，在操作過程中常可以見到。因此，出現了為克服共振可自動移動偏心重塊位置的激振器，如后面所介紹的重型振動篩就是采用這種結構的篩子。

113.慣性振動篩的性能與用途是什么？

慣性振動篩的振動器安在篩箱上，軸承中心線與皮帶輪中心線一致，隨著篩箱的上下振動，從而引起皮帶輪振動，這種振動會傳給電機，影響電機的使用壽命，因此這種篩子的振幅不宜太大。此外，由于慣性振動篩振動次數高，使用過程中必須密切注意它的工作情況，特別是軸承的工作情況。

慣性振動篩由于振幅小而振動次數高。適用于篩分中、細粒物料，并且要求在給料均勻的條件下工作。因為當負荷加大時，篩子的振幅減小，容易發生篩孔堵塞現象；反之，當負荷過小時，篩子的振幅加大，物料粒子會過快跳躍越過篩面，這兩種情況都會導致篩分效率減低。由于篩分粗粒物料需要較大的振幅，才能把物料抖動，并由于篩分粗粒物料時，很難做到給料均勻，故慣性振動篩只適宜于篩分中、細粒物料，它的給料粒度一般不能超過100mm，同時，篩子不宜制造得太大，只有中、小型選礦廠才宜采用。

114.自定中心振動篩有哪些規格，適用于什么場合？

國產自定中心振動篩的型號為SZZ，按篩面面積有各種規格，每種規格篩子又分為單層篩網（SZZ1）與雙層篩網（SZZ2）兩種。一般均系吊式篩，也有座式篩。

自定中心振動篩可供冶金、化工、建材、煤炭等工業部門用于中、細粒物料的篩分。

115.自定中心振動篩的構造是怎樣的？

自定中心振動篩的結構如圖2-37所示；與慣性振動篩相比較，不同的只是傳動軸4與皮帶輪2相連接時，在皮帶輪上所開的軸孔的中心與皮帶輪幾何中心不同心，而是向偏心重塊3所在位置的另一側，偏離皮帶輪幾何中心一個偏心距A。A為振動篩的振幅。因此，當偏心重塊3在下方時，篩箱1及傳動軸4的中心線在振動中心線O—O之上，距離為A。同樣由于軸孔在皮帶輪上是偏心的，因此，仍然使得皮帶輪2之中心與振動中心線O—O相重合。所以不管篩箱1和傳動軸4在運動中處于什么位置，皮帶輪2之中心O總是保持與振動中心線相重合，因而空間位置不變，即實現皮帶輪自定中心。大小兩皮帶輪的中心距保持不變，消除皮帶時緊時松現象。

116.自定中心振動篩的性能與用途是什么？

自定中心振動篩的優點是在電機的穩定方面有很大的改善，所以篩子的振幅可以比慣性振動篩的稍大一些。篩分效率較高，一般可以達到80％以上。但是，在操作中，也和慣性振動篩一樣，表現極為明顯的是篩子的振幅變化無常。當篩子負荷過大時，它的振幅很小，不能把篩網上的物料全部抖動起來，因面篩分效率顯著下降。當篩子負荷很小時，它的振幅就急劇增大，物料抖動厲害，很快就跳離篩面，篩分時間短，篩分效率也就降低。因此，使用這種篩子時，給礦量也不宜波動太大。由于這一缺點，這種結構形式的自定中心振動篩，也只適宜用于均勻給礦的中、細粒物料的篩分。

117.重型振動篩的性能是什么，其工作原理如何？

國產重型振動篩（圖2-38）的型號為SZX型，有單層篩和雙層篩兩種（SZX1型和SZX2型）。這種振動篩結構比較堅固，能承受較大的沖擊負荷，適用于篩分大塊度、體積質量大的物料，最大入篩粒度可達350mm。由于它的結構重、振幅大，雙振幅一般為8～10mm，而一般自定中心振動篩為4～8mm。在啟動及停車時，共振現象更為嚴重，因此采用具有自動平衡的振動器，可以起到減振的作用。

重型振動篩的原理與自定中心振動篩相似，但是振動器的主軸完全不偏心，而以皮帶輪中的自動調整器來達到運轉時自定中心的目的。振動器的結構如圖2-39所示。裝有偏心重塊的重錘1由卡板2支承在彈簧3上，重錘可以在小軸4上自由轉動，因此振動器的重塊是可以自動調整的。這種結構的特點是，篩子在低于共振轉速時，篩子不發生振動；當超過臨界轉速時，篩子開始振動。篩子在啟動（或停車）時，主軸的轉速較低，重錘所產生的離心力也很小（因離心力隨轉速而變）。由于彈簧的作用，重錘的離心力不足以使彈簧3受到壓縮，重錘對回轉中心不發生偏離，因此產生的激振力很小，這時篩子不產生振動，可以平穩地克服共振轉速。當篩子在啟動和停車過程中達到共振轉速時，可以避免由于振幅急劇增加而損壞支承彈簧。篩子啟動后，轉速高于共振轉速，重錘產生的離心力大于彈簧的作用力，彈簧被壓縮，重錘開始偏離回轉中心，產生激振力，使篩子振動起來，這時撞鐵對沖擊力起緩沖作用。

篩子的振幅靠增、減重錘上偏心重塊的重量來調節；振動次數可以用更換小皮帶輪的方法來改變。

重型振動篩的篩面是由框架及箅條焊接而成，一個篩子由20塊篩面組成。為了克服因來料中大塊物料過多而影響篩分效率，篩面上可焊接上箅條，箅條沿篩面長度方向呈階梯狀排列，有利于篩上物料沿運動方向排料，不致阻塞篩孔。

重型振動篩主要用于中碎機前的預先篩分，可代替篩分效率低、易阻塞的棒條篩；對于含水、含泥量高的礦石，可用于中碎前的預先篩分及洗礦，其篩上物料進入中碎機，篩下物進入洗礦脫泥系統。

118.直線振動篩的工作原理及性能如何？

篩框作直線振動的篩子很多，這里講的是雙軸慣性振動篩（直線振動篩），它的結構示意圖及雙軸振動器的工作原理如圖2-40所示。

這種篩子的兩根軸是反向旋轉的，主軸和從動軸上安裝有相同偏心距的重塊。當激振器工作時，兩個軸上的偏心重塊相位角一致，產生的離心力的x方向分力促使篩子沿x方向振動，y方向的離心力則大小相等，方向相反，相互抵消。因此，篩子只在x方向振動，稱為直線振動篩。振動方向角通常選擇45°，篩上物料的排除主要靠振動方向角的作用，所以篩子通常水平安裝或呈5°～10°安裝。

兩個偏心重塊，可以用一對齒輪的傳動來實現反相等速同步運行，這樣的振動篩稱為強迫同步的直線振動篩。但是，在兩個偏心重塊之間，也可以沒有任何聯系，依靠力學原理，實現同步運行，這樣的振動篩稱為無強迫聯系的自同步直線振動篩。

目前我國常用的直線振動篩有ZS型、ZSM型、ZKX型、ZKB型、ZKR型和ZK型等數種型號。

直線振動篩激振力大，振幅大，振動強烈，篩分效率高，生產率大，可以篩分粗塊物料。由于篩面水平安裝，脫水、脫泥、脫介的效率相當高。但它的激振器復雜，兩根軸高速旋轉，故制造精度和潤滑要求高。

119.共振篩的工作原理及性能如何？

共振篩（也叫彈性連桿式振動篩）是用連桿上裝有彈簧的曲柄連桿機構驅動，使篩子在接近共振狀態下工作，達到篩分的目的。圖2-41為共振篩的原理示意圖，此篩主要由上篩箱1、下機體（即平衡機體）2、傳動裝置3、共振彈簧4、板簧5、支承彈簧6等部件組成。當電動機通過皮帶傳動裝于下機體上的偏心軸轉動時，軸上的偏心使連桿作往復運動。連桿通過其端部的彈簧將作用力傳給篩箱，同時下機體也受到相反方向的作用力，使篩箱和下機體沿著傾斜方向振動，但它們運動方向彼此相反。篩箱和彈簧裝置形成一個彈性系統，該彈性系統有自己的自振頻率，傳動裝置也有一定的強迫振動頻率，當這兩個頻率接近相等時，使篩子在接近共振狀態下工作。

當共振篩的篩箱壓縮彈簧而運動時，其運動速度和動能都逐漸減小，被壓縮的彈簧所儲存的位能卻逐漸增加。當篩箱的運動速度和動能等于零時，彈簧壓縮到極限，它所儲存的位能達到最大值，接著篩箱向相反的方向運動，彈簧放出所儲存的位能，轉化成篩箱的動能，因而篩箱的運動速度增加。當篩箱的運動速度和動能達到最大值時，彈簧伸長到極限，所儲存的位能也就最小。由此可見，共振篩的工作過程是系統的位能和動能相互轉化的過程。所以在每一次振動中，只消耗供給克服阻力所需的能量就可以使篩子連續運轉，因此篩子雖大但功率消耗卻很小。

共振篩是一種在接近共振狀態下進行工作的篩子。它具有處理能力大，篩分效率高，振幅大，電耗小以及結構緊湊等優點。共振篩目前尚存在一些缺點，如制造工藝比較復雜，機器重量大，振幅很難穩定，調整比較復雜，橡膠彈簧容易老化，使用壽命短。

這種篩子常用于選煤和金屬選礦廠的洗礦分級、脫水、脫介等作業。我國選煤廠已經廣泛應用，此外，有少數選礦廠也開始應用。

120.除固定篩和振動篩外，還有哪些篩子？

（1）細篩　細篩一般指篩孔尺寸小于0.074mm、用于篩分0.02～0.045mm以下物料的篩分設備。當物料中的欲回收成分在細級別中大量富集時，細篩常用作選擇篩分設備，以得到高品位的篩下物。據報道，我國目前生產的鐵精礦有50％以上是細篩產出的篩下產物。

（2）概率篩　概率篩的篩分過程是按照概率理論進行的。由于這種篩分機是瑞典人摩根森（F.Mogensen）于20世紀50年代首先研制成功的，所以又叫做摩根森篩。我國研制的概率篩于1977年問世，目前在工業生產中得到廣泛應用的有自同步式概率篩和慣性共振式概率篩2種。

概率篩的突出優點是：①處理能力大，單位篩面面積的生產能力可達到一般振動篩的5倍以上；②篩孔不容易被堵塞，由于采用了較大的篩孔尺寸和篩面傾角，物料適篩能力強，不容易堵塞篩孔；③結構簡單，使用維護方便，篩面使用壽命長，生產費用低。

（3）等厚篩　等厚篩是一種采用大厚度篩分法的篩分機械，在其工作過程中，篩面上的物料層厚度一般為篩孔尺寸的6～10倍。普通等厚篩具有3段傾角不同的沖孔金屬板篩面，給料段一般長3m，傾角為34°，中段長0.75m，傾角為12°，排料段長4.5m，傾角為0°。篩分機寬2.2m，總長度達10.45m。

等厚篩的突出優點是生產能力大、篩分效率高，但機器龐大、笨重。為了克服這些缺點，人們將概率篩和等厚篩的工作原理結合在一起，研制成功了一種采用概率分層的等厚篩，稱為概率分層等厚篩。

（4）胡基篩　胡基篩的原理是采用水力分級和篩分的作用。該篩分機主要由一個敞開的倒錐體組成，頂部為圓筒篩，給礦由頂部中央進入，利用一個裝有徑向清掃葉片的低速旋轉圓盤使礦漿以環形方式按一定角速度移動，給到圓筒篩上，這樣篩面可以不直接負載物料而進行篩分。沖洗水引入圓錐體部分，使物料進一步產生分級作用，粗粒沉落到錐體底部，通過控制閥排料。粗粒部分沉降時所夾帶下來的細粒，依靠向上沖洗水送回旋轉圓盤頂部進行循環處理。篩面由合金、塑料楔棒構成，棒間向外擴展的長條篩孔與水平成直角，篩子有效面積為5％～8％。

根據胡基的推薦，可采用這種篩分機械從旋流器底流中分離細粒級。例如一種小型試驗設備，當篩孔尺寸為500μm，篩面為0.24m2時，1h可以處理旋流器沉砂13.2t，細粒級回收率達87％，1975年在芬蘭奧托昆普公司裝了一臺直徑1.6m的工業型胡基篩，生產率約100～200t/h。

（5）沃利斯超聲波篩分機　沃利斯篩分機的原理是利用低振幅、高頻率的篩分運動，使小于篩孔級別的顆粒與篩面接觸的機會增多，從而使它通過篩孔的可能性增大，有利于改善篩分效率。

121.怎樣計算固定篩的生產能力？

在生產實踐中，固定篩的生產能力一般按下式進行計算：

Q=εAs　　（2-59）

式中　Q——篩分機按給料計的生產能力，t/h；

A——篩面的面積，m2；

s——篩孔的尺寸，mm。

ε——比生產率，即篩孔尺寸為1mm時單位篩面面積的生產率，t/（mm·h·m2），對于不同類型的篩分機，ε的數值可從表2-27和表2-28中選取。

122.怎樣計算振動篩的生產能力？

對于振動篩的生產能力，綜合考慮影響篩分過程的各種因素，以校正系數的方式將它們引入計算公式中，從而得振動篩生產能力的計算公式為：

Q=A1ρ0qKLMNOP（2-60）

式中　Q——篩分機按給料計的生產能力，t/h；

A1——篩分機的有效篩面面積，m2，一般取篩面幾何面積的0.8～0.9倍；

ρ0——入篩物料的堆密度，t/m3；

q——單位面積篩面的平均生產能力，m3/（m2·h），如表2-29所示；K——代表細粒影響的校正系數；

L——代表粗粒影響的校正系數；

M——與篩分效率有關的校正系數；

N——代表顆粒形狀影響的校正系數；

O——代表濕度影響的校正系數；

P——與篩分方法有關的校正系數。

各個校正系數的數值可以從表2-30中選取。

123.怎樣計算圓振動篩的生產能力？

圓振動篩的生產能力可按下式近似計算：

Q=Mq0B0Lδ　　（2-61）

式中　Q——篩分機按給料計的生產能力，t/h；

M——與篩分效率有關的校正系數，見表2-31；

q0——單位面積容積生產能力，m3/（m2·h），表2-32；

B0——篩面的計算寬度，m；

L——篩面的工作長度，m；

δ——物料的松散密度，t/m3。

M可按照下式進行計算：

式中，η為篩分效率，％。

B0可按照下式進行計算：

B0=0.95B　　（2-63）

式中，B為實際的篩面寬度，m。

124.怎樣計算煤用篩分機的生產能力？

煤用篩分機的生產能力按下式計算：

Q=Fq　　（2-64）

式中　Q——篩分機按給料計的生產能力，t/h；

F——篩面的工作面積，m2；

q——單位面積的生產能力，t/（m2·h），煤炭篩分的推薦值見表2-33。

125.怎樣估算塊煤和塊矸石脫介時的生產能力？

塊煤和塊矸石脫除磁性介質時的生產能力，根據經驗數據，按下式進行估算：

式中　Q——篩分機按給料計的生產能力，t/h；

B——篩面的寬度，m；

qk——單位篩寬的生產能力，t/（m·h），單位篩寬的生產能力見表2-34。

注：本表適用于最大給料粒度為76mm時的單層篩，若最大給料粒度大于76mm時，則此值為上層篩面負擔結料量的35％情況下下層篩的生產能力。