选煤厂物料筛分中影响筛分效果因素分析

马富平

（阳煤集团选煤质量管理中心，山西 阳泉 045000）

1 入筛煤炭性质对筛分的影响

1.1 煤的水分对筛分的影响

入筛煤炭的湿度是影响筛分过程的重要因素，特别是干法筛分，在筛分物料的过程中，外在水分是影响煤炭筛分的基本方式，但在物料孔隙和裂缝中间的水与物料化合的水，对筛分效果和过程没有影响。

物料在细孔筛上筛分时，水分影响很大，因细级别比表面积大，细孔筛外在水分很高，物料外在水分使细颗粒黏结并吸附在大块上堵住筛孔，此外吸附在筛孔上的水，形成水膜把筛孔覆盖，这些状况影响了细物料不能按粒度分层，仍然保留在筛上的物料中。物料水分达到一定程度，筛分效率低下，物料水分较大，颗粒活性提高，可逐渐达到湿筛条件，使物料与水一起筛分。水分对物料影响，根据实验结果，如图1 所示，图1 中两种物料因影响不同，产生差别的原因可从物料的不同吸湿性得到解释。

图1 筛分料率与原料中水分关系图

经实践证明，把表面活性物质加到含水的物料中间，能提高物料活动性和分散性，改善筛分条件，使用不能被水沾湿的材料造成的筛面，在一定情况下，也可以改善筛分工作。

倘若物料含有黏结物，甚至水分小，黏土物料在筛分中成团，使细泥混入筛上物料，会堵塞筛眼。黏土物料和黏性物料，只可以在某些特别情况下用筛孔较大的筛子筛分。筛分黏性较大的矿物，需采用特殊方法，特殊方法包括湿法筛分（就是在物料上喷水），筛分前脱泥、烘干。目前，概率分级筛、旋转概率筛和等厚筛筛分黏性煤炭效果很好。

湿法筛分筛能力比干法筛分的生产能力强几倍。湿法筛分消耗水量取决应该排到筛下物料中的黏土混合物料。细泥和灰尘颗粒的性质和数量。在实际工作中，每立方米耗水1.5～3 m3左右。若工艺过程只许湿法筛分，从防尘方面看，湿法比干法筛分更易让人接受。因为筛分含粉尘多的物料时，为减少粉尘，通常要求物料和矿石要保持4%～6%水分。

1.2 煤炭的粒度对筛分效果的影响

进入筛中煤炭的颗粒组成影响筛分机的筛分能力和筛分效果。如图2 所示，值得注意的是，原始物料细粒含量接近筛眼尺寸的颗粒会影响到筛分难度，实际表明，小于3/4 的筛眼尺寸的颗粒更易通过，这种颗粒被称谓易筛颗粒。大于3/4 筛眼尺寸颗粒不容易通过筛眼。

2 筛孔尺寸与形状对筛分效果的影响

图2 物料中细粒含量对筛分效果的影响

筛面的筛分效果由筛面有效面积决定的，即筛孔与筛面总面积的比。方形筛孔的有效面积F=100a2/（a+c）2=100（1+c/2）-2；矩形筛孔的有效面积F=100ab/[（a+c）（b+c）]，a、b 是筛孔的边长，c 是筛丝直径；小筛孔的有效面积以其密度k，k 值分为小密度（k＜25%）、正常密度（k=25%～50%）、大密度（k=50%～75%）、特殊的大密度（k＞75%）。

为得到与圆孔筛孔粒度相同的物料，长方形筛孔宽度需达到圆形筛孔的65%～70%。长方形筛孔筛网和筛板，与正方形成圆形筛孔的筛面相比，优点是筛面的有效面积系数大；筛面重量与价值较小，生产能力大，处理含水原料，可以减少堵塞筛面，长方形筛面只能对筛分产物粒度要求不严的情况下使用。

2.1 筛面的长与宽对筛分效果的影响

筛面长度与筛分机的效率相关，筛面长度增加到一定值，筛分效率接近一个常数[1]。图3-1 中表示随筛分时间的增长，筛下物料达到一个常数，图3-2中随着筛面长度的增加，筛下针状物料会降低。当同样给料给不同长度的振动筛，它的筛分率有很大区别。图4 则是表示三种不同长度的振动筛（筛宽是15 mm，方形筛眼是12.2 mm，倾角是17.5°，转速1 200 r/min，振幅是3.9 mm），入料粒度是3～75 mm砂砾。从图4 可看到，在最好的给料量60～80 t/h 时，筛长是812 mm，筛分效果差，筛长1 626 mm 筛分效率提高，筛长是2 440 mm，筛分效率提高不明显。通常物料层的厚度确定后，筛面宽度影响筛分机械生产效率。目前，我国矿用振动筛按0.3 m 的间隔增加筛子的宽度，煤用振动筛的宽度按0.25 m 间隔增加。筛面宽度和筛分机的生产效率相关，筛面宽度和筛分机生产效率成正比。

2.2 筛面倾角对筛分的影响

图3 生产能力曲线图

图4 不同振动筛筛长下筛分效率与处理量关联

筛面倾角对颗粒透筛的作用即直径是d 的球状颗粒垂直降落字厚度是h、筛眼是l 的筛面上，筛面和水平面成α 角，可以无阻碍透过筛眼的颗粒直径等于D=lcosα-hsinα，如果α=45°那么d≈0.35l，这样筛下物料的最大颗粒直径等于筛眼尺寸的1/3，适当增大有一定筛面倾角的单轴振动筛的筛孔直径，防止筛眼堵住，同时增加振动筛的能力。

筛面倾角大小取决于生产效率和筛分效率，当筛子的其他参数确定后，筛面倾角大，生产效率高筛分效率低，筛面倾角小，生产效率低，筛分效率高，当产品质量确定后，需要合理的倾角。根据实际情况，筛面倾角可以用以下的角度：

单轴振动筛用在预先分级时α=15°～25°，单轴振动筛用于最终分级时α=12.5°～20°；

双轴振动筛用在分级时α=0°～10°，双轴振动筛用于脱水、脱介时α=-5°～0°[2]。

2.3 振次和振幅对筛分效果的影响

筛面的振次与振幅是振动筛的主要力学参数，筛分干燥细粒，用高频小振幅，筛分干燥粗粒用低频大振幅，振动筛是强迫振动机械，对于单轴振动筛的振幅：

式中：M 是振动筛的参振质量；k 为隔振弹簧沿着振动方向上的刚度；m 为轴上偏心块质量；r 为偏心块中心到回转中心的距离；ω 为轴的回转角速度。

单轴振动筛用于预先筛分时A=2.5～3.5 mm，单轴振动筛用于最终筛分A=3～4 mm；双轴振动筛A=5～6 mm[5]。

3 结语

选煤厂待选煤炭的性质、筛面的结构参数筛分操作等对筛分效果有影响，要求确定筛面结构参数、筛面振幅参数、给料情况，应严格按照要求进行操作和维护物料筛分，确保筛分效果优质优效。