四、跳汰分選
35.跳汰選礦的分選過程是怎樣的?
跳汰選礦是在跳汰機中進行的。各類跳汰機的基本結構都是相似的,它的選別過程是在跳汰室中進行的。跳汰室中層有篩板,從篩板下周期地給入垂直交變水流,礦石給到篩板之上,形成一個密集的物料層,稱為床層,水流穿過篩板和床層。在水流上升期間,床層被抬起松散開來,輕礦物隨水流上升較快,重礦物則上升較慢;而當水流下降時,輕礦物下落較慢,重礦物則下落較快。這樣重礦物趨向底層,輕礦物則位于上層。隨著水流繼續(xù)下降,床層松散度減小,粗顆粒的運動受到阻礙。以后床層越來越緊密,只有細小的礦粒可以穿過間隙向下運動,稱為“鉆隙運動”。下降水流停止,分層作用亦停止,這是一個周期。然后水流又開始上升,開始第二周期。如此循環(huán)不已,最后密度大的礦粒集中到了底層,密度小的礦粒位于上層,完成了按密度分層的過程,如圖4-16所示。用特殊的排礦裝置分別排出后,即可得到不同密度的產(chǎn)物。以上就是跳汰選礦的分選過程。

圖4-16 礦粒在跳汰時的分層過程(圖中黑色顆粒表示重礦物)
(a)分層前顆粒混雜堆積;(b)上升水流將床層抬起;(c)顆粒在水中沉降分層;(d)水流下降,床層密集,重礦物進入底層
推動水流在跳汰室內(nèi)作交變運動的方法主要有:
(1)利用偏心連桿機構帶動橡膠隔膜迫使水流運動,這樣的跳汰機稱為隔膜跳汰機,在生產(chǎn)中應用最多;
(2)利用壓縮空氣推動水流運動,這種跳汰機稱為無活塞跳汰機,在選煤生產(chǎn)中應用頗多;
(3)借機械力帶動篩板和物料一起在水中作交變運動,這種跳汰機稱為動篩跳汰機。
跳汰分選過程中,水流每完成一次周期性變化所用的時間稱為跳汰周期。表示水流速度在一個周期內(nèi)隨時間變化的曲線稱為跳汰周期曲線。水流在跳汰室內(nèi)運動的最大距離稱為水流沖程;而隔膜或篩板(動篩跳汰機)運動的最大距離稱作為機械沖程。水流或隔膜每分鐘運動的周期次數(shù)叫做沖次。水流沖程與機械沖程之比稱為沖程系數(shù)。
跳汰分選是處理粗、中粒級固體物料的最有效方法,它的工藝簡單,設備處理能力大,分選效率高,可經(jīng)一次選別得到最終產(chǎn)品(成品產(chǎn)物或拋棄產(chǎn)物),所以應用范圍十分廣泛。
跳汰機適用于處理粗、中粒礦石,粒度上限為50mm,下限為0.2~0.074mm,最好為18~2mm。常用于選煤,選鎢、錫和金礦石,也可用于選鐵、錳礦石和某些非金屬礦石。
36.跳汰選礦的分選原理是什么?
在跳汰分選過程中,水流呈非恒定流動,流體的動力作用時刻在發(fā)生變化,使得床層的松散度(床層中分選介質(zhì)的體積分數(shù))也處于周期性變化中。床層在變速水流推動下運動,顆粒在其中松散懸浮,但又不屬于簡單的干涉沉降。在整個分選過程中,床層的松散度并不大,顆粒之間的靜力壓強對分層轉(zhuǎn)移起重要作用。由于動力和靜力因素交織在一起,而且又處于變化之中,所以很難用簡單的解析式描述其分層過程。
概括地講,物料在跳汰分選過程中發(fā)生按密度分層,主要是基于初加速度作用、干涉沉降過程、吸入作用等。
(1)初加速度作用 初加速度作用又稱為跳汰初加速度學說。是美國人高登(A.M.Gaudin)于1939年基于動力學觀點提出的關于跳汰選礦分層理論的一種見解。此學說認為在交變水流跳汰機中,不同密度礦粒是依靠它們每次升起后轉(zhuǎn)為下降時的初加速度差發(fā)生分層的。在交變水流作用下,物料在跳汰機內(nèi)發(fā)生周期性的沉降過程,每當沉降開始時,顆粒的加速度均為其初加速度g0。由于g0僅與顆粒的密度ρ1和介質(zhì)密度ρ有關,且ρ1越大,g0也越大,因而在沉降末速達到之前的加速運動階段,高密度顆粒獲得較大的沉降距離,從而導致物料按密度發(fā)生分層。
(2)干涉沉降過程 交變水流推動跳汰室內(nèi)的物料松散懸浮以后,顆粒便開始了干涉沉降過程,由于顆粒的密度越大,干涉沉降速度也越大,在床層松散期間,沉降的距離也越大,從而使高密度顆粒逐漸轉(zhuǎn)移到床層的下層。
(3)吸入作用 吸入作用發(fā)生在交變水流的下降運動階段,隨著床層逐漸恢復緊密狀態(tài),粗顆粒失去了發(fā)生相對轉(zhuǎn)移的空間條件,而細顆粒則在下降水流的吸入作用下,穿過粗顆粒之間的空隙,繼續(xù)向下移動,從而使細小的高密度顆粒有可能進入床層的最底層。
37.什么是跳汰周期曲線?
在一個跳汰周期內(nèi),水流的運動可有上升、靜止和下降三個特征段,它們可按不同的大小和時間比例組成多種周期曲線形式,其中大多數(shù)跳汰機的周期曲線不含靜止段,除了一些特殊結構的跳汰機(如動篩跳汰機)以外,交變水流跳汰機的周期曲線大致有圖4-17所示的四種形式。

圖4-17 跳汰周期曲線的基本形式
(a)正弦跳汰周期曲線,tu=td;(b)帶有靜止期的跳汰周期曲線,tu+td<2π;(c)快速上升的跳汰周期曲線,tu<td;(d)慢速上升的跳汰周期曲線,tu>td;h、u—水流上升高度和速度;tu、ts、td—水流上升期、靜止期和下降期的時間
(1)正弦跳汰周期曲線 在這種周期中,水流上升和下降的作用時間和大小均相等。考慮到床層滯后于水流上升并提前下降,所以床層的有效分層時間較短,吸入作用也過強,因此生產(chǎn)中總是要在篩下補加上升水,此時水速變?yōu)椋?/p>
u=βlωsinωt/2+us (4-10)
式中 us——篩下補加水上升速度,m/s。
篩下補加水的上升速度實際上是不大的,對周期曲線在縱坐標方向上的位置影響很小,但它可以使床層不致過分緊密,使下一周期易于抬起松散。
(2)帶有靜止期的跳汰周期曲線 這是麥依爾提出的處理粗粒煤的跳汰周期曲線,一個周期分為水流急速上升、靜止、緩速下降三個階段。水流急速上升時,床層被整體抬起,然后水流靜止(其實仍有緩慢的上升及下降運動),床層松散開來,顆粒以較小的相對運動速度在水流中沉降,松散期較長,可使物料有效地發(fā)生按密度分層。及至床層落到篩面上,水流的低速吸入作用,又可將高密度細顆粒補充回收到底層。這種周期曲線比較適合處理平均密度較小或粒度較細的物料。
(3)快速上升的跳汰周期曲線 這種周期曲線是由倍爾德(B.M.Bird)提出的曲線演化而來的,水流在迅速上升后,緊接著即轉(zhuǎn)為下降運動。下降水速較緩而作用時間較長,可以減小床層與水流間的相對速度,有助于物料按密度分層,適合于處理平均密度較高的物料。
(4)慢速上升的跳汰周期曲線 這種跳汰周期曲線又稱托馬斯周期曲線。水流以較低速度上升,并保持一段較長時間,然后迅速轉(zhuǎn)為下降。水流下降速度較大,但作用時間短。床層在較長時間內(nèi)處于松散狀態(tài),有利于提高設備的處理能力,但流體的速度阻力影響較大,不適合處理寬級別物料。
在生產(chǎn)實踐中,采用的跳汰周期曲線應與被分選物料的性質(zhì)相適應,并考慮到作業(yè)要求、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)規(guī)模。選擇跳汰周期曲線的基本原則是:在床層的有效松散期內(nèi),保持顆粒和水流之間有較小的相對運動速度,以利于實現(xiàn)按密度分層。大型跳汰機可以采用較復雜的傳動機構,以獲得最佳的曲線形式,但小型跳汰機不得不服從于簡化結構的要求。生產(chǎn)中已經(jīng)定型的跳汰機,其周期曲線也是規(guī)定了的,能夠調(diào)節(jié)的余地非常有限。
38.跳汰機主要分為哪幾類?
跳汰機種類很多,主要有活塞跳汰機、隔膜跳汰機、空氣脈動跳汰機、水力脈動跳汰機、動篩跳汰機。金屬礦山選廠應用最多的是隔膜跳汰機。隔膜跳汰機按隔膜安裝的位置不同可以分為:旁動隔膜跳汰機(隔膜位于跳汰室旁側)、下動隔膜跳汰機(又稱為圓錐隔膜跳汰機,隔膜水平地設在跳汰室內(nèi)下方)、橫向側動隔膜跳汰機(隔膜垂直地安裝在機箱篩下側壁上,有外隔膜和內(nèi)隔膜之分。主要處理粗浸染的礦石,選礦效率較高)。選煤工業(yè)中常用空氣脈動跳汰機。
39.旁動型隔膜跳汰機結構如何?
旁動型隔膜跳汰機又稱為上動型或丹佛(Denver)型跳汰機,其結構如圖4-18所示,其主要組成部分有機架、傳動機構、跳汰室和底箱。跳汰室面積為B×L=300mm×450mm,共兩室,串聯(lián)工作。為了配置方便,設備有左式和右式之分。從給料端看,傳動機構在跳汰室左側的為左式,在跳汰室右側的為右式。

圖4-18 300mm×450mm雙室旁動型隔膜跳汰機的結構
1—電動機;2—傳動裝置;3—分水管;4—搖臂;5—連桿;6—橡膠隔膜;7—篩網(wǎng)壓板;8—隔膜室;9—跳汰室;10—機架;11—排料活栓
電動機帶動偏心軸轉(zhuǎn)動,通過搖臂杠桿和連桿推動兩個隔膜交替上下運動。隔膜呈橢圓形,四周與機箱作密封連接。在隔膜室下方設補加水管。底箱頂尖處設有排料閥門,可間斷或連續(xù)地排出透過篩孔的細粒高密度產(chǎn)物。
這種跳汰機的沖程系數(shù)為0.7左右,入選物料的最大粒度可達12~18mm,最小回收粒度可達0.2mm,水流接近正弦曲線運動。選出的低密度產(chǎn)物隨水流一起越過跳汰室末端的堰板排出,選出的高密度產(chǎn)物則有兩種排出方法。大于2~3mm的高密度產(chǎn)物聚集在篩板上方,常采用設置在靠近排料端篩板中心處的排料管排出,稱為中心管排料法;2~3mm以下的高密度產(chǎn)物則透過篩孔排入底箱,稱為透篩排料法。采用透篩排料法時,為了控制高密度產(chǎn)物的排出速度和質(zhì)量,有時在篩板上鋪設一層粒度為篩孔尺寸的2~3倍、密度與高密度產(chǎn)物的接近或略高一些的物料層,稱為人工床層。
這種跳汰機由于隔膜位于跳汰室一旁,所以設備不能制造得太大,否則水速會分布不均,所以目前生產(chǎn)中使用的規(guī)格僅有300mm×450mm一種。且耗水量較大(處理1t物料的耗水量在3~4m3以上)。單臺設備的生產(chǎn)能力為2~5t/h。
40.下動型圓錐隔膜跳汰機結構如何?
下動型隔膜跳汰機的結構特點是傳動裝置和隔膜安裝在跳汰室的下方,其結構如圖4-19所示。兩個方形的跳汰室串聯(lián)配置,下面各帶有一個可動錐斗,用環(huán)形橡膠隔膜與跳汰室密封連接。錐斗用橡膠軸承支承在搖動框架上。框架的一端經(jīng)彈簧板與偏心柄相連。當偏心軸轉(zhuǎn)動時即帶動錐斗上下運動。錐斗的機械沖程可在0~26mm的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),更換皮帶輪可有240r/min、300r/min和360r/min三種沖次。

圖4-19 1000mm×1000mm雙室下動型隔膜跳汰機的結構
1—大皮帶輪;2—電動機;3—活動框架;4—機架;5—篩格;6—篩板;7—隔膜;8—可動錐;9—支承軸;10,13—彈簧板;11—排料閥門;12—進水閥門;14—偏心頭部分;15—偏心軸;16—木塞
這種跳汰機不設單獨的隔膜室,占地面積小,水速分布也比較均勻。高密度產(chǎn)物采用透篩排料法排出。但錐斗承受著整個設備內(nèi)的水和物料的重力,所受負荷大,而且傳動裝置設在機體下部,檢修不便,也容易遭受水砂的侵蝕。這種跳汰機的沖程系數(shù)小(只有0.47左右),水流的脈動速度較弱,不適宜處理粗粒物料,且設備的處理能力較低,一般僅用于分選6mm以下的物料。LTA-1010/2型(1000mm×1000mm)雙室下動型隔膜跳汰機的最大給礦粒度為5mm,臺時處理能力為25t。
屬于下動型圓錐隔膜跳汰機類型的還有1070mm×1070mm矩形跳汰機。這種設備多用在采金船上,其外形與1000mm×1000mm雙室下動型隔膜跳汰機的類似,不同處是采用凸輪驅(qū)動,且兩個隔膜同步運動。在這種設備中,水流的位移-時間曲線呈鋸齒波形,既降低了水耗,又提高了細粒級的回收率。
41.側動型隔膜跳汰機結構如何?
側動型隔膜跳汰機的特點是隔膜垂直地安裝在跳汰機篩板以下的底箱側壁上,在傳動機構帶動下,在水平方向上作往復運動。根據(jù)跳汰室的形狀又可分為梯形側動隔膜跳汰機和矩形側動隔膜跳汰機兩種。
(1)梯形側動隔膜跳汰機 梯形側動隔膜跳汰機的結構如圖4-20所示。跳汰室上表面呈梯形,全機共有8個跳汰室,分為2列,用螺栓在側壁上連接起來形成一個整體。每2個對應大小的跳汰室為一組,由1個傳動箱中伸出的橫向通長的軸帶動兩側的垂直隔膜運動,因此它們的沖程、沖次是完全相同的。全機分為4組,可采用4種不同的沖程、沖次進行工作。全機共有2臺電動機,每臺驅(qū)動2個傳動箱。篩下補加水由2列設在中間的水管引入到各室中,在水流進口處設有彈性蓋板,當隔膜前進時,借水的壓力使蓋板遮住進水口,中斷給入篩下水;當隔膜后退時蓋板打開,補充給入篩下水,以減小下降水流的吸入作用。

圖4-20 900mm×(600~1000)mm梯形側動隔膜跳汰機的結構
1—給料槽;2—前鼓動箱;3—傳動箱;4,9—三角皮帶;5—電動機;6—后鼓動箱;7—后鼓動盤;8—跳汰室;10—鼓動隔膜;11—篩板
梯形跳汰機的設備規(guī)格用單個跳汰室的縱長×(單列上端寬~下端寬)表示。目前生產(chǎn)中使用的梯形跳汰機有600mm×(300~600)mm和900mm×(600~1000)mm兩種規(guī)格。單臺設備的生產(chǎn)能力前者為3~6t/h,后者為10~20t/h。
由于篩板寬度從給料端到排料端逐漸增大,所以床層厚度相應逐漸減小,加之各室的沖程依次由大變小,沖次由小變大,使得前部適合于分選粗粒級,后部可有效地分選細粒級。所以該設備的適應性強,回收粒度下限低,有時可達0.074mm,廣泛用于處理-5mm的物料,最大給料粒度可達10mm。設備的主要缺點是占地面積大。
(2)矩形側動隔膜跳汰機 跳汰機篩面呈矩形的側動隔膜跳汰機有吉山-Ⅱ型和大粒度跳汰機等。吉山-Ⅱ型矩形側動隔膜跳汰機有單列二室和雙列四室兩種規(guī)格,圖4-21是單列二室的外形圖。設備的特點是機械沖程可調(diào)范圍大,最大為50mm,加之沖程系數(shù)大,所以選別物料的粒度上限可達20mm;分選出的粗粒高密度產(chǎn)物采用一端排料法排出,其排料裝置如圖4-22所示。沿篩板末端整個長度上開縫,在高密度產(chǎn)物排出通道兩側設內(nèi)外閘門,外閘門插入床層一定深度,用于控制高密度產(chǎn)物的質(zhì)量,調(diào)節(jié)外閘門的高度,則可以改變高密度產(chǎn)物的排出速度。為使排料順利進行,在蓋板頂部設排氣孔,以使內(nèi)部與大氣相通。

圖4-21 吉山-Ⅱ型單列二室矩形側動隔膜跳汰機
1—傳動箱;2—隔膜;3—手輪(調(diào)節(jié)篩上高密度產(chǎn)物排料閘門用);4—篩下高密度產(chǎn)物排料管

圖4-22 篩上高密度產(chǎn)物排出裝置
1—外閘門;2—內(nèi)閘門;3—蓋板;4—手輪(調(diào)節(jié)內(nèi)閘門用)
大粒度跳汰機有AM-30和LTC-75兩種型號,前者的最大給料粒度為30mm,后者為75mm。兩種設備的結構型式相同,均為雙列四室,由偏心連桿機構帶動隔膜運動。圖4-23是AM-30型大粒度跳汰機的結構。

圖4-23 AM-30型大粒度跳汰機
1—機架;2—箱體;3—鼓動隔膜;4—傳動箱;5—篩下排料裝置;6—V形分離隔板;7—電動機;8—篩板
物料在篩面上分層后,由V形隔板控制分選產(chǎn)物的排出。V形隔板的底緣距篩面有一定距離,底層高密度產(chǎn)物通過該間隙進入跳汰室末端的篩面上,在水流的鼓動下越過排料堰板排出。上層低密度產(chǎn)物則沿V形隔板板面向兩側移動,到達每室的末端側壁越過堰板排出。LTC-75型跳汰機的跳汰室面積為L×B=1500mm×1800mm,沖程調(diào)節(jié)范圍為0~100mm,給礦粒度為10~75mm。
42.圓形跳汰機和鋸齒波跳汰機結構如何?
圓形跳汰機的上表面為圓形,可認為是由多個梯形跳汰機合并而成的。帶旋轉(zhuǎn)耙的液壓圓形跳汰機(I.H.C-Cleavelandjig)的外形如圖4-24所示。這種跳汰機的分選槽是個圓形整體或是放射狀地分成若干個跳汰室,每個跳汰室均獨立設有隔膜,由液壓缸中的活塞推動運動。跳汰室的數(shù)目根據(jù)設備規(guī)格而定,最少為1個,最多為12個,設備的直徑為1.5~7.5m。待選物料由中心給入,向周邊運動,高密度產(chǎn)物由篩下排出,低密度產(chǎn)物從周邊的溢流堰上方排出。

圖4-24 液壓圓形跳汰機的示意圖
圓形跳汰機的突出特點是,水流的運動速度曲線呈快速上升、緩慢下降的方形波,而水流的位移曲線則呈鋸齒波(見圖4-25)。這種跳汰周期曲線能很好地滿足處理寬級別物料的要求,且能有效地回收細顆粒,甚至在處理-25mm的砂礦時可以不分級入選,只需脫除細泥。對0.1~0.15mm粒級的回收率可比一般跳汰機提高15%左右。

圖4-25 圓形跳汰機的隔膜運動曲線
圓形跳汰機的生產(chǎn)能力大,耗水少,能耗低。ф7.5m的圓形跳汰機,每臺每小時可處理175~350m3的砂礦,處理每噸物料的耗水量僅為一般跳汰機的1/3~1/2,驅(qū)動電動機的功率僅為7.5kW。這種設備主要用在采金船上進行粗選,經(jīng)一次選別即可拋棄80%~90%的脈石,金回收率可達95%以上。
JT型鋸齒波跳汰機同樣具有鋸齒波形跳汰周期曲線,因而也具有圓形跳汰機的特點。生產(chǎn)中使用的JT型鋸齒波跳汰機的主要技術參數(shù)如表4-10所示。
表4-10 JT型鋸齒波跳汰機的設備型號和主要技術參數(shù)

43.無活塞跳汰機結構如何?
這種跳汰機以壓縮空氣代替了早期的活塞,故稱為無活塞跳汰機。主要用于選煤,但在鐵礦石、錳礦石的分選中亦有應用。無活塞跳汰機按壓縮空氣室與跳汰室的相對位置不同,又可分為篩側空氣室跳汰機和篩下空氣室跳汰機兩種。
篩側空氣室跳汰機又稱鮑姆跳汰機,工業(yè)應用的歷史較長,技術上也比較成熟。按其用途可細分為塊煤跳汰機(給料粒度為5~125mm)、末煤跳汰機(給料粒度為0.5~5mm)和不分級煤用跳汰機三種。圖4-26是LTG-15型篩側空氣室不分級煤用跳汰機的結構簡圖,這種跳汰機的篩面最小者為8m2,最大者為16m2。

圖4-26 LTG-15型篩側空氣室跳汰機(左式)
1—機體;2—篩板;3—風閥;4—風閥傳動裝置;5—排料裝置;6—水管;7—風包;8—手動閘門;9—測壓管
LTG-15型篩側空氣室跳汰機的機體用縱向隔板分成空氣室和跳汰室,兩室下部相通。空氣室的上部密封并與特制的風閥連通。借助于風閥交替地鼓入與排出壓縮空氣,即在跳汰室內(nèi)形成相應的脈動水流。入選的原煤在脈動水流的作用下分層,并沿篩面的傾斜方向向一端移動。由跳汰室第一分選段選出的高密度產(chǎn)物為矸石,第二段選出的高密度產(chǎn)物為中煤。它們分別通過末端的排料閘門進入下部底箱,并與透篩產(chǎn)品合并,用斗子提升機撈出運走。上層低密度產(chǎn)物經(jīng)溢流堰排出即為精煤。
通過風閥改變進入的風量,可以調(diào)節(jié)水流的沖程;改變風閥的旋轉(zhuǎn)速度,可以調(diào)節(jié)水流的沖次。生產(chǎn)中使用的風閥有滑動風閥(立式風閥)、旋轉(zhuǎn)風閥(臥式風閥)、滑動式數(shù)控風閥、電控氣動風閥等。
旋轉(zhuǎn)風閥的結構如圖4-27所示,在一個橫臥的套筒內(nèi)有一個旋轉(zhuǎn)的滑閥,在滑閥和套筒上均有開孔。滑閥從中間隔開,分成進氣和排氣兩部分,進氣部分同高壓空氣進氣管連接,排氣部分則與大氣相通。滑閥由電動機帶動在套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn),當滑閥進氣部分上的開孔與套筒上的開孔對應時,高壓空氣進入跳汰機的空氣室,使跳汰室中產(chǎn)生上升水流,這時為進氣期;當滑閥進氣部分的開口離開套筒上開孔,而排氣部分的開孔仍未與套筒上的開孔相遇時,跳汰室內(nèi)的水流運動暫時停止,這一階段稱為膨脹期;直到滑閥排氣部分的開孔與套筒上的開孔相遇時,跳汰機空氣室內(nèi)的壓縮空氣開始排入大氣,這一階段稱為排氣期,此期間跳汰室內(nèi)的水流借重力下降。在套筒與滑閥之間還有一調(diào)節(jié)套筒,上面也有開孔,可在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動,用以改變進氣孔與排氣孔的大小,以改變進氣與排氣的作用時間,借以改變跳汰周期曲線。

圖4-27 旋轉(zhuǎn)風閥的結構
1—旋轉(zhuǎn)滑閥;2—排氣調(diào)整套;3—進氣調(diào)整套;4—套筒
生產(chǎn)中使用的篩側空氣室跳汰機有LTG系列、BM系列、CT系列篩側空氣室跳汰機等。
篩下空氣室跳汰機是為了克服篩側空氣室跳汰機在篩面寬度上水流速度分布不均勻的問題而研制的,其結構如圖4-28所示。在每個跳汰室的篩板下面設多個空氣室。空氣室的下部敞開,上部封閉,在其端部上下開孔。經(jīng)上部的開孔通入壓縮空氣,經(jīng)下部的開孔給入補加水。在篩下空氣室跳汰機中,空氣和水流沿篩面橫向均勻分布,改善了設備的分選指標。

圖4-28 篩下空氣室跳汰機結構示意圖
(a)整機結構;(b)空氣室結構
生產(chǎn)中使用的LTX系列篩下空氣室跳汰機,篩面面積最小者為6.5m2,最大者為35m2,用于分選100~0mm的不分級原煤,篩面面積為35m2的LTX-35篩下空氣室跳汰機的單臺生產(chǎn)能力為350~490t/h。
生產(chǎn)中使用的篩下空氣室跳汰機主要有LTX系列、SKT系列、HSKT系列、LKT系列、X系列、ZSKT系列篩下空氣室跳汰機和日本的高桑跳汰機、德國的巴達克(Batac)跳汰機等,其中德國洪堡特維達格公司生產(chǎn)的巴達克跳汰機,規(guī)格最大者的跳汰室篩板面積已達42m2,用這種規(guī)格的巴達克跳汰機分選末煤時,單臺設備的生產(chǎn)能力為600t/h,分選塊煤時為1000t/h。
無活塞跳汰機均采用透篩排料和一端排料相結合的方法排出高密度產(chǎn)物。
44.動篩跳汰機結構如何?
動篩跳汰機借助篩板運動松散床層,松散力強而耗水少,特別是分選大塊物料時,具有定篩跳汰機無法達到的效能。目前生產(chǎn)中使用的動篩跳汰機,都是采用液壓傳動,按其結構又有單端傳動式和兩端傳動式之分。德國洪堡特維達格公司生產(chǎn)的單端傳動式液壓動篩跳汰機的工作過程如圖4-29所示。

圖4-29 單端傳動式液壓動篩跳汰機的工作過程
1—給料槽;2—液壓發(fā)動機;3—液壓缸;4—排料提升輪;5—低密度產(chǎn)物溜槽;6—高密度產(chǎn)物溜槽;7—銷軸;8—低密度產(chǎn)物;9—高密度產(chǎn)物;10—高密度產(chǎn)物排料控制輪;11—篩下產(chǎn)物排出口;12—機箱
這種跳汰機的篩板安置在端點由銷軸固定的長臂上,臂長大約為篩面長的2倍。臂的另一端由設在上方的液壓缸的活塞桿帶動上下運動。待分選的物料給到振動臂首端的篩板上,床層在篩板振動中松散-分層并向前推移。高密度產(chǎn)物由篩板末端的排料輪控制排出,低密度產(chǎn)物則越過堰板卸下。兩種產(chǎn)物分別落入被隔板隔開的提升輪內(nèi),隨著提升輪的轉(zhuǎn)動,被提升起來后卸到排料溜槽中,通過排料溜槽排到機外。液壓動篩跳汰機的突出優(yōu)點是單位篩面的處理能力大、省水、節(jié)能。用于分選大塊原煤時,給料粒度為25~300mm,篩板的最大沖程可達500mm,沖次通常為25~40r/min,生產(chǎn)能力可達80t/(m2·h)以上。
45.離心跳汰機結構如何?
目前生產(chǎn)中應用最多的離心跳汰機是澳大利亞一地質(zhì)有限公司生產(chǎn)的凱爾西(Kelsey)系列離心跳汰機,其中J650型凱爾西離心跳汰機的結構如圖4-30所示。這種跳汰機的跳汰室呈水平安裝,并在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構的帶動下,以4800r/min左右的速度旋轉(zhuǎn)。脈動臂在與跳汰室一起旋轉(zhuǎn)的同時,還在凸輪機構的驅(qū)動下,每秒鐘完成17~34次的連續(xù)往復運動。

圖4-30 J650型凱爾西離心跳汰機的結構
1—給水管;2—給礦管;3—人工床層;4—篩板;5—脈沖臂;6—橡膠隔膜;7—凸輪機構;8—低密度產(chǎn)物排出槽;9—高密度產(chǎn)物排出槽
給料從給料管給入跳汰機,離心慣性使給入的物料分布在人工床層上,水自給水管送到脈沖臂和篩板之間的間隙內(nèi)。高頻連續(xù)往復運動的脈沖臂迫使水流產(chǎn)生一個通過人工床層向前的脈動運動,從而使人工床層發(fā)生交變的松散和緊密,脈動水流還使給料和人工床層的顆粒依據(jù)自身的密度產(chǎn)生不同的加速度,并在離心慣性的聯(lián)合作用下使給料中的不同密度組分得到分離。高密度產(chǎn)物透過人工床層和篩孔進入箱體后,通過排料閥排到高密度產(chǎn)物排出槽中。低密度產(chǎn)物在人工床層上面形成的旋轉(zhuǎn)環(huán)被新給入的物料排擠到低密度產(chǎn)物排出槽中。
凱爾西離心跳汰機適合于處理高密度成分含量較低的細粒物料,可有效分選40μm以下的固體物料。
46.影響跳汰分選的工藝因素有哪些?
跳汰分選的工藝影響因素主要包括沖程、沖次、給礦水、篩下補加水、床層厚度、人工床層組成、給料量等生產(chǎn)中可調(diào)的因素。給料的粒度和密度組成、床層厚度、篩板落差、跳汰周期曲線形式等,雖然對跳汰的分選指標也有重要影響,但在生產(chǎn)過程中這些因素的可調(diào)范圍非常有限。
(1)沖程和沖次 沖程和沖次直接關系到床層的松散度和松散形式,對跳汰分選指標有著決定性的影響。需要根據(jù)處理物料的性質(zhì)和床層厚度來確定,其原則是:①床層厚、處理量大時,應增大沖程,相應地降低沖次;②處理粗粒級物料時,采用大沖程、低沖次,而處理細粒級物料時則采用小沖程、高沖次。
過分提高沖次會使床層來不及松散擴展,而變得比較緊密,沖次特別高時,甚至會使床層像活塞一樣呈整體上升、整體下降,導致跳汰分選指標急劇下降。所以隔膜跳汰機的沖次變化范圍一般為150~360r/min,無活塞跳汰機和動篩跳汰機的沖次一般為30~80r/min。沖程過小,床層不能充分松散,高密度粗顆粒得不到向底層轉(zhuǎn)移的適宜空間;而沖程過大,則又會使床層松散度太高,顆粒的粒度和形狀將明顯干擾按密度分層,當選別寬級別物料時,高密度細顆粒會大量損失于低密度產(chǎn)物中。適宜的跳汰沖程通常需要通過試驗來確定。
(2)給礦水和篩下補加水 給礦水和篩下補加水之和為跳汰分選的總耗水量。給礦水主要用來濕潤給料,并使之有適當?shù)牧鲃有裕o料中固體質(zhì)量分數(shù)一般為30%~50%,并應保持穩(wěn)定。篩下補加水是操作中調(diào)整床層松散度的主要手段,處理窄級別物料時篩下補加水可大些,以提高物料的分層速度;處理寬級別物料時,則應小些,以增加吸入作用。跳汰分選每噸物料的總耗水量通常為3.5~8m3。
(3)床層厚度和人工床層 跳汰機內(nèi)的床層厚度(包括人工床層)是指篩板到溢流堰的高度。適宜的跳汰床層厚度由采用的跳汰機類型、給料中欲分開組分的密度差和給料粒度等因素決定。用隔膜跳汰機處理中等粒度或細粒物料時,床層總厚度不應小于給料最大粒度的5~10倍,一般在120~300mm。處理粗粒物料時,床層厚度可達500mm。另外,給料中欲分開組分的密度差大時,床層可適當薄些,以增加分層速度,提高設備的生產(chǎn)能力;欲分開組分的密度差小時,床層可厚些,以提高高密度產(chǎn)物的質(zhì)量。但床層越厚,設備的生產(chǎn)能力越低。
人工床層是控制透篩排料速度和排出的高密度產(chǎn)物質(zhì)量的主要手段。生產(chǎn)中要求人工床層一定要保持在床層的底層,為此用作人工床層的物料,其粒度應為篩孔尺寸的2~3倍,并比入選物料的最大粒度大3~6倍;其密度以接近或略大于高密度產(chǎn)物的為宜。生產(chǎn)中常采用給料中的高密度粗顆粒作為人工床層。分選細粒物料時,人工床層的鋪設厚度一般為10~50mm,分選稍粗一些的物料時可達100mm。人工床層的密度越高、粒度越小、鋪設厚度越大,高密度產(chǎn)物的產(chǎn)率就越小,回收率也就越低,但密度卻越高。
(4)篩板落差 相鄰兩個跳汰室篩板的高差稱為篩板落差,它有助于推動物料向排料端運動。一般來說,處理粗粒物料或欲分開組分的密度差較大的物料時,落差應大些;處理細粒物料或難選物料時,落差應小些。旁動型隔膜跳汰機和梯形跳汰機的篩板落差通常為50mm,而粗粒跳汰機的篩板落差則可達100mm。
(5)給礦性質(zhì)和給礦量 跳汰機的處理能力與給礦性質(zhì)密切相關。當處理粗粒、易選礦石,且對高密度產(chǎn)物的質(zhì)量要求不高時,給礦量可大些;反之則應小些。同時,為了獲得較好的分選指標,給礦的粒度組成、密度組成和給礦濃度應盡可能保持穩(wěn)定,尤其是給礦量,更不要波動太大。跳汰機的處理能力隨給礦粒度、給礦中欲分開組分的密度差、作業(yè)要求和設備規(guī)格而有很大變化。