選煤廠物料篩分中影響篩分效果因素分析

馬富平

（陽煤集團選煤質量管理中心，山西 陽泉 045000）

1 入篩煤炭性質對篩分的影響

1.1 煤的水分對篩分的影響

入篩煤炭的濕度是影響篩分過程的重要因素，特別是干法篩分，在篩分物料的過程中，外在水分是影響煤炭篩分的基本方式，但在物料孔隙和裂縫中間的水與物料化合的水，對篩分效果和過程沒有影響。

物料在細孔篩上篩分時，水分影響很大，因細級別比表面積大，細孔篩外在水分很高，物料外在水分使細顆粒黏結并吸附在大塊上堵住篩孔，此外吸附在篩孔上的水，形成水膜把篩孔覆蓋，這些狀況影響了細物料不能按粒度分層，仍然保留在篩上的物料中。物料水分達到一定程度，篩分效率低下，物料水分較大，顆粒活性提高，可逐漸達到濕篩條件，使物料與水一起篩分。水分對物料影響，根據實驗結果，如圖1 所示，圖1 中兩種物料因影響不同，產生差別的原因可從物料的不同吸濕性得到解釋。

圖1 篩分料率與原料中水分關系圖

經實踐證明，把表面活性物質加到含水的物料中間，能提高物料活動性和分散性，改善篩分條件，使用不能被水沾濕的材料造成的篩面，在一定情況下，也可以改善篩分工作。

倘若物料含有黏結物，甚至水分小，黏土物料在篩分中成團，使細泥混入篩上物料，會堵塞篩眼。黏土物料和黏性物料，只可以在某些特別情況下用篩孔較大的篩子篩分。篩分黏性較大的礦物，需采用特殊方法，特殊方法包括濕法篩分（就是在物料上噴水），篩分前脫泥、烘干。目前，概率分級篩、旋轉概率篩和等厚篩篩分黏性煤炭效果很好。

濕法篩分篩能力比干法篩分的生產能力強幾倍。濕法篩分消耗水量取決應該排到篩下物料中的黏土混合物料。細泥和灰塵顆粒的性質和數量。在實際工作中，每立方米耗水1.5～3 m3左右。若工藝過程只許濕法篩分，從防塵方面看，濕法比干法篩分更易讓人接受。因為篩分含粉塵多的物料時，為減少粉塵，通常要求物料和礦石要保持4%～6%水分。

1.2 煤炭的粒度對篩分效果的影響

進入篩中煤炭的顆粒組成影響篩分機的篩分能力和篩分效果。如圖2 所示，值得注意的是，原始物料細粒含量接近篩眼尺寸的顆粒會影響到篩分難度，實際表明，小于3/4 的篩眼尺寸的顆粒更易通過，這種顆粒被稱謂易篩顆粒。大于3/4 篩眼尺寸顆粒不容易通過篩眼。

2 篩孔尺寸與形狀對篩分效果的影響

圖2 物料中細粒含量對篩分效果的影響

篩面的篩分效果由篩面有效面積決定的，即篩孔與篩面總面積的比。方形篩孔的有效面積F=100a2/（a+c）2=100（1+c/2）-2；矩形篩孔的有效面積F=100ab/[（a+c）（b+c）]，a、b 是篩孔的邊長，c 是篩絲直徑；小篩孔的有效面積以其密度k，k 值分為小密度（k＜25%）、正常密度（k=25%～50%）、大密度（k=50%～75%）、特殊的大密度（k＞75%）。

為得到與圓孔篩孔粒度相同的物料，長方形篩孔寬度需達到圓形篩孔的65%～70%。長方形篩孔篩網和篩板，與正方形成圓形篩孔的篩面相比，優點是篩面的有效面積系數大；篩面重量與價值較小，生產能力大，處理含水原料，可以減少堵塞篩面，長方形篩面只能對篩分產物粒度要求不嚴的情況下使用。

2.1 篩面的長與寬對篩分效果的影響

篩面長度與篩分機的效率相關，篩面長度增加到一定值，篩分效率接近一個常數[1]。圖3-1 中表示隨篩分時間的增長，篩下物料達到一個常數，圖3-2中隨著篩面長度的增加，篩下針狀物料會降低。當同樣給料給不同長度的振動篩，它的篩分率有很大區別。圖4 則是表示三種不同長度的振動篩（篩寬是15 mm，方形篩眼是12.2 mm，傾角是17.5°，轉速1 200 r/min，振幅是3.9 mm），入料粒度是3～75 mm砂礫。從圖4 可看到，在最好的給料量60～80 t/h 時，篩長是812 mm，篩分效果差，篩長1 626 mm 篩分效率提高，篩長是2 440 mm，篩分效率提高不明顯。通常物料層的厚度確定后，篩面寬度影響篩分機械生產效率。目前，我國礦用振動篩按0.3 m 的間隔增加篩子的寬度，煤用振動篩的寬度按0.25 m 間隔增加。篩面寬度和篩分機的生產效率相關，篩面寬度和篩分機生產效率成正比。

2.2 篩面傾角對篩分的影響

圖3 生產能力曲線圖

圖4 不同振動篩篩長下篩分效率與處理量關聯

篩面傾角對顆粒透篩的作用即直徑是d 的球狀顆粒垂直降落字厚度是h、篩眼是l 的篩面上，篩面和水平面成α 角，可以無阻礙透過篩眼的顆粒直徑等于D=lcosα-hsinα，如果α=45°那么d≈0.35l，這樣篩下物料的最大顆粒直徑等于篩眼尺寸的1/3，適當增大有一定篩面傾角的單軸振動篩的篩孔直徑，防止篩眼堵住，同時增加振動篩的能力。

篩面傾角大小取決于生產效率和篩分效率，當篩子的其他參數確定后，篩面傾角大，生產效率高篩分效率低，篩面傾角小，生產效率低，篩分效率高，當產品質量確定后，需要合理的傾角。根據實際情況，篩面傾角可以用以下的角度：

單軸振動篩用在預先分級時α=15°～25°，單軸振動篩用于最終分級時α=12.5°～20°；

雙軸振動篩用在分級時α=0°～10°，雙軸振動篩用于脫水、脫介時α=-5°～0°[2]。

2.3 振次和振幅對篩分效果的影響

篩面的振次與振幅是振動篩的主要力學參數，篩分干燥細粒，用高頻小振幅，篩分干燥粗粒用低頻大振幅，振動篩是強迫振動機械，對于單軸振動篩的振幅：

式中：M 是振動篩的參振質量；k 為隔振彈簧沿著振動方向上的剛度；m 為軸上偏心塊質量；r 為偏心塊中心到回轉中心的距離；ω 為軸的回轉角速度。

單軸振動篩用于預先篩分時A=2.5～3.5 mm，單軸振動篩用于最終篩分A=3～4 mm；雙軸振動篩A=5～6 mm[5]。

3 結語

選煤廠待選煤炭的性質、篩面的結構參數篩分操作等對篩分效果有影響，要求確定篩面結構參數、篩面振幅參數、給料情況，應嚴格按照要求進行操作和維護物料篩分，確保篩分效果優質優效。