筛分
将颗粒群分成各种级别的作业
筛分是将粒子群按粒子的大小、比重、带电性以及磁性等粉体学性质进行分离的方法。用带孔的筛面把粒度大小不同的混合物料分成各种粒度级别的作业叫做筛分。
简介
利用筛子将粒度范围较宽的颗粒群按粒度(或体积)分成级别的作业，称为筛分。
通过筛孔的粒级称为筛下产物，留在筛上的称为筛上产物。粒级的表示法，例如小于25毫米而大于10毫米的粒级，常以一25+10毫米表示。有时亦用25～10毫米或25/10毫米表示。
作用
筛分一般适用于较粗的物料，即大于0.5或0.25毫米的物料。较细的(小于2毫米)则采用分级，分级是根据物料在介质(水或空气)中沉降速度的不同而分成不同的粒级的作业。
筛分时粒群主要按其粒度或体积分开，比重和形状的影响较小；但分级时，比重及形状超显著的影响。
影响因素
筛分设备
筛分设备广泛地应用于许多工业部门。因此，筛分机的种类繁多，至今尚无统一的分类标准。选煤厂使用的筛分机械主要有以下几种类型：
1．固定筛
固定筛是最简单的筛分设备，筛面由许多平行排列的筛条组成，筛面固定不动。筛面可水平安装或倾斜安装，依靠物料自重沿筛面下滑而筛分，虽然单位面积处能力和筛分效率低，但是，由于构造简单、不耗用动力、没有运动部件、设备费用低和维修方便，所以在选煤厂广泛应用。
固定筛有棒条筛和条缝筛之分。棒条筛筛面由平行的棒条组成，筛孔(棒条间隙宽度)一般大于或等于25mm，用于大块分级；条缝筛由梯形断面筛条排列而成，筛孔(筛条间隙宽度)一般为0.25～1mm，一般用于物料的初步脱水。
运动时的离心办实现分级和脱水。弧形筛一般用于预先脱水、脱泥和脱介，旋流筛可用于初步脱水和预先脱泥。
2．滚轴筛
滚轴筛是一种活动的棒筛。筛面由许多根辊轴平行排列而成，辊轴由链条传动装置带动同向旋转。筛面倾角为12°—15°。物料随转动的辊轴带动前进，细粒透过辊轴间隙漏下，粗粒被运到尾端排出。
滚轴筛结构坚固、工作可靠、运转平稳，但构造复杂、笨重、处理能力和筛分效率均低，适用于露天矿井原煤的预先筛分，也用于露天矿重介选矸车间脱介。
3．滚筒筛
滚筒筛筛面为带孔的圆柱形简体或截头圆锥形简体。在传动装置带动下，筛筒绕轴缓慢回转，为使物料在筒内沿轴线方向前进，圆柱形筛筒的轴线应倾斜3°～5°。安装，截头圆锥形筛筒因本身已有坡度，所以其轴线可水平安装。
物料由筛筒的一端给入，被旋转的简体带起，当达一定高度后，因受重力作用，自行落下。如此不断起落运动，使小于筛孔尺寸的颗粒透筛，而筛上物则逐渐移至筛简的另一端排出。
滚筒筛因单位面积处理能力低、筛孔易堵塞、筛分效率低，所以，目前只有少数选煤厂在粗、中粒物料的筛分和脱水中使用。
4．摇动筛
摇动筛的工作部件是一个带有平面筛面的矩形筛箱。筛箱由铰接杆或弹性杆支承(或吊拄)在机架上，通过偏心传动装置j带动作往复摆动。为使物料沿筛面向前运动，筛面多为倾斜安装。在筛箱往复摆动的作用下，物料在筛面上不断地跳起和落下，并逐渐向低端移动，在运动过程中完成物料的分级。
摇动筛的优点是筛箱摇动的幅度（浊程）不因给料量的多少而变化。缺点是筛分效率和处理能力较低。因此，新设计的选煤厂已不采用。在老的选煤厂中，摇动筛主要用于末精煤及粗煤泥的脱水。
5．振动筛
振动筛是目前许多工业部门最广泛应用的筛分机。振动筛和摇动筛一样具有带平面筛面的矩形筛箱，但筛箱用弹性元件支承(或吊挂)在机架上并用激振器进行激振，因而它是一个弹性振动系统，其振幅受给料及其它动力学因素的影响，可以改变。振动筛的振动频率高、振幅小、物料在筛面上作跳跃运动，因而处理能力和筛分效率都较高。振动筛适用于各粒级物料的分级和中、细粒级煤的脱水、脱泥和脱介。
6．其它新型筛分机
随着生产的发展和科学技术的进步，近年来国内外又出现了许多新型筛分机。在选煤厂使用的主要有：振动概率筛、旋转概率筛、等厚筛、概率等厚筛、弛张筛、立式圆筒离心筛、螺旋筛及变幅筛等。在这些筛分机中，除了振动概率筛，等厚筛和概率等厚筛，从运动特征上看是属于振动筛的新机种外，所有筛分机都具有新的结构和工作原理。是煤炭深度筛分的重要设备。
分类
筛分作业在矿冶工业、建筑材料工业及化学工业中，得到广泛的应用。根据筛分在工艺过程中所完成的任务不同，筛分作业可分为五类：
预先筛分是指矿石进入破碎机前进行的筛分，用筛子从矿石中分出对于该破碎机而言已经是合格的部分，如粗碎机前安装的格条筛、筛分，其筛下产品。这样就可以减少进入破碎机的矿石量，可提高破碎机的产量。
检查筛分是指矿石经过破碎之后进行的筛分，其目的是保证最终的碎矿产品符合磨矿作业的粒度要求，使不合格的碎矿产品返回破碎作业中，如中、细碎破碎机前的筛分，既起到预先筛分，又起到检查筛分的作用。所以检查筛分可以改善破碎设备的利用情况，相似于分级机和磨矿机构成闭路循环工作，以提高磨矿效率。
（3）准备筛分 其目的是为下一作业做准备。如重选厂在跳汰前要把物料进行筛分分级，把粗、中、细不同的产物进行分级跳汰。
（4）选择筛分 如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大，则可以筛分分级得到质量不同的粒级，把低质量的粒级筛除，从而相应提高了物料的品位，有时又把这种筛分叫筛选。
（5）脱水筛分 筛分的目的是脱除物料的水分，一般在洗煤厂比较常见。
此外，物料含水泥较高时，也用筛分进行脱泥。
筛分试验
工程材料筛分试验
粗集料及集料混合料的筛分试验
(T 0302-2005)
一、目的与适用范围
1、测定粗集料(碎石、砾石、矿渣等)的颗粒组成
2、本方法也适用于同时含有粗集料、细集料、矿粉的集料混合料筛分试验，如未筛碎石、级配碎石、天然砂砾、级配砂砾、无机结合料稳定基层材料、沥青拌和楼的冷料混合料、热料仓材料、沥青混合料经溶剂抽提后的矿料等。
二、仪具与材料
1、试验筛：根据需要选用规定的标准筛。
2、摇筛机。
3、天平或台秤：感量不大于试样质量的0.1%。
4、其它：盘子、铲子、毛刷等。
三、试验准备
按规定将来料用分料器或四分法缩分至要求的试样所需量，风干后备用。根据需要可按要求的集料最大粒径的筛孔尺寸过筛，除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分。
四、粗集料干筛法试验步骤
1、取试样一份置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m0)，准确至0.1%。
2、用搪瓷盘作筛分容器，按筛孔大小排列顺序逐个将集料过筛。人工筛分时，需使集料在筛面上同时有水平方向及上下方向的不停顿的运动，使小于筛孔的集料通过筛孔，直至1min内通过筛孔的质量小于筛上残余量的0.1%为止；当采用摇筛机筛分时，应在摇筛机筛分后再逐个由人工补筛。将筛出通过的颗粒并人下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛，顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。应确认1min内通过筛孔的质量确实小于筛上残余量的0.1%。
注：由于0.075mm筛干筛几乎不能把沾在粗集料表面的小于0.075mm部分的石粉筛过去，而且对水泥混凝土用粗集料而言，0.075mm通过率的意义不大，所以也可以不筛，且把通过0.15mm筛的筛下部分全部作为0.075mm的分计筛余，将粗集料的O.075mm通过率假设为0。
3、如果某个筛上的集料过多，影响筛分作业时，可以分两次筛分，当筛余颗粒的粒径大于19mm时，筛分过程中允许用手指轻轻拨动颗粒，但不得逐颗筛过筛孔。
4、称取每个筛上的筛余量，准确至总质量的0.1%。各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m0相比，相差不得超过m0的0.5%。
五、粗集料水洗法试验步骤
1、取一份试样，将试样置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m3)，准确至0.1%。
2、将试样置一洁净容器中，加入足够数量的洁净水，将集料全部淹没，但不得使用任何洗涤剂、分散剂或表面活性剂。
3、用搅棒充分搅动集料，使集料表面洗涤干净，使细粉悬浮在水中，但不得破碎集料或有集料从水中溅出。
4、根据集料粒径大小选择组成一组套筛，其底部为0.075mm标准筛，上部为2.36mm或4.75mm筛。仔细将容器中混有细粉的悬浮液倒出，经过套筛流入另一容器中，尽量不将粗集料倒出，以免损坏标准筛筛面。
注：无需将容器中的全部集料都倒出，只倒出悬浮液。且不可直接倒至0.075mm筛上，以免集料掉出损坏筛面。
5、重复以上2～4步骤，直至倒出的水洁净为止，必要时可采用水流缓慢冲洗。
6、将套筛每个筛子上的集料及容器中的集料全部回收在一个搪瓷盘中，容器上不得有沾附的集料颗粒。
7、在确保细粉不散失的前提下，小心泌去搪瓷盘中的积水，将搪瓷盘连同集料一起置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m4)，准确至0.1%。以m3与m4之差作为0.075mm的筛下部分。
8、将回收的干燥集料按干筛方法筛分出0.075mm筛以上各筛的筛余量，此时0.075mm筛下部分应为0，如果尚能筛出，则应将其并入水洗得到的0.075mm的筛下部分，且表示水洗得不干净。
六、计算
1、干筛法筛分结果的计算
(1) 计算各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m0之差，作为筛分时的损耗，并计算损耗率，记入表2之第(1)栏，若损耗率大于0.3%，应重新进行试验。
m5=m0-(∑mi+m底) (1)
式中：m5——由于筛分造成的损耗(g)；
m0——用于干筛的干燥集料总质量(g)；
mi——各号筛上的分计筛余(g)；
i——依次为0.075mm、0.15mm……至集料最大粒径的排序；
m底——筛底(0.075mm以下部分)集料总质量(g)。
(2)干筛分计筛余百分率
干筛后各号筛上的分计筛余百分率计算后记入表2之第(2)栏，精确至0.1%。
(3)干筛累计筛余百分率
各号筛的累计筛余百分率为该号筛以上各号筛的分计筛余百分率之和，记入表2之第(3)栏，精确至0.1%。
(4)干筛各号筛的质量通过百分率
各号筛的质量通过百分率Pi等于100减去该号筛累计筛余百分率，记入表2之第(4)栏，精确至0.1%。
(5)由筛底存量除以扣除损耗后的干燥集料总质量计算0.075㎜筛的通过率。
(6)试验结果以两次试验的平均值表示，记入表2第(5)栏，精确至0.1%。当两次试验结果差值超过1%时，试验应重新进行。
粗集料干筛分记录 表2
2、水筛法筛分结果的计算
(1)计算粗集料中0.075mm筛下部分质量，记入表3中，精确至0.1%。当两次试验结果差值超过1%时，试验应重新进行。
(2)计算各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m4之差，作为筛分时的损耗，并计算损耗率记入表3之第(1)栏，若损耗率大于0.3%，应重新进行试验。
m5 = m3-(∑mi+m0.075) (5)
式中：m5——由于筛分造成的损耗(g)；
m3——用于水筛筛分的干燥集料总质量(g)；
mi——各号筛上的分计筛余(g)；
i——依次为0.075mm、0.15mm……至集料最大粒径的排序；
m0.075——水洗后得到的0.075mm以下部分质量(g)，即(m3一m4)。
(3)计算其它各筛的分计筛余百分率、累计筛余百分率、质量通过百分率，计算方法与干筛法相同。当干筛时筛分有损耗时，应按干筛法的方法从总质量中扣除损耗部分(见报告示例).将计算结果分别记入表3第(2)、(3)、(4)栏。
(4)试验结果以两次试验的平均值表示，记入表3第(5)栏。
粗集料水筛法筛分记录 表3
注：如筛底m底的值不是0，应将其并入m0.075中重新计算P0.075。
七、报告
1、 筛分结果以各筛孔的质量通过百分率表示，宜记录为表2或表3的格式。
2、对用于沥青混合料、基层材料配合比设计用的集料，宜绘制集料筛分曲线，其横坐标为筛孔尺寸的0.45次方(见表4)，纵坐标为普通坐标。
级配曲线的横坐标(按X=di计算) 表4
3、同一种集料至少取两个试样平行试验两次，取平均值作为每号筛上筛余量的试验结果，报告集料级配组成通过百分率及级配曲线。
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