跳汰选矿安徽理工.ppt

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1、材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组第五章第五章 跳汰选矿跳汰选矿5.1 5.1 概述概述1 1 什么是跳汰选矿什么是跳汰选矿 跳汰选矿跳汰选矿 矿物颗粒混合物在垂直脉动介质矿物颗粒混合物在垂直脉动介质流作用下，按密度差异进行分层和分离心过程，称流作用下，按密度差异进行分层和分离心过程，称跳汰。跳汰。水力、风力跳汰水力、风力跳汰 床层床层物料给入跳汰机筛板上，形成的一定厚物料给入跳汰机筛板上，形成的一定厚度的物料层。度的物料层。2 2 物料的分层过程物料的分层过程 在脉动水流的作用下，物料得以按密度分层。在脉动水流的作用下，物料得以按密度分层。在水流的上升期间，床层被抬起松散开

2、，重矿在水流的上升期间，床层被抬起松散开，重矿材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组物趋向底层转移，及至水流转而向下运动时，床层物趋向底层转移，及至水流转而向下运动时，床层的松散度减少，开始是粗颗粒的运动变困难，以后的松散度减少，开始是粗颗粒的运动变困难，以后床层愈来愈紧密，只有细小的矿物颗床层愈来愈紧密，只有细小的矿物颗 粒可以穿过粒可以穿过间隙向下运动，称钻隙运动。下降水流停止，分层间隙向下运动，称钻隙运动。下降水流停止，分层亦暂停止。直到第二周期开始，又继续进行这样的亦暂停止。直到第二周期开始，又继续进行这样的分层运动，如此循环。分层运动，如此循环。最后密度大的矿粒集中到了

3、底层，密度小的矿粒最后密度大的矿粒集中到了底层，密度小的矿粒进入到上层，完成了按密度分层，密度小的矿粒进进入到上层，完成了按密度分层，密度小的矿粒进入到上层，完成了按密度分层，这一过程如图示，入到上层，完成了按密度分层，这一过程如图示，用特殊的排料装置分别接出后，即可得到不同密度用特殊的排料装置分别接出后，即可得到不同密度的矿物。图的矿物。图2-5-12-5-1一周期松散与分层过程。一周期松散与分层过程。分层的内因：矿粒自身的性质；分层的内因：矿粒自身的性质；分层的外因：交变水流。分层的外因：交变水流。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加

4、工工程教研组3 3、跳汰机内水流、跳汰机内水流水平流：对矿粒分层有一定影响，但主要起润、运水平流：对矿粒分层有一定影响，但主要起润、运输物料作用。输物料作用。垂直脉动水：决定跳汰分层。垂直脉动水：决定跳汰分层。跳汰周期跳汰周期脉动水每完成一次周期性变化所用时脉动水每完成一次周期性变化所用时间间T T。跳汰周期特性曲线跳汰周期特性曲线一周期内，水速随时间变化一周期内，水速随时间变化关系曲线。关系曲线。周期特性基本形式：周期特性基本形式：1 1）只有间断上升流；旋转阀门。）只有间断上升流；旋转阀门。2 2）只有间断下降流；动筛。）只有间断下降流；动筛。3 3）交流水流：活塞、隔膜、压缩空气。）交流

5、水流：活塞、隔膜、压缩空气。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组5.1.2 5.1.2 跳汰选矿发展各简况跳汰选矿发展各简况 手动动筛手动动筛 活塞式跳汰机活塞式跳汰机 鲍姆跳汰机鲍姆跳汰机 跳汰理论发展跳汰理论发展5.1.3 5.1.3 跳汰在重力选矿中的地位跳汰在重力选矿中的地位 跳汰选矿具有工艺系统简单、操作维修方便，跳汰选矿具有工艺系统简单、操作维修方便，处理量大和投资少且有足够分选精度等优点。因处理量大和投资少且有足够分选精度等优点。因而在煤的可选性适宜时，被优先采用。而在煤的可选性适宜时，被优先采用。煤炭分选，跳汰

6、选煤的比重很大，全世界有煤炭分选，跳汰选煤的比重很大，全世界有50%50%的洗选煤炭是跳汰选，我国和德国占的洗选煤炭是跳汰选，我国和德国占60%60%左右，远左右，远超过其它选煤方法。超过其它选煤方法。跳汰选粒度级别宽，分级、不分级。跳汰选粒度级别宽，分级、不分级。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组跳汰机适应性强，除极难选煤外，均可采用跳汰法。跳汰机适应性强，除极难选煤外，均可采用跳汰法。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组5.2 5.2 跳汰选矿原理跳汰选矿原理 1 1 位能分层观点位能分层观点 这一观点是迈耶尔（这一观点是迈耶尔（Mayer,1947May

7、er,1947）提出的，它）提出的，它是从群粒角度分析跳汰分层过程机理的各学说中是从群粒角度分析跳汰分层过程机理的各学说中具有代表性的学说。具有代表性的学说。从自然界中各种物理的和化学的变化过程中，从自然界中各种物理的和化学的变化过程中，热力学第二定律认为：热力学第二定律认为：任何体系都倾向于自由能降低。也就是说，一任何体系都倾向于自由能降低。也就是说，一种过程如果在变化前到变化后，伴随着能量降低，种过程如果在变化前到变化后，伴随着能量降低，那么这个过程必将自发地进行。那么这个过程必将自发地进行。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 迈耶尔：将床层视为一个整体，提出床层分层迈耶

8、尔：将床层视为一个整体，提出床层分层前所具有的位能，高于分层后所具有的位能。因前所具有的位能，高于分层后所具有的位能。因此，只要给床层创造一个适当的松散条件，重物此，只要给床层创造一个适当的松散条件，重物料就必然自发地进入床层的下层。料就必然自发地进入床层的下层。分层是通过性质不同颗粒在床层中重新分布而分层是通过性质不同颗粒在床层中重新分布而达到床层内部位能降低的过程。而床层位能降低达到床层内部位能降低的过程。而床层位能降低的速度就是床层的分层速度。的速度就是床层的分层速度。悬浮体进行的分层，下层集中着粗粒和重粒，悬浮体进行的分层，下层集中着粗粒和重粒，上层集中着粗粒和细粒，位能的主要部分都转

9、化上层集中着粗粒和细粒，位能的主要部分都转化为克服颗粒之间的各种阻力的功。为克服颗粒之间的各种阻力的功。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 以图以图2-5-2 2-5-2 示来分析跳汰过程的能量传递与转换。示来分析跳汰过程的能量传递与转换。某一系统在一开始是混合均匀的，其重心位于某一系统在一开始是混合均匀的，其重心位于H/2H/2处，它的位能处，它的位能E E1 1为：为：材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 E E1 1=（h h1 1+h+h2 2)(m)(m1 1+m+m2 2)/2)/2式中式中 h h1 1、h h2 2 分别为轻、重物料的厚度；分别

10、为轻、重物料的厚度；m m1 1、m m2 2 分别是轻、重物料的重量。分别是轻、重物料的重量。当当经经过过足足够够长长的的跳跳汰汰时时间间后后，假假定定床床层层完完全全分分层层，即即重重产产物物全全部部在在下下层层，轻轻产产物物全全部部在在上上层层，此时床层位能降低到此时床层位能降低到 E E2 2=h=h2 2m m2 2/2+(h/2+(h2 2+h+h1 1/2)m/2)m1 1 分层前后能量的变化为分层前后能量的变化为 E=EE=E1 1-E-E2 2=(m=(m2 2h h1 1-m-m1 1h h2 2)/2)/2 =h =h1 1h h2 2A(A(2 2 2 2-1 1 1

11、1)/2)/2材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 由于在分层过程中，床层内轻重物料各自的数量不以生变化，式中的hlhh/2及A为定值，而当分层过程是可以发生时，则E必定为正值。因此有 22 11 散密度高的处于最底层。粒群的散密度是物料的密度与粒群在自然堆积状态时和固体容积浓度的乘积，而容积浓度又是矿粒形状及粒群粒度组成的函数；粒度相同而密度不同的两种矿粒，在自然堆积时，其容积浓度是相同的；材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 分层结果必然是高密度矿粒位于下层，低密度分层结果必然是高密度矿粒位于下层，低密度矿粒位于上层。若密度相同而粒度不同的两种矿矿粒位于上层

12、。若密度相同而粒度不同的两种矿粒，在自然堆积时，大粒度者的固体容积浓度高，粒，在自然堆积时，大粒度者的固体容积浓度高，分层结果必然是粒度大的位于下层，粒度小的位分层结果必然是粒度大的位于下层，粒度小的位于上层。于上层。5.2.2 5.2.2 分层过程的动力学学说分层过程的动力学学说 从个别颗粒的运动差异中探讨分层原因的学说从个别颗粒的运动差异中探讨分层原因的学说提出最早，先后有：按颗粒的自由沉降速度差分提出最早，先后有：按颗粒的自由沉降速度差分层学说，按颗粒的干涉沉降速度差分层学说，按层学说，按颗粒的干涉沉降速度差分层学说，按颗粒的初加速度差分层学说及按干涉沉降一吸吸颗粒的初加速度差分层学说及

13、按干涉沉降一吸吸作用分层学说等。作用分层学说等。以上均不够全面。以上均不够全面。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 维诺格拉道夫维诺格拉道夫(1952(1952年年)以数学形式，将各项因以数学形式，将各项因素加以概括列出力学微分方程式，算是总其大成。素加以概括列出力学微分方程式，算是总其大成。在垂直交变流中，床层中的颗粒所受到的作用在垂直交变流中，床层中的颗粒所受到的作用力有力有:颗粒在介质中的重力、介质阻力、介质被带颗粒在介质中的重力、介质阻力、介质被带动作加速运动的附加惯性阻力、介质本身作加速动作加速运动的附加惯性阻力、介质本身作加速运动的附加推力及床层中其他颗粒对运动颗

14、粒的运动的附加推力及床层中其他颗粒对运动颗粒的摩擦碰撞机械阻力等。摩擦碰撞机械阻力等。l l、床层中的矿粒在垂直交变流中的受力分析、床层中的矿粒在垂直交变流中的受力分析 假定取作用在颗粒上的力，其作用方向以向下假定取作用在颗粒上的力，其作用方向以向下为正、向上为负。为正、向上为负。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组1)1)矿粒在介质中重力矿粒在介质中重力G G0 02 2）矿粒与水间相对运动）矿粒与水间相对运动v vc c引起的介质阻力引起的介质阻力R R1 1方向向上，取方向向上，取“”3 3）介质流对矿粒的附加推力）介质流对矿粒的附加推力F F1 1材料学院矿物加工工程教

15、研组材料学院矿物加工工程教研组4)4)附加惯性阻力附加惯性阻力R Rg g j j附加质量系数球形颗粒，附加质量系数球形颗粒，j=0.5j=0.5R Rg g与相对加速度方向相反。介质流中，与相对加速度方向相反。介质流中，R Rg g 为负为负5)5)机械阻力机械阻力R Rj j 因其复杂，难以数学表示因其复杂，难以数学表示2 2 矿粒在垂直交变介质流中运动微分方程式矿粒在垂直交变介质流中运动微分方程式 当不考虑机械阻力时当不考虑机械阻力时材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组5.2.3 5.2.3 跳汰过程中垂直交变水流的运动

16、特性跳汰过程中垂直交变水流的运动特性一一 跳汰机内垂直交变水流的运动特性跳汰机内垂直交变水流的运动特性 以活塞跳汰机为例，讨论水流特性以活塞跳汰机为例，讨论水流特性材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组1 1 活塞上、下运动的速度活塞上、下运动的速度 v=v=rsinrsin t t 当当 t=0t=0 时，时，v vminmin=0=0；t=t=/2,3/2,3/2/2时时v vmaxmax=r=0.15nr r=0.15nr。2 2 活塞运动的加速度活塞运动的加速度 a=dv/dt=a=dv/dt=2 2rcosrcos t t3 3 活塞行程活塞行程 h=h=0 0t tv

17、dt=r(1-cosvdt=r(1-cos t)t)4 4 跳汰室运动参数跳汰室运动参数 考虑跳汰室面积与活塞室面积不同，活塞与壁考虑跳汰室面积与活塞室面积不同，活塞与壁间漏水。间漏水。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组速度、加速度及行程分别为：速度、加速度及行程分别为：u=A u=A1 1/A/A2 2 rsinrsin t t a=A a=A1 1/A/A2 2dv/dt=dv/dt=2 2rcosrcos t t h=h=0 0t tvdt=Avdt=A1 1/A/A2 2r(1-cosr(1-cos t)t)U Ud d为松散，筛下补加水。为松散，筛下补加水。如图如图

18、7-47-4所示。所示。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组二、水流运动特性对床层松散与分层作用二、水流运动特性对床层松散与分层作用（一）（一）t t1 1阶段：阶段：水流加速上升时期水流加速上升时期（上升初期）（上升初期）1 1、水流特点、水流特点 水流上升，速度由零到最大，加速度由最大减水流上升，速度由零到最大，加速度由最大减为零。为零。2 2、床层状态、床层状态 床层主要处于紧密状态，矿粒的运动分层受到床层主要处于紧密状态，矿粒的运动分层受到一定限制。一定限制。3 3、水流对分层的影响、水流对分层的影响 矿粒与介质间的相

19、对速度较大，对按密度分层矿粒与介质间的相对速度较大，对按密度分层不利。不利。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组4 4、水流运动的任务、作用、水流运动的任务、作用 较快地将床层举起，使其占据一定高度，为床层进较快地将床层举起，使其占据一定高度，为床层进一步的充分松散与分层，创造一个空间条件。一步的充分松散与分层，创造一个空间条件。（二）（二）t t2 2阶段：阶段：水流减速上升时期水流减速上升时期（上升末期）（上升末期）1 1、水流特点、水流特点 水流上升，速度由最大到零，加速度由零减为负最水流上升，速度由最大到零，加速度由零

20、减为负最大。大。2 2、床层状态、床层状态 床层逐渐达到最大松散状态。床层逐渐达到最大松散状态。3 3、水流对分层的影响、水流对分层的影响 矿粒与介质间的相对速度小，瞬时达零，然后，再矿粒与介质间的相对速度小，瞬时达零，然后，再增大，对按密度分层有利。增大，对按密度分层有利。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组4 4、水流运动的任务、作用、水流运动的任务、作用 使床层尽快扩展松散，并使松散状态持续一段时间，使床层尽快扩展松散，并使松散状态持续一段时间，为按密度分层提供足够的空间和时间。为按密度分层提供足够的空间和时间。上升水流宜开始短而速，尔后长而缓。上升水流宜开始短而速，尔后

21、长而缓。（三）（三）t t3 3阶段：阶段：水流加速下降时期水流加速下降时期（下降初期）（下降初期）1 1、水流特点、水流特点 水流下，速度由零到负最大，加速度亦向下。水流下，速度由零到负最大，加速度亦向下。2 2、床层状态、床层状态 床层逐渐趋于紧密。床层逐渐趋于紧密。高密度粗粒、密度小粒度细矿粒运动高密度粗粒、密度小粒度细矿粒运动3 3、水流对分层的影响、水流对分层的影响 矿粒与介质间的相对速度小，对按密度分层有利。矿粒与介质间的相对速度小，对按密度分层有利。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组吸啜作用：粒度小的颗粒，在逐渐收缩的床层间隙中继吸啜作用：粒度小的颗粒，在逐渐收

22、缩的床层间隙中继续向下运动。续向下运动。（四）（四）t t4 4阶段：阶段：水流减速下降时期水流减速下降时期（下降末期）（下降末期）1 1、水流特点、水流特点 水流下降，速度由负最大到零，加速度由零到最大。水流下降，速度由负最大到零，加速度由零到最大。2 2、床层状态、床层状态 床层处于紧密状态。床层处于紧密状态。3 3、水流对分层的影响、水流对分层的影响 分层基本停止，存在吸啜作用。分层基本停止，存在吸啜作用。下降期，使床层的松散时间尽可能延长让分层过程得下降期，使床层的松散时间尽可能延长让分层过程得以充分进行；分层完，下降流尽快停止。初长而缓，末以充分进行；分层完，下降流尽快停止。初长而缓

23、，末短而速。短而速。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组跳汰周期合理与否从三方面：跳汰周期合理与否从三方面：对床层尽快松散是否有利，对按密度分层作用对床层尽快松散是否有利，对按密度分层作用的效果如何，对吸啜作用的影响。的效果如何，对吸啜作用的影响。几个典型跳汰周期的分析几个典型跳汰周期的分析(1)(1)活塞跳汰机的对称跳汰周期特性曲线活塞跳汰机的对称跳汰周期特性曲线 水流速度和时间之间具有正弦曲线的关系水流速度和时间之间具有正弦曲线的关系 为了在上升初期能将床层举到必要的高度，则为了在上升初期能将床层举到必要的高度，则要求有较强的上升流速，但同时也造成了同样强要求有较强的上升流

24、速，但同时也造成了同样强烈的下降水流，致使床层过早紧密，缩短了有效烈的下降水流，致使床层过早紧密，缩短了有效材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组分选的时间，不但降低跳汰机处理能力，而且因分选的时间，不但降低跳汰机处理能力，而且因强烈的吸吸作用，导致许多低密度矿粒混入高密强烈的吸吸作用，导致许多低密度矿粒混入高密度产物中度产物中;由于上升水流作用时间比较长，粒度和由于上升水流作用时间比较长，粒度和形状对分层的不利影响也加大。形状对分层的不利影响也加大。(2)(2)上升水速大、作用时间长的跳汰周期特性曲线上升水速大、作用时间长的跳汰周期特性曲线 如图如图2-5-6(a)2-5-6(

25、a)所示的跳汰周期特性曲线。所示的跳汰周期特性曲线。该跳汰周期的不对称程度，取决于给人的筛下该跳汰周期的不对称程度，取决于给人的筛下水量。在此跳汰周期中，因获得较强的上升水流，水量。在此跳汰周期中，因获得较强的上升水流，对床层的松散有利，使跳汰机处理能力得以提高。对床层的松散有利，使跳汰机处理能力得以提高。但因上升水流作用时间较长，故不适于分选宽粒但因上升水流作用时间较长，故不适于分选宽粒级和不分级的物料。级和不分级的物料。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 在分选粗粒金属矿石时常采用此种跳汰在分选粗粒金属矿石时常采用此种

26、跳汰 周期。该周期。该跳汰周期也可用来分选经过初步分级的煤炭跳汰周期也可用来分选经过初步分级的煤炭(05(05一一13mm13mm粒级粒级)。(3)(3)上升水速大于下降水速但作用时间相等的跳汰周上升水速大于下降水速但作用时间相等的跳汰周期期 在正弦跳汰周期水流下降阶段，间断地给人筛下补在正弦跳汰周期水流下降阶段，间断地给人筛下补加水，可加水，可 得到如图得到如图2-5-6(b)2-5-6(b)所示的水流运动特性曲所示的水流运动特性曲线。线。这种跳汰周期的上升水流，相比图这种跳汰周期的上升水流，相比图2-5-6(a)2-5-6(a)的的 上上升水流，作用力减弱了升水流，作用力减弱了;其下降水流

27、在降低流速的同其下降水流在降低流速的同时，相对图时，相对图(a)(a)延长了作用时间，吸啜作用略有增强。延长了作用时间，吸啜作用略有增强。因此，在处理宽粒级的细粒物料时，比上述两种跳汰因此，在处理宽粒级的细粒物料时，比上述两种跳汰周期要好。周期要好。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 如我国钨、锡矿选矿厂处理细粒级物料的跳汰如我国钨、锡矿选矿厂处理细粒级物料的跳汰机曾使用过这种跳汰周期。机曾使用过这种跳汰周期。(4)(4)上升水速大但作用时间短的不对称跳汰周期上升水速大但作用时间短的不对称跳汰周期 如图如图2-5-6(c)2-5-6(c)所示的不对称跳汰周期。所示的不对称跳汰

28、周期。在进气期间，水流被压缩空气推动，急速上升。在进气期间，水流被压缩空气推动，急速上升。接着供气中断，有一短暂休止期，此时水流因惯接着供气中断，有一短暂休止期，此时水流因惯性只作较弱的运动。当压缩空气排出时，水流借性只作较弱的运动。当压缩空气排出时，水流借自重下降，于是获得一个速度缓而作用时间长的自重下降，于是获得一个速度缓而作用时间长的下降水流。下降水流。过去国内外用它处理脱泥后的宽粒级或不分级过去国内外用它处理脱泥后的宽粒级或不分级煤炭煤炭;国外也有少数选矿厂用它分选铁、锰及某些国外也有少数选矿厂用它分选铁、锰及某些氧化铅锌矿石。氧化铅锌矿石。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工

29、程教研组 这种上升水流短而速、下降水流长而缓的跳汰这种上升水流短而速、下降水流长而缓的跳汰周期，处理宽粒级或不分级物料，无论是从松散、周期，处理宽粒级或不分级物料，无论是从松散、分层、还是吸啜作用，都是不适宜的。分层、还是吸啜作用，都是不适宜的。(5)(5)上升水速较缓但作用时间较长的不对称跳汰周上升水速较缓但作用时间较长的不对称跳汰周期期 上升水速缓慢，致使床层松散进程较慢，然而上升水速缓慢，致使床层松散进程较慢，然而床层一旦松散，随着上升水流逐渐减弱，收缩过床层一旦松散，随着上升水流逐渐减弱，收缩过程也缓慢，这不但使分层作用时间延长，而且在程也缓慢，这不但使分层作用时间延长，而且在此期间，

30、矿粒与水流之间的相对运动速度也较小，此期间，矿粒与水流之间的相对运动速度也较小，矿粒粒度和形状对按密度分层的影响很弱，故对矿粒粒度和形状对按密度分层的影响很弱，故对分层有利。分层有利。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 由于松散进程慢，床层不宜过厚，跳汰机处理由于松散进程慢，床层不宜过厚，跳汰机处理能力偏低能力偏低(每平方米处理每平方米处理610t)610t)。其下降水流速度。其下降水流速度快、作用时间短。从下降初期来看，尽管不利于快、作用时间短。从下降初期来看，尽管不利于按密度分层，但因上升末期流速慢、时间长，不按密度分层，但因上升末期流速慢、时间长，不少粗粒重物料已落回筛

31、板，故在此阶段参与分层少粗粒重物料已落回筛板，故在此阶段参与分层活动更多的是中、细粒级颗粒，而下降初期又是活动更多的是中、细粒级颗粒，而下降初期又是吸掇作用的主要阶段，故从整体来看对分选宽粒吸掇作用的主要阶段，故从整体来看对分选宽粒级或不分级物料有利级或不分级物料有利;水流下降末期短而速，正是水流下降末期短而速，正是分选的有利条件。分选的有利条件。这种跳汰周期这种跳汰周期(见图见图2-5-6(d)2-5-6(d)特性，适合处理特性，适合处理不分级煤。不分级煤。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 实践证明实践证明:跳汰周期曲线形式是获得良好分选效跳汰周期曲线形式是获得良好分选效

32、果的重要因素之一。合理的跳汰周期曲线应与被果的重要因素之一。合理的跳汰周期曲线应与被选物料性质相适应，使床层呈适宜的松散状态，选物料性质相适应，使床层呈适宜的松散状态，颗粒主要借重力加速度差相对运动，这是选择跳颗粒主要借重力加速度差相对运动，这是选择跳汰周期曲线的基本原则。汰周期曲线的基本原则。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组5.3 5.3 跳汰机跳汰机跳汰机的类型及应用跳汰机的类型及应用风力、水力风力、水力水力：活塞、隔膜、空气脉动、水力脉动、动筛水力：活塞、隔膜、空气脉动、水力脉动、动筛5.3.1 5.3.1 选煤用跳汰机选煤用跳汰机（一）筛侧空气室跳汰机（鲍姆式跳汰机

33、）（一）筛侧空气室跳汰机（鲍姆式跳汰机）不分级煤用跳汰机、块煤跳汰机、末煤跳汰机不分级煤用跳汰机、块煤跳汰机、末煤跳汰机1 1、基本结构、基本结构 如图如图 2-5-7 2-5-7所示。所示。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 跳汰机由机体、风阀、筛板、排料装置和排矸跳汰机由机体、风阀、筛板、排料装置和排矸道组成。道组成。机体有跳汰室和空气室。机体有跳汰室和空气室。风阀将压缩空气给入空气室使跳汰室内产生脉风阀将压缩空气给入空气室使跳汰室内产生脉动水流。动水流。补充水有筛下水、水平水流。补充水有筛下水、水平水流。原料由机头给入

34、。原料由机头给入。产品（矸石、中煤）经各段的排料装置排到各产品（矸石、中煤）经各段的排料装置排到各自的排料道，与透筛的重产物经脱水斗提机排出，自的排料道，与透筛的重产物经脱水斗提机排出，精煤由溢流口排出。精煤由溢流口排出。2 2、主要零部件、主要零部件1 1）跳汰机机体）跳汰机机体材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 a.a.跳汰机的段数和隔室跳汰机的段数和隔室 跳汰机机体有单段、两段或多段。每段有跳汰机机体有单段、两段或多段。每段有2-32-3个个隔室，每隔室设有风阀和筛下顶水管。每段未有隔室，每隔室设有风阀和筛下顶水管。每段未有排料道，其长度已系列化。可根据原料性质和对排料

35、道，其长度已系列化。可根据原料性质和对产品的质量要求选定。产品的质量要求选定。现代跳汰机，机体分隔室制造。部件标准化。现代跳汰机，机体分隔室制造。部件标准化。b.b.机体形状机体形状材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 c.c.空气室与跳汰空气室与跳汰室宽度的比例室宽度的比例 空气室与跳汰空气室与跳汰室宽度比，对水室宽度比，对水流沿跳汰宽度分流沿跳汰宽度分布均匀与否是一布均匀与否是一重要问题。该比重要问题。该比值小，沿跳汰机值小，沿跳汰机断面的水流分布断面的水流分布不均。一般，块不均。一般，块煤，未煤，煤，未煤，0.45-0.

36、8 0.45-0.8。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 2 2）跳汰机的筛板）跳汰机的筛板 跳汰筛板上为分层空间，承托床层，控制透筛跳汰筛板上为分层空间，承托床层，控制透筛排料速度和重产物床层的水平移动速度。排料速度和重产物床层的水平移动速度。要有一定的刚性，耐磨性和坚固耐用性。要有一定的刚性，耐磨性和坚固耐用性。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 倾角、孔形、开孔率选择要合理。倾角、孔形、开孔率选择要合理。倾角的大小与原料的性质有关。筛板倾角的作倾角的大小与原料的性质有关。筛板倾角的作用是保持床层的运动速度和床层有一定厚度及透用是保持床层的运动速度和床层

37、有一定厚度及透筛量，一般第一段筛板倾角大于第二段筛板的倾筛量，一般第一段筛板倾角大于第二段筛板的倾角。角。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 跳汰机筛孔尺寸与原料的性质和排料方式有关。跳汰机筛孔尺寸与原料的性质和排料方式有关。增大筛孔，右减少水流阻力，加大下降水流的吸增大筛孔，右减少水流阻力，加大下降水流的吸啜力和透筛排料。啜力和透筛排料。3 3）跳汰机风阀）跳汰机风阀 风阀作用是周期性的使空气室与风包、风机和风阀作用是周期性的使空气室与风包、风机和大气相连或隔绝，从而在跳汰室内形成脉动水流。大气相连或隔绝，从而在跳汰室内形成脉动水流。（1 1）滑动风阀）滑动风阀 其原理如图

38、示，跳汰周期只能在较小的范围内其原理如图示，跳汰周期只能在较小的范围内调整。调整。装有该风阀的跳汰机的处理能力低。滑动风阀装有该风阀的跳汰机的处理能力低。滑动风阀已基本淘汰。已基本淘汰。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组（2 2）旋转风阀）旋转风阀 结构及原理如图结构及原理如图7-147-14所示。所示。进气进气-膨胀膨胀-压缩过程。各部分的时间长短可在压缩过程。各部分的时间长短可在较大范围内调整。放置风阀工作特性曲线图较大范围内调整。放置风阀工作特性曲线图7-157-15。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研

39、组 旋转风阀的特性曲线，即为一个跳汰周期内风旋转风阀的特性曲线，即为一个跳汰周期内风阀进气、排气面积的变化曲线。阀进气、排气面积的变化曲线。（3 3）电控气动风阀）电控气动风阀 电控气动风阀是利用电子数控装置和电磁阀来电控气动风阀是利用电子数控装置和电磁阀来控制跳汰机进气和排气的风阀，其频率和特性曲控制跳汰机进气和排气的风阀，其频率和特性曲线可以任意调整。如图线可以任意调整。如图7-167-16为工作原理图。为工作原理图。优点：可用无极调节跳汰频率和跳汰周期特性，优点：可用无极调节跳汰频率和跳汰周期特性，对不同可选性的原煤适应能力强，阀门开头迅速对不同可选性的原煤适应能力强，阀门开头迅速及时，

40、并可自动调节。及时，并可自动调节。缺点：系统复杂、需单独配置高压风源，气缸缺点：系统复杂、需单独配置高压风源，气缸加工精度高、维修工作量加工精度高、维修工作量大。大。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组（4 4）跳汰机的排料装置）跳汰机的排料装置 跳汰机的排料装置作用是将床层按密度分层后跳汰机的排料装置作用是将床层按密度分层后的物料，准确、及时、连续地排出重产品，并保的物料，准确、及时、连续地排出重产品，并保证床层稳定、产品的质量和跳汰机的处理能力。证床层稳定、产品的质量和跳汰机的处理能力。各段轻产物溢流排出。各段轻产物溢流排

41、出。重产物有筛上末端排料和透筛排料两种。块煤重产物有筛上末端排料和透筛排料两种。块煤以末端排料为主，末煤以透筛为主。以末端排料为主，末煤以透筛为主。1 1）溢流堰）溢流堰 溢流堰作用是与重产物排料装置配合，控制床溢流堰作用是与重产物排料装置配合，控制床层保持一定厚度，并使轻产物随溢流排走。层保持一定厚度，并使轻产物随溢流排走。高溢流堰、半溢流堰、无堰。如图高溢流堰、半溢流堰、无堰。如图7-177-17所示。所示。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组2 2）重产物的排料装置）重产物的排料装置（a)a)排料装置在跳汰机中的位置排料

42、装置在跳汰机中的位置 如图如图7-187-18所示，正排矸、倒排矸、中部排矸。所示，正排矸、倒排矸、中部排矸。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组(b)(b)排料装置型式排料装置型式 叶轮式叶轮式排料连续、均匀稳定，但排料箱的排料连续、均匀稳定，但排料箱的宽度大，占用跳汰机的有效面积大，易堆积物料。宽度大，占用跳汰机的有效面积大，易堆积物料。扇形闸门扇形闸门结构简单、维护方便、排料宽度结构简单、维护方便、排料宽度小、气缸内活塞运动可根据床层厚度的变化和自小、气缸内活塞运动可根据床层厚度的变化和自然控制排料等优点。但因排料箱内脉动水流严重然控制排料等优点。但因排料箱内脉动水流严重

43、窜扰排料口并影响床层的良好分层，使产品污染窜扰排料口并影响床层的良好分层，使产品污染或损失，还易被大块矸石卡住。或损失，还易被大块矸石卡住。象鼻子管排料装置象鼻子管排料装置自动平衡排料量。自动平衡排料量。浮标闸门排料机构浮标闸门排料机构 材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组（3 3）透筛排料）透筛排料 人工床层：在跳汰过程中人工床层起到排料闸人工床层：在跳汰过程中人工床层起到排料闸门作用，用以控制重产物的透筛速度和产品的质门作用，用以控制重产物的透筛速度和产品的质量。量。人工床层粒度、密度、形状与厚度。人工床层粒度、密度、形状

44、与厚度。粒度为给料最大粒度的粒度为给料最大粒度的3-43-4倍，密度略高于重产倍，密度略高于重产物中矿粒的最大密度。厚度不易过高，影响透筛物中矿粒的最大密度。厚度不易过高，影响透筛速度。速度。石英、长石。石英、长石。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组（4 4）排料装置自动化）排料装置自动化 采用自动排料装置，可及时、连续排放重产物，采用自动排料装置，可及时、连续排放重产物，并使产品质量稳定，床层厚度适中。并使产品质量稳定，床层厚度适中。检测元件：浮标装置、测压管装置、放射性同检测元件：浮标装置、测压管装置、放射性同位素；位素；控制装置：控制装置：执行机构：执行机构：材料学院矿

45、物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组跳汰周期合理与否从三方面：对床层尽快松散是否有跳汰周期合理与否从三方面：对床层尽快松散是否有利，对按密度分层作用的效果如何，对吸啜作用的影利，对按密度分层作用的效果如何，对吸啜作用的影响。响。3 3 几个典型跳汰周期的分析几个典型跳汰周期的分析跳汰周期的特征，以跳汰周期特性曲线来描述。为了跳汰周期的特征，以跳汰周期特性曲线来描述。为了合理地选择跳汰周期，对工业上使合理地选择跳汰周期，对工业上使用的几个典型跳汰周期，进行简要的分析。用的几个典型跳汰周期，进行简要的分析。(1)(1)活塞跳汰机的对称跳汰周

46、期特性曲线活塞跳汰机的对称跳汰周期特性曲线 水流速度和时间之间具有正弦曲线的关系水流速度和时间之间具有正弦曲线的关系 为了在上升初期能将床层举到必要的高度，则要求为了在上升初期能将床层举到必要的高度，则要求有较强的上升流速，但同时也造成了同样强烈的下降有较强的上升流速，但同时也造成了同样强烈的下降水流，致使床层过早紧密，缩短了有效水流，致使床层过早紧密，缩短了有效材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组分选的时间，不但降低跳汰机处理能力，而且因分选的时间，不但降低跳汰机处理能力，而且因强烈的吸吸作用，导致许多低密度矿粒混入高密强烈的吸吸作用，导致许多低密度矿粒混入高密度产物中；由于

47、上升水流作用时间比较长，粒度度产物中；由于上升水流作用时间比较长，粒度和形状对分层的不利影响也加大。和形状对分层的不利影响也加大。(2)(2)上升水速大、作用时间长的跳汰周期特性曲线上升水速大、作用时间长的跳汰周期特性曲线 如图如图2-5-6(a)2-5-6(a)所示的跳汰周期特性曲线。所示的跳汰周期特性曲线。该跳汰周期的不对称程度，取决于给人的筛下该跳汰周期的不对称程度，取决于给人的筛下水量。在此跳汰周期中，因获得较强的上升水流，水量。在此跳汰周期中，因获得较强的上升水流，对床层的松散有利，使跳汰机处理能力得以提高。对床层的松散有利，使跳汰机处理能力得以提高。但因上升水流作用时间较长，故不适

48、于分选宽粒但因上升水流作用时间较长，故不适于分选宽粒级和不分级的物料。级和不分级的物料。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 在分选粗粒金属矿石时常采用此种跳汰在分选粗粒金属矿石时常采用此种跳汰 周期。周期。该跳汰周期也可用来分选经过初步分级的煤炭该跳汰周期也可用来分选经过初步分级的煤炭(0.513mm(0.513mm粒级粒级)。(3)(3)上升水速大于下降水速但作用时间相等的跳汰上升水速大于下降水速但作用时间相等的跳汰周期周期 在正弦跳汰周期水流下降阶段，间断地给人筛在正弦跳汰周期水流下降阶段，间断地给人筛下补加水，可下补加水，可 得到如图得到如图2-5-6(b)2-5-6(

49、b)所示的水流运动所示的水流运动特性曲线。特性曲线。这种跳汰周期的上升水流，相比图这种跳汰周期的上升水流，相比图2-5-6(a)2-5-6(a)的的 上升水流，作用力减弱了上升水流，作用力减弱了;其下降水流在降低流速其下降水流在降低流速的同时，相对图的同时，相对图(a)(a)延长了作用时间，吸啜作用略延长了作用时间，吸啜作用略有增强。因此，在处理宽粒级的细粒物料时，比有增强。因此，在处理宽粒级的细粒物料时，比上述两种跳汰周期要好。上述两种跳汰周期要好。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 如我国钨、锡矿选矿厂处理细粒级物料的跳汰如我国钨、锡矿选矿厂处理细粒级物料的跳汰机曾使用过

50、这种跳汰周期。机曾使用过这种跳汰周期。(4)(4)上升水速大但作用时间短的不对称跳汰周期上升水速大但作用时间短的不对称跳汰周期 如图如图2-5-6(c)2-5-6(c)所示的不对称跳汰周期。所示的不对称跳汰周期。在进气期间，水流被压缩空气推动，急速上升。在进气期间，水流被压缩空气推动，急速上升。接着供气中断，有一短暂休止期，此时水流因惯接着供气中断，有一短暂休止期，此时水流因惯性只作较弱的运动。当压缩空气排出时，水流借性只作较弱的运动。当压缩空气排出时，水流借自重下降，于是获得一个速度缓而作用时间长的自重下降，于是获得一个速度缓而作用时间长的下降水流。下降水流。过去国内外用它处理脱泥后的宽粒级