筛分效率及影响因素

1、筛分效率 

在使用筛子时，既要求它的处理能力大，又要求尽可能地将小于筛孔的细粒物料过筛到筛下产物中去。因此，筛子有两个重要的工艺指标：一个是它的处理能力，即筛孔大小一定的筛子每平方米筛面面积每小时所处理的物料吨数，它是表明筛分工作的数量指标。另一个是筛分效率，它是表明筛分工作的质量指标，反映筛分的完全程度。 

在筛分过程中，按理说比筛孔尺寸小的细级别应该全部透过筛孔。但实际上并不是如此，他要根据筛分机械的性能和操作情况以及物料含水量、含泥量等而定。因此，总有一部分细级别不能透过筛孔成为筛下产物，而是随筛上产品一起排出。筛上产品中，未透过筛孔的细级别数量愈多，说明筛分的效果愈差，为了从数量上评定筛分的完全程度，要用大筛分效率这个指标。 

所谓筛分效率，是指实际得到的筛下产物质量与入筛物料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的质量之比。筛分效率用百分数或小数表示。 

E=C/Q*A*10P0%=C/QA*10000% 

式中是筛分效率的定义式，但在实际生产中测定CQ比较困难，因此必须改用下面推导出的计算式来进行计算。 

见图2-1-3所示P8，假定筛下产品中没有大于筛孔尺寸的颗粒，就可以组成两个方程式 ：

（1） 原料性质应等于筛上和筛下产物的质量之和，即Q=C+T 

（2） 原料中小于筛孔尺寸的粒级的质量，等于筛上产物与筛下

产物中所含有的小于筛孔尺寸的物料的质量之和。  

Qa=100C+Tθ 
 

将公式（1）带入（2）得：Qa=100C+（Q-C）θ      
                  

C=(a-θ)Q/(100-θ) 则筛分效率的定义为 

E=C/ Qa*10000%=(a-θ)/ a(100-θ) *10000% 

必须指出，上式是指筛下产物中不含有大于筛孔尺寸的颗粒的条件下列出的物料平衡方程式，公式中的a、θ必须用百分数的分子代入。由于实际生产中，筛网常常被磨损，部分大于筛孔尺寸的颗粒总会或多或少的透过筛孔进入筛下产物，如果考虑这种情况，筛分效率应按下式计算：    

E=β(a-θ)/a(β-θ)*100%    

筛分效率的测定方法如下：

在入筛的物料流中和筛上物料流中每隔15—20分钟取一次样，应连续取样2—4H，将取得的平均式样在检查筛里筛分，检查筛的筛孔与生产上用的筛子的筛孔相同。分别求出原料和筛上产品中小于筛孔尺寸的级别的百分含量a、θ，代入公式中求出筛分效率。如果没有与所测定的筛子的筛孔尺寸相等的检查筛子时，可以用套筛做筛分分析，将其结果绘成筛析曲线，然后由筛析曲线图中求出该级别的百分含量a、θ。 

有时用全部小于筛孔物料来计算筛分效率，这样算得的结果称为总筛分效率。有时只对其中的几个粒级做计算，算得的结果称为部分筛分效率。全部小于筛孔的物料，包含易筛粒和难筛粒，所以总筛分效率就是这两类粒子的筛分效率组成的。尚若部分筛分效率是用易筛粒求得的，它必然比总筛分效率大；如果是用难筛粒算出的，它就比总筛分效率小。 

因为有以上讲的这些情况，在遇见筛分效率时，就要注意是用什么公式计算的，是总筛分还是部分筛分效率，否则就会对研究的问题认识不清。

2、影响筛分效率的因素 

A、入筛原料性质的影响

（1）含水率 

实验表明，有时把表面活性物质加到含水物料中，可以提高物料的活动性和分散性，改善筛分条件，用不能被水润湿的材料制成的筛面，也能改善筛子的工作效率。  

（2）含泥量 

泥土在筛分过程中易结团，易堵塞筛孔。 

粘土质物料和粘性物料，只能在某些特殊情况下用较大筛孔的筛面进行筛分。筛网黏住矿石时，必须采用特殊的措施。即：湿法筛分（即向沿筛面运动的物料上喷水）；筛分前预先脱泥；对筛分原料进行烘干。用电热筛面潮湿且有粘性的矿石，能得到很好的效果。 

在湿法筛分中，筛子的生产能力比干法筛分高几倍，提高的倍数与筛孔尺寸有关。湿法筛分所消耗的水量取决于应该排到筛下产物中的黏土混合物、细泥和尘土的性质与数量，一般情况下，每1M原料耗水1.5M左右。如果工艺过程的条件容许进行湿法筛分，从生产厂房的防尘条件来看，湿筛比干筛更易于被人采用。在许多场合下，特别是筛分含砂较多的矿石时，为了减少尘埃飞扬，改善厂房卫生条件，通常是矿石保持一定的水分（4-6%）。 

（3）粒度特性 

影响筛分过程的粒度特性主要是指原料中含有对筛分过程有特定意义的各种粒级物料的含量。  见表2-1-2P10.可知，原料中所含的难筛粒及阻碍粒相对其他粒级较多时，对筛分过程有利。     影响筛分过程的粒度特性还包括颗粒的形状。对于三维尺寸都比较接近的颗粒，如球体、立方体、多面体等，筛分比较容易；而对于三维尺寸有较大差别的颗粒，如薄片体、长条体和怪异体等，在其他条件相同的情况下筛分就比较困难。  

（4）密度特性  

当物料中所有颗粒都是同一密度时，一般对筛分没有影响。但是当物料中粗、细颗粒存在密度差时，情形就不大一样。若粗粒密度小，细粒密度大，则容易筛分。比如对-50MM破碎级煤与-200目磨碎级铁矿粉的混合物的筛分，或从稻谷粒中筛出混入的细砂等。这是由于粗粒层的阻碍作用相对较小，而细粒级的穿层及透筛作用却比较大。相反，粗粒密度大，细粒密度小，比如含有较多粗粒级矸石的煤，筛分就相对困难。

B  筛子性能的影响 

（1）筛面运动形式  

筛面运动形式关系到筛上物料层的松散度及细物料相对筛面运动的速度、方向、频率等，因而分层透筛过程均由影响。例如，物料在固定筛上的运动，全靠物料在其本身重力的作用下滑流动，筛分效果较差；在振动筛上，物料的运动能量主要来自筛面的振动，料层不断地充分松散，颗粒相对筛面不断地剧烈冲撞，筛分效果好；转筒筛运动平缓，料层松散不够，粗、细颗粒经常混杂，使分层不连续，物料相对筛面的运动速度较小，筛孔容易堵塞；摇动筛上的物料主要是沿筛面方向滑动，在筛面法向的速度分量较小，不利于细粒透筛。见表2-1-3P10。    

在振动筛中，筛面的运动形式有圆振动、直线振动和椭圆振动几种。其中圆振动形式能使物料充分松散，抗堵孔能力强，但筛上物料的抛射角大，输送能力小。为提高输送能力，不得不加大筛面倾角，这使得筛分粒度不太严格，料层呈加速度输送，减少了接近筛孔尺寸的颗粒在筛面排料端透筛的机会。 直线振动形式不能使物料充分松散和重新排列，故细粒物料不易近接筛面而透筛，已经堵塞筛孔的颗粒不易抛出，使筛分过分恶化。但筛上物料的抛射角小，输送能力较大，筛面一般呈水平或接近水平安装，筛分粒度严格，料层呈匀速输送，有利于接近筛孔尺寸的颗粒透筛。 椭圆振动形式的“轨迹长轴”是强化筛上物料输送的分量，“轨迹短轴”是促进物料松散的分量，因而兼有圆振动和直线振动的优点，并克服二者的缺点，故筛分质量较高。  

（2）筛面结构参数 

1）筛面宽度与长度  一般情况下，筛面宽度决定筛子的处理能力，筛面越宽，处理能力就越大；筛面长度决定筛子的筛分效率，筛面越长，效率越高。 

对于振动筛，增加宽度常受到筛框结构强度的限制，通常，宽度越大，筛框的寿命就越短。目前，我国筛宽一般在2.5M以内，而有的国家筛宽达5.5M。 

筛面长度达到一定尺寸后，筛分效率提高很少，甚至不再提高，此时再增加筛面长度只会增加筛子的体积和质量。筛子的处理能力和筛分效率，是两个相依相存的指标，必须同时兼顾才具有实际意义。一般是在确定筛宽后，再根据长宽比确定筛长。我国矿用振动筛的长宽比多采用2，煤用振动筛的长宽比2.5. 

2）筛面倾角  筛面倾角对筛分力度有影响，倾角大，落下的粒度减小，倾角小，落下的粒度加大。为便于排除筛上物，筛面有时倾斜安装。倾角的大小与筛子的生产效率有密切的关系，这是因为倾角大，料层在筛面上向前运动的速度就快，生产率就大，但物料在筛面上停留的时间缩短，减少了颗粒透筛机会，降低了筛分效率。

（3）操作条件的影响  

对一定的筛子和筛分原料而言，操作条件主要是指给料的数量和给料方式。前者即筛子负荷，通常以T/（台。H）或T(M.H)为单位，它与筛分效率的关系在前面已经论述；后者是指应保持连续和均匀地向筛子给料，其中均匀性既包括在任意瞬时的筛子负荷都应相等，也包括物料是沿整个筛面宽度上给进。此外，及时清理和维修筛面，也有利于筛分操作。