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篩分的定義

篩分就是將顆粒大小不同的混合物料，通過(guò)單層或多層篩子分成若干個(gè)不同粒度級(jí)別的過(guò)程。礦物在經(jīng)過(guò)破碎后，常常以各種粒度不同的物料混合存在，有的物料甚至還含有水分、黏土或其他雜質(zhì)，所以需通過(guò)篩分以滿足生產(chǎn)工藝及操作過(guò)程的要求。篩分可分為干法和濕法兩種，一般用干法，但對(duì)于潮濕物料，特別是潮濕并夾帶泥質(zhì)的物料進(jìn)行干法篩分很困難，這種物料在篩分時(shí)，需要在篩面上噴水，將細(xì)粒及泥質(zhì)沖洗掉。還有一種特殊的濕法篩分，將篩面及物料浸在水面以下。

篩分作用概括起來(lái)有分級(jí)、脫水、脫泥、脫介，其中分級(jí)是最為常用的。篩分是按幾何粒度進(jìn)行分級(jí)的，一般用于粗顆粒的分級(jí)，不用作細(xì)粒物料的分級(jí)。細(xì)粒物料通常用水力分級(jí)。

篩分原理

松散物料的篩分過(guò)程，可以看做兩個(gè)階段組成：

(1)易于穿過(guò)篩孔的顆粒通過(guò)不能穿過(guò)篩孔的顆粒所組成的物料層到達(dá)篩面；

(2)易于穿過(guò)篩孔的顆粒透過(guò)篩孔。

要使這兩個(gè)階段能夠?qū)崿F(xiàn)，物料在篩面上應(yīng)具有適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)，一方面使篩面上的物料層處于松散狀態(tài)，物料層將會(huì)產(chǎn)生析離(按粒度分層)，大顆粒位于上層，小顆粒位于下層，容易到達(dá)篩面，并透過(guò)篩孔。另一方面，物料和篩子的運(yùn)動(dòng)都促使堵在篩孔上的顆粒脫離篩面，有利于顆粒透過(guò)篩孔。

實(shí)踐表明，物料粒度小于篩孔3／4的顆粒，很容易通過(guò)粗粒物料形成的間隙，到達(dá)篩面，到篩面后它就很快透過(guò)篩孔。這種顆粒稱為"易篩粒"。物料粒度大于篩孔3／4的顆粒，通過(guò)粗粒組成的間隙比較困難，這種顆粒的直徑眾接近篩孔尺寸，它透過(guò)篩孔的困難程度就愈大，因此，這種顆粒稱為"難篩粒"。下面用礦粒通過(guò)篩孔的概率理論來(lái)作說(shuō)明。

礦粒通過(guò)篩孔的可能性稱為篩分概率．一般來(lái)說(shuō)，礦粒通過(guò)篩孔的概率受到下列因素影響：

(1)篩孔大小；

(2)礦粒與篩孔的相對(duì)大��；

(3)篩于的有效面積；

(4)礦粒運(yùn)動(dòng)方向與篩面所成的角度；

(5)礦料的含水量和含泥量。

由于篩分過(guò)程是許多復(fù)雜現(xiàn)象和因素的綜合，使篩分過(guò)程不易用數(shù)學(xué)形式來(lái)全面地描述，這里僅僅從顆粒尺寸與篩孔尺寸的關(guān)系進(jìn)行討論，并假定了某些理想條件(如顆粒是垂直地投入篩孔)，得到顆粒透過(guò)篩孔的概率的公式。

松散物料中粒度比篩孔尺寸小得多的顆粒，在篩分開(kāi)始后，很快就落到篩下產(chǎn)物中，粒度與篩孔尺寸愈接近的顆粒，透過(guò)篩孔所需的時(shí)間愈長(zhǎng)。所以，物料在篩分過(guò)程中通過(guò)篩孔的速度取決于顆粒直徑與篩孔尺寸的比值。

研究單顆礦粒透過(guò)篩孔的概率如圖2—1—l所示。假設(shè)有一個(gè)由無(wú)限細(xì)的篩絲制成的篩網(wǎng)，篩孔為正方形，每邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)。如果一個(gè)直徑為d的球形顆粒，在篩分時(shí)垂直地向篩孔下落�？梢哉J(rèn)為，顆粒與篩絲不相碰時(shí)，它就可以毫無(wú)阻礙地透過(guò)篩孔。換言之，要使顆粒順利地透過(guò)篩孔，在顆粒下落時(shí)，其中心應(yīng)投在紋有虛線的面積(L—d)²內(nèi)(圖2—1—1a)。

由此可見(jiàn)顆粒透過(guò)篩孔或者不透過(guò)篩孔是一個(gè)隨機(jī)現(xiàn)象。如果礦粒投到篩面上的次數(shù)有n次，其中有m次透過(guò)篩孔，那么顆粒透過(guò)篩孔的頻率就是：

頻率=m/n

當(dāng)n很大時(shí)，頻率總是穩(wěn)定在某一個(gè)常數(shù)P附近，這個(gè)穩(wěn)定值P就叫做篩分概率。因此篩分概率也就客觀地反映了礦粒透篩可能性的大小。

p=m/n

既然概率是某事件出現(xiàn)的可能性的大小，它也就永遠(yuǎn)不會(huì)小于零，也不會(huì)大于1，總是在0與1之間，即：0≤p≤1。

可以設(shè)想有利于顆征透過(guò)篩孔的次數(shù)，與面積(L—d)²成正比，而顆粒投到篩孔上的次數(shù)，與篩孔的面積L²成正比。因此，顆粒透過(guò)篩孔的概率，就決定于這兩個(gè)面積的比值

顆粒被篩絲所阻礙，使它不透過(guò)篩孔的概率之值等于(1—p)。

當(dāng)某事件發(fā)生的概率為p時(shí)，使該事件以概率p出現(xiàn)如需要重復(fù)N次，N值與概率p成反比，即：

p=1/N

這里所討論的N值就是顆粒透過(guò)篩孔的概率為p時(shí)必須與顆粒相遇的篩孔數(shù)目。由此可見(jiàn)，篩孔數(shù)目越多，顆粒透過(guò)篩孔的概率越小，當(dāng)N值無(wú)限增大時(shí)，p愈接近于零。

取不同的d/L比值計(jì)算出的p和N值，見(jiàn)表2-1-1。利用這些數(shù)據(jù)可畫出圖2-1-2的曲線。曲線可大體劃分為兩段，在顆粒直徑d小于0.75L的范圍內(nèi)，曲線較平緩，隨著頹粒直徑的增大，顆粒透過(guò)篩面所需的篩孔數(shù)目有所增加。當(dāng)顆粒直徑超過(guò)0.75L以后，曲線較陡，顆粒直徑稍有增加，顆粒透過(guò)篩面所需的篩孔數(shù)目就需要很多。因此，用概率理論可以證明，在篩分實(shí)踐中，把d＜0.75L的顆粒稱為"易篩粒"和d＞0.75L的顆粒稱為"難篩粒"是有道理的。

若考慮篩絲的尺寸(圖2-1-1b)，與上面所討論的原理一樣，得到顆粒透過(guò)篩面的概率公式：

式中 a--篩絲直徑；

L一方形篩孔的邊長(zhǎng)。

上式說(shuō)明，篩孔尺寸愈大，篩絲和顆粒直徑愈小，則顆粒透過(guò)篩孔的可能性愈大。