篩分:分離物質的方法-中文百科頻道

簡介

利用篩子将粒度範圍較寬的顆粒群按粒度(或體積)分成級别的作業，稱為篩分。

通過篩孔的粒級稱為篩下産物，留在篩上的稱為篩上産物。粒級的表示法，例如小于25毫米而大于10毫米的粒級，常以一25+10毫米表示。有時亦用25～10毫米或25/10毫米表示。

作用

用篩孔尺寸不同的篩子将固體物料按所要求的顆粒大小分開的操作。常與粉碎相配合，使粉碎後的物料的顆粒大小可以近于相等，以保證合乎一定的要求或避免過分的粉碎。

篩分一般适用于較粗的物料，即大于0.5或0.25毫米的物料。較細的(小于2毫米)則采用分級，分級是根據物料在介質(水或空氣)中沉降速度的不同而分成不同的粒級的作業。

篩分時粒群主要按其粒度或體積分開，比重和形狀的影響較小；但分級時，比重及形狀超顯著的影響。

影響因素

歸納如下：①粒徑範圍适宜，物料的粒度越接近于分界直徑時越不易分離；②物料中含濕量增加，黏性增加，易成團或堵塞篩孔；③粒子的形狀、密度小、物料不易過篩；④篩分裝置的參數。

設備

篩分設備廣泛地應用于許多工業部門。因此，篩分機的種類繁多，至今尚無統一的分類标準。選煤廠使用的篩分機械主要有以下幾種類型：

1．固定篩

固定篩是最簡單的篩分設備，篩面由許多平行排列的篩條組成，篩面固定不動。篩面可水平安裝或傾斜安裝，依靠物料自重沿篩面下滑而篩分，雖然單位面積處能力和篩分效率低，但是，由于構造簡單、不耗用動力、沒有運動部件、設備費用低和維修方便，所以在選煤廠廣泛應用。

固定篩有棒條篩和條縫篩之分。棒條篩篩面由平行的棒條組成，篩孔(棒條間隙寬度)一般大于或等于25mm，用于大塊分級；條縫篩由梯形斷面篩條排列而成，篩孔(篩條間隙寬度)一般為0.25～1mm，一般用于物料的初步脫水。

固定的弧形篩和旋流篩屬新型的固定篩。弧形篩篩面沿縱向(物料運動方向)呈圓弧形，篩條橫向排列；旋流篩篩面由篩條排列成倒置的截頭圓錐形。兩者皆利用煤漿沿篩面運動時的離心辦實現分級和脫水。弧形篩一般用于預先脫水、脫泥和脫介，旋流篩可用于初步脫水和預先脫泥。

2．滾軸篩

滾軸篩是一種活動的棒篩。篩面由許多根輥軸平行排列而成，輥軸由鍊條傳動裝置帶動同向旋轉。篩面傾角為12°—15°。物料随轉動的輥軸帶動前進，細粒透過輥軸間隙漏下，粗粒被運到尾端排出。

滾軸篩結構堅固、工作可靠、運轉平穩，但構造複雜、笨重、處理能力和篩分效率均低，适用于露天礦井原煤的預先篩分，也用于露天礦重介選矸車間脫介。

3．滾筒篩

滾筒篩篩面為帶孔的圓柱形簡體或截頭圓錐形簡體。在傳動裝置帶動下，篩筒繞軸緩慢回轉，為使物料在筒内沿軸線方向前進，圓柱形篩筒的軸線應傾斜3°～5°。安裝，截頭圓錐形篩筒因本身已有坡度，所以其軸線可水平安裝。

物料由篩筒的一端給入，被旋轉的簡體帶起，當達一定高度後，因受重力作用，自行落下。如此不斷起落運動，使小于篩孔尺寸的顆粒透篩，而篩上物則逐漸移至篩簡的另一端排出。

滾筒篩因單位面積處理能力低、篩孔易堵塞、篩分效率低，所以，目前隻有少數選煤廠在粗、中粒物料的篩分和脫水中使用。

4．搖動篩

搖動篩的工作部件是一個帶有平面篩面的矩形篩箱。篩箱由鉸接杆或彈性杆支承(或吊拄)在機架上，通過偏心傳動裝置j帶動作往複擺動。為使物料沿篩面向前運動，篩面多為傾斜安裝。在篩箱往複擺動的作用下，物料在篩面上不斷地跳起和落下，并逐漸向低端移動，在運動過程中完成物料的分級。

搖動篩的優點是篩箱搖動的幅度（濁程）不因給料量的多少而變化。缺點是篩分效率和處理能力較低。因此，新設計的選煤廠已不采用。在老的選煤廠中，搖動篩主要用于末精煤及粗煤泥的脫水。

5．振動篩

振動篩是目前許多工業部門最廣泛應用的篩分機。振動篩和搖動篩一樣具有帶平面篩面的矩形篩箱，但篩箱用彈性元件支承(或吊挂)在機架上并用激振器進行激振，因而它是一個彈性振動系統，其振幅受給料及其它動力學因素的影響，可以改變。振動篩的振動頻率高、振幅小、物料在篩面上作跳躍運動，因而處理能力和篩分效率都較高。振動篩适用于各粒級物料的分級和中、細粒級煤的脫水、脫泥和脫介。

6．其它新型篩分機

随着生産的發展和科學技術的進步，近年來又出現了許多新型篩分機。在選煤廠使用的主要有：振動概率篩、旋轉概率篩、等厚篩、概率等厚篩、弛張篩、立式圓筒離心篩、螺旋篩及變幅篩等。在這些篩分機中，除了振動概率篩，等厚篩和概率等厚篩，從運動特征上看是屬于振動篩的新機種外，所有篩分機都具有新的結構和工作原理。是煤炭深度篩分的重要設備。

分類

篩分作業在礦冶工業、建築材料工業及化學工業中，得到廣泛的應用。根據篩分在工藝過程中所完成的任務不同，篩分作業可分為五類：

（1）獨立分篩其目的是得到适合于用戶要求的最終産品。例如，在黑色冶金工業中，常把含鐵較高的富鐵礦篩分成不同的粒級，合格的大塊鐵礦石進入高爐冶煉，粉礦則經團礦或燒結制塊入爐。

（2）輔助篩分這種篩分主要用在選礦廠的破碎作業中，對破碎作業起輔助作用。一般又有預先篩分和檢查篩分之别。

預先篩分是指礦石進入破碎機前進行的篩分，用篩子從礦石中分出對于該破碎機而言已經是合格的部分，如粗碎機前安裝的格條篩、篩分，其篩下産品。這樣就可以減少進入破碎機的礦石量，可提高破碎機的産量。

檢查篩分是指礦石經過破碎之後進行的篩分，其目的是保證最終的碎礦産品符合磨礦作業的粒度要求，使不合格的碎礦産品返回破碎作業中，如中、細碎破碎機前的篩分，既起到預先篩分，又起到檢查篩分的作用。所以檢查篩分可以改善破碎設備的利用情況，相似于分級機和磨礦機構成閉路循環工作，以提高磨礦效率。

（3）準備篩分其目的是為下一作業做準備。如重選廠在跳汰前要把物料進行篩分分級，把粗、中、細不同的産物進行分級跳汰。

（4）選擇篩分如果物料中有用成分在各個粒級的分布差别很大，則可以篩分分級得到質量不同的粒級，把低質量的粒級篩除，從而相應提高了物料的品位，有時又把這種篩分叫篩選。

（5）脫水篩分篩分的目的是脫除物料的水分，一般在洗煤廠比較常見。

此外，物料含水泥較高時，也用篩分進行脫泥。

實驗

工程材料篩分試驗

粗集料及集料混合料的篩分試驗

一、目的與适用範圍

1、測定粗集料（碎石、礫石、礦渣等）的顆粒組成。

對水泥混凝土用粗集料可采用幹篩法篩分，對瀝青混合料及基層用粗集料必須采用水洗法試驗。

2、本方法也适用于同時含有粗集料、細集料、礦粉的集料混合料篩分試驗，如未篩碎石、級配碎石、天然砂礫、級配砂礫、無機結合料穩定基層材料、瀝青拌和樓的冷料混合料、熱料倉材料、瀝青混合料經溶劑抽提後的礦料等。

二、儀具與材料

1、試驗篩：根據需要選用規定的标準篩。

2、搖篩機。

3、天平或台秤：感量不大于試樣質量的0.1%。

4、其它：盤子、鏟子、毛刷等。

三、試驗準備

按規定将來料用分料器或四分法縮分至要求的試樣所需量，風幹後備用。根據需要可按要求的集料最大粒徑的篩孔尺寸過篩，除去超粒徑部分顆粒後，再進行篩分。

四、粗集料幹篩法試驗步驟

1、取試樣一份置105℃±5℃烘箱中烘幹至恒重，稱取幹燥集料試樣的總質量，準确至0.1%。

2、用搪瓷盤作篩分容器，按篩孔大小排列順序逐個将集料過篩。人工篩分時，需使集料在篩面上同時有水平方向及上下方向的不停頓的運動，使小于篩孔的集料通過篩孔，直至1min内通過篩孔的質量小于篩上殘餘量的0.1%為止；當采用搖篩機篩分時，應在搖篩機篩分後再逐個由人工補篩。将篩出通過的顆粒并人下一号篩，和下一号篩中的試樣一起過篩，順序進行，直至各号篩全部篩完為止。應确認1min内通過篩孔的質量确實小于篩上殘餘量的0.1%。

注：由于0.075mm篩幹篩幾乎不能把沾在粗集料表面的小于0.075mm部分的石粉篩過去，而且對水泥混凝土用粗集料而言，0.075mm通過率的意義不大，所以也可以不篩，且把通過0.15mm篩的篩下部分全部作為0.075mm的分計篩餘，将粗集料的O.075mm通過率假設為0。

3、如果某個篩上的集料過多，影響篩分作業時，可以分兩次篩分，當篩餘顆粒的粒徑大于19mm時，篩分過程中允許用手指輕輕撥動顆粒，但不得逐顆篩過篩孔。

4、稱取每個篩上的篩餘量，準确至總質量的0.1%。各篩分計篩餘量及篩底存量的總和與篩分前試樣的幹燥總質量m0相比，相差不得超過m0的0.5%。

五、粗集料水洗法試驗步驟

1、取一份試樣，将試樣置105℃±5℃烘箱中烘幹至恒重，稱取幹燥集料試樣的總質量，準确至0.1%。

2、将試樣置一潔淨容器中，加入足夠數量的潔淨水，将集料全部淹沒，但不得使用任何洗滌劑、分散劑或表面活性劑。

3、用攪棒充分攪動集料，使集料表面洗滌幹淨，使細粉懸浮在水中，但不得破碎集料或有集料從水中濺出。

4、根據集料粒徑大小選擇組成一組套篩，其底部為0.075mm标準篩，上部為2.36mm或4.75mm篩。仔細将容器中混有細粉的懸浮液倒出，經過套篩流入另一容器中，盡量不将粗集料倒出，以免損壞标準篩篩面。

注：無需将容器中的全部集料都倒出，隻倒出懸浮液。且不可直接倒至0.075mm篩上，以免集料掉出損壞篩面。

5、重複以上2～4步驟，直至倒出的水潔淨為止，必要時可采用水流緩慢沖洗。

6、将套篩每個篩子上的集料及容器中的集料全部回收在一個搪瓷盤中，容器上不得有沾附的集料顆粒。

7、在确保細粉不散失的前提下，小心泌去搪瓷盤中的積水，将搪瓷盤連同集料一起置105℃±5℃烘箱中烘幹至恒重，稱取幹燥集料試樣的總質量(m4)，準确至0.1%。以m3與m4之差作為0.075mm的篩下部分。