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跳汰机筛板

跳汰机筛板

跳汰机筛板是指实现跳汰过程的设备。物料主要在垂直升降的变速介质流中,按密度差异进行分选的过程。物料在粒...
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跳汰机筛板是指实现跳汰过程的设备。物料主要在垂直升降的变速介质流中,按密度差异进行分选的过程。物料在粒度和形状上的差异,对选矿结果有一定的影响。跳汰时所用的介质可以是水,也可以是空气。以水作为分选介质时,称为水力跳汰;以空气作为分选介质时,称为风力跳汰。

原理:

已经提出的理论见解虽然对松散分层的机理认识各不相同,但归纳起来不外乎两种基本观点:一是从个别颗粒的运动差异(速度、加速度)中探讨分层原因,谓之动力学体系学说;另一种是从床层整体的内在不平衡因素(位能差、悬浮液密度差等)中寻找分层依据,可称之为静力学体系学说。

1、按密度分层的位能学说

由热力学   定律可知,任何封闭体系都趋向于自由能的降低,即一种过程如果变化前后伴随着能量的降低,则该过程将自发地进行。德国人迈耶尔应用这一普遍原理分析了跳汰过程,认为床层的分层过程是一个位能降低的过程。因此当床层适当松散时,重矿物颗粒下降,轻矿物颗粒上升,应该是一种必然的趋势。

2、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提出早,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,按颗粒的初加速度差分层学说及按干涉沉降—吸啜作用分层学说等。它们各以流体对颗粒作用的某方面结果作为分层根据,虽然有其一定的道理,但均不够全面。直到维诺格拉道夫(1952年)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。

在垂直交变流中,床层中的颗粒所受到的作用力有: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。由于这些力的作用关系复杂,要想作出明确的数学解答是很困难的,故只能就它们对分层的影响进行一些定性的分析。

分类

国内外采用各种类型的跳汰机筛板,根据设备结构和水流运动方式不同,大致可以分为以下几种:1、活塞跳汰机筛板;2、隔膜跳汰机筛板;3、空气脉动跳汰机筛板;4、动筛跳汰机筛板。活塞跳汰机筛板是以活塞往复运动,产生一个垂直上升的脉动水流。它是跳汰机筛板的早型式,现在基本上已被隔膜跳汰机筛板和空气脉动跳汰机筛板所取代。

隔膜跳汰机筛板是用隔膜取代活塞的作用。其传动装置多为偏心连杆机构,也有采用凸轮杠杆或液压传动装置的。机器外形以矩形、梯形为多,近年来又出现了圆形。按隔膜的安装位置不同,又可分为上动型(又称旁动型)、下动型和侧动型隔膜跳汰机筛板。

隔膜跳汰机筛板主要用于金属矿选矿厂。空气脉动跳汰机筛板(亦称无活塞跳汰机筛板)中的水流垂直交变运动,是借助压缩空气进行的。按跳汰机筛板空气室的位置不同,分为筛侧空气室(侧鼓式)和筛下空气室跳汰机筛板。该类型跳汰机筛板主要用于选煤。

动筛跳汰机筛板有机械动筛和人工动筛两种,手动已少用。机械动筛是一种槽体中水流不脉动,直接靠动筛机构用液压或机械驱动筛板在水介质中作上、下往复运动,使筛板上的物料产生周期性地松散。目前该类型跳汰机筛板主要用于大型选煤厂尤其是高寒缺水地区选煤厂的块煤排矸。

下面根据使用范围,分为选煤用跳汰机筛板和选矿用跳汰机筛板两大类分别加以介绍。

1、选煤用跳汰机筛板

筛侧空气室跳汰机筛板是目前我国选煤厂中使用多的跳汰机筛板。据其结构与用途的不同,筛侧空气室跳汰机筛板可分为不分级煤用跳汰机筛板、块煤跳汰机筛板和末煤跳汰机筛板三种。筛侧空气室跳汰机筛板的基本结构如图所示。

跳汰机筛板由机体1、风阀2、筛板6、排料装置4、5和排矸道8、排中煤道7等部分组成。机体由纵向分隔板9分为空气室和跳汰室,两室的下部相通。空气室上部密闭,设有特制风阀,风阀的作用是将压缩空气交替地给入空气室中,同时按一定的规律将空气室中的压缩空气排出室外。当给入压缩空气时,跳汰室中的水被强制上升;待空气室的压缩空气排出时,跳汰室中的水位又自动下降,因此,推动跳汰室水面上下运动形成脉动水流10,如改变给入的压缩空气量时,可以调节跳汰机筛板中的水流冲程,改变风阀的运动速度也可调节水流脉动的频率。顶水从空气室下部顶水进水管13 进入以改变跳汰机筛板水流运动特性,并在跳汰室中形成水平流,便于运输物料,同时使物料在跳汰室中进行松散和分层。跳汰机筛板中的冲水是从机头与原料煤一起给入的。原料煤在跳汰机筛板中经分层得到分选后,在一段(矸石段)和   段(中煤段)的重产物矸石、中煤,分别经各段末端的排料装置排到各自的排料道,并与透筛的小颗粒重产物一块排到各自的排料口,再经与机体密封的脱水斗子提升机排出。轻产物(精煤)自溢流口排出机体。

2、选矿用跳汰机筛板

选矿用跳汰机筛板种类繁多,在重选厂应用广的是隔膜跳汰机筛板,根据隔膜所在位置的不同划分为:上(旁)动型隔膜跳汰机筛板;下动型圆锥隔膜跳汰机筛板;侧动型隔膜跳汰机筛板;复振跳汰机筛板和圆形跳汰机筛板等。

上(旁)动型隔膜跳汰机筛板在我国广泛用于分选钨矿、锡矿和金矿等。分选粒度上限可达12~18mm,下限为( 0.2mm。可作为粗、中、细粒矿石的分选,也可作为粗选或精选设备。

上(旁)动型隔膜跳汰机筛板的基本结构如图所示。由机架、跳汰室、隔膜室、网室、橡胶隔膜、分水阀和传动偏心机构等组成。该机有两个跳汰室,在一跳汰室给料经分选后进入   跳汰室。每室的水流分别由偏心连杆机构传动,使摇臂摇动,于是两个连杆带动两室隔膜作交替的上升和下降往复运动,因此迫使跳汰室内的水也产生上下交变运动。跳汰机筛板的冲程和冲次均可根据要求调节。

上(旁)动型隔膜跳汰机筛板只有一种定型产品,每室宽300mm、长450mm,双室串联。

该机具有冲程调节范围大、适应较宽的给矿粒度、水的鼓动均匀、床层稳定、分选指标好、精矿排放容易、可一次获得粗精矿或合格精矿、单位面积生产率大、操作维修方便等优点。其缺点是:单机规模小,生产能力低,由于隔膜室占用机体的一半,因此,占地面积大等。

特点性能

1、 采用多室共用数控风阀技术。

2、 采用锥形滑阀,工作可靠,故障率降低70%,

能耗小,可满足不同媒质的分选需要,提高处理能力20%以上。

3、 结构   加合理,便于运输和安装,设备载荷减小30%。

4、 功率降低70%以上。

1850~1864年逐步将圆形活塞改为矩形活塞,跳汰机筛板的机底也由过去的平底发展成为半圆形和角锥形。

1875年出现纵向排料的两段人工床层跳汰机筛板,洗选<10mm级末煤。这种跳汰机筛板不设排料闸门,全靠人工床层透筛排料。

1878年开始采用差传动机构的活塞跳汰机筛板,突破传统的洗水脉动正弦周期,出现非对称周期。活塞跳汰机筛板的跳汰周期调整困难,对原煤性质变化适应能力差。另外运动部件磨损较严重,往往导致洗选效果下降,发展受到限制。但由于这种跳汰机筛板结构简单,易于掌握,因此仍有采用。

对跳汰机筛板结构来说,具有革命意义的是1891~1892年出现的鲍姆跳汰机筛板即无活塞跳汰机筛板。它将跳汰机筛板洗水脉动方式有机械产生的脉冲改为压缩空气产生的脉冲,这样不仅有利于扩大跳汰机筛板有效分选面积,而且洗水脉动参数也易于调整,给跳汰机筛板的操作提供了方便,同时对于提高跳汰机筛板的处理能力和改善分层效果创造了有利条件。

早的空气脉动跳汰机筛板与现代跳汰机筛板相比,区别较大的地方是煤流方向为横向。

1901年出现了分选不分级煤的跳汰机筛板,这种结构形式已具备现代化跳汰机筛板的基本特点。洗选<80mm物料时,洗选下限可达到30mm,有时可降到1~0.5mm。

随着选煤厂厂型日益扩大,出现了双筛侧空气室跳汰机筛板。多数是将两个单体跳汰机筛板的风阀侧的侧壁合而为一,成为两个跳汰机筛板并列的中间隔板。两侧跳汰床层各用自己的风阀,或共用一套风阀同时向两侧跳汰室供风。

对跳汰机筛板选煤工业具有重大意义的技术突破是1958年出现的日本高桑跳汰机筛板。我国称筛下空气室跳汰机筛板。这种跳汰机筛板将空气改在跳汰室全宽度上液流运动规律一样,振幅均匀,不存在流线长度和空气室结构形式的影响。实践证明,这种跳汰机筛板宽度为6~8mm,洗水仍能保持均匀的振幅。此外,筛下空气室比筛侧空气室内跳汰机筛板宽度为600~1000mm,因此可以增大下降水流的吸啜力,提高单位面积处理能力。

跳汰机筛板结构发展的另一个重要方面是分选介质脉动方式的改进,既风阀的改进。

一代为滑动风阀(即立式风阀)。在改变风量风压时,洗水振幅、速度和加速度等可调范围大,尤其是结构简单,   可靠操作方便,在提高跳汰机筛板的洗选效果和处理能力方面都比活塞跳汰机筛板好。

二代为旋转风阀(即卧式风阀)。它是根据F.W.迈尔提出的几种非对称周期的理论而设计的,可以根据入料性质确定针对性   强的跳汰周期,在工业上取得一定效果,得到普遍重视。

三代风阀是电控器动风阀。这种风阀由电子数字控制系统和传动机构组成。这种风阀的优点是调整方便、灵活,阀门开关速度容易调整。此外,它还着眼于起动快,进气猛,床层起振爆发力强,松散度的变化规律容易控制。

跳汰机筛板发展的第三个方面,是将已分层的物料,   地排出,成为精煤、中煤和矸石等产品。

简单的排料装置是在溢流堰前安置立式插板闸门。闸门直接排料道。为建立稳定的床层,只能间断排料。

在本世纪中叶开始使用稳静排料系统,取消了溢流堰,改为水平排料口。将排料口闸门置于排料道下,实际上是将排料道变成了“底流仓”,防止并减弱洗水在排料区上下串动,从而降低了排料过程中产品的二次污染。

较好的排料结构是叶轮式排料装置,它既可以稳定排料口处洗水运动,又有较好的控制性能,缺点是叶轮常出现堵、卡事故。70年代研制成新的排料结构形式,将叶轮安装在排料道外侧,离开物料安息角外一定距离。这样叶轮不转时,靠物料安息角稳定或少排底流产品,需要时根据床层信号控制叶轮转速调整排料量,实现了较理想的连续排料制度。筛下空气室跳汰机筛板,采用多室共用数控风阀技术和锥形滑阀,工作可靠,故障率降低70%,能耗小,可满足不同媒质的分选需要,提高处理能力20%以上;结构   加合理,便于运输和安装,设备载荷减小30%;功率降低70%以上。

对于末煤和不分级煤,人们普遍重视综合排料法,即闸门和透视两种排料方式配合使用,这种配合关系至关重要,如配合不当,细粒会造成精煤灰分偏高;粗粒常引起损失增加。


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