篩分是將粒子群按粒子的大小、比重、帶電性以及磁性等粉體學性質進行分離的方法。用帶孔的篩面把粒度大小不同的混合物料分成各種粒度級別的作業叫做篩分。
基本介紹
- 中文名：篩分
- 外文名：sieving；sifting
- 影響因素：粒子粒徑、密度、形狀、含濕量等
- 篩分設備：固定篩、滾軸篩、滾筒篩等
- 作用：將顆粒群按粒度(或體積)分成級別
- 使用範圍：較粗的物料即大於0.25毫米的物料
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簡介
利用篩子將粒度範圍較寬的顆粒群按粒度(或體積)分成級別的作業，稱為篩分。
篩分
篩分通過篩孔的粒級稱為篩下產物，留在篩上的稱為篩上產物。粒級的表示法，例如小於25毫米而大於10毫米的粒級，常以一25+10毫米表示。有時亦用25～10毫米或25/10毫米表示。
作用
篩分一般適用於較粗的物料，即大於0.5或0.25毫米的物料。較細的(小於2毫米)則採用分級，分級是根據物料在介質(水或空氣)中沉降速度的不同而分成不同的粒級的作業。
篩分時粒群主要按其粒度或體積分開，比重和形狀的影響較小；但分級時，比重及形狀超顯著的影響。
影響因素
篩分設備
篩分設備廣泛地套用於許多工業部門。因此，篩分機的種類繁多，至今尚無統一的分類標準。選煤廠使用的篩分機械主要有以下幾種類型：
1．固定篩
固定格篩
固定格篩固定篩是最簡單的篩分設備，篩面由許多平行排列的篩條組成，篩面固定不動。篩面可水平安裝或傾斜安裝，依靠物料自重沿篩面下滑而篩分，雖然單位面積處能力和篩分效率低，但是，由於構造簡單、不耗用動力、沒有運動部件、設備費用低和維修方便，所以在選煤廠廣泛套用。
固定篩有棒條篩和條縫篩之分。棒條篩篩面由平行的棒條組成，篩孔(棒條間隙寬度)一般大於或等於25mm，用於大塊分級；條縫篩由梯形斷面篩條排列而成，篩孔(篩條間隙寬度)一般為0.25～1mm，一般用於物料的初步脫水。
運動時的離心辦實現分級和脫水。弧形篩一般用於預先脫水、脫泥和脫介，旋流篩可用於初步脫水和預先脫泥。
2．滾軸篩
滾軸篩
滾軸篩滾軸篩是一種活動的棒篩。篩面由許多根輥軸平行排列而成，輥軸由鏈條傳動裝置帶動同向旋轉。篩面傾角為12°—15°。物料隨轉動的輥軸帶動前進，細粒透過輥軸間隙漏下，粗粒被運到尾端排出。
滾軸篩結構堅固、工作可靠、運轉平穩，但構造複雜、笨重、處理能力和篩分效率均低，適用於露天礦井原煤的預先篩分，也用於露天礦重介選矸車間脫介。
3．滾筒篩
滾筒篩
滾筒篩滾筒篩篩面為帶孔的圓柱形簡體或截頭圓錐形簡體。在傳動裝置帶動下，篩筒繞軸緩慢迴轉，為使物料在筒內沿軸線方向前進，圓柱形篩筒的軸線應傾斜3°～5°。安裝，截頭圓錐形篩筒因本身已有坡度，所以其軸線可水平安裝。
物料由篩筒的一端給入，被旋轉的簡體帶起，當達一定高度後，因受重力作用，自行落下。如此不斷起落運動，使小於篩孔尺寸的顆粒透篩，而篩上物則逐漸移至篩簡的另一端排出。
滾筒篩因單位面積處理能力低、篩孔易堵塞、篩分效率低，所以，目前只有少數選煤廠在粗、中粒物料的篩分和脫水中使用。
4．搖動篩
搖動篩搖動篩的工作部件是一個帶有平面篩面的矩形篩箱。篩箱由鉸接桿或彈性桿支承(或吊拄)在機架上，通過偏心傳動裝置j帶動作往復擺動。為使物料沿篩面向前運動，篩面多為傾斜安裝。在篩箱往復擺動的作用下，物料在篩面上不斷地跳起和落下，並逐漸向低端移動，在運動過程中完成物料的分級。
搖動篩的優點是篩箱搖動的幅度（濁程）不因給料量的多少而變化。缺點是篩分效率和處理能力較低。因此，新設計的選煤廠已不採用。在老的選煤廠中，搖動篩主要用於末精煤及粗煤泥的脫水。
5．振動篩
振動篩
振動篩振動篩是目前許多工業部門最廣泛套用的篩分機。振動篩和搖動篩一樣具有帶平面篩面的矩形篩箱，但篩箱用彈性元件支承(或吊掛)在機架上並用激振器進行激振，因而它是一個彈性振動系統，其振幅受給料及其它動力學因素的影響，可以改變。振動篩的振動頻率高、振幅小、物料在篩面上作跳躍運動，因而處理能力和篩分效率都較高。振動篩適用於各粒級物料的分級和中、細粒級煤的脫水、脫泥和脫介。
6．其它新型篩分機
隨著生產的發展和科學技術的進步，近年來國內外又出現了許多新型篩分機。在選煤廠使用的主要有：振動機率篩、旋轉機率篩、等厚篩、機率等厚篩、弛張篩、立式圓筒離心篩、螺旋篩及變幅篩等。在這些篩分機中，除了振動機率篩，等厚篩和機率等厚篩，從運動特徵上看是屬於振動篩的新機種外，所有篩分機都具有新的結構和工作原理。是煤炭深度篩分的重要設備。
分類
篩分作業在礦冶工業、建築材料工業及化學工業中，得到廣泛的套用。根據篩分在工藝過程中所完成的任務不同，篩分作業可分為五類：
振動篩分儀預先篩分是指礦石進入破碎機前進行的篩分，用篩子從礦石中分出對於該破碎機而言已經是合格的部分，如粗碎機前安裝的格條篩、篩分，其篩下產品。這樣就可以減少進入破碎機的礦石量，可提高破碎機的產量。
檢查篩分是指礦石經過破碎之後進行的篩分，其目的是保證最終的碎礦產品符合磨礦作業的粒度要求，使不合格的碎礦產品返回破碎作業中，如中、細碎破碎機前的篩分，既起到預先篩分，又起到檢查篩分的作用。所以檢查篩分可以改善破碎設備的利用情況，相似於分級機和磨礦機構成閉路循環工作，以提高磨礦效率。
（3）準備篩分 其目的是為下一作業做準備。如重選廠在跳汰前要把物料進行篩分分級，把粗、中、細不同的產物進行分級跳汰。
（4）選擇篩分 如果物料中有用成分在各個粒級的分布差別很大，則可以篩分分級得到質量不同的粒級，把低質量的粒級篩除，從而相應提高了物料的品位，有時又把這種篩分叫篩選。
（5）脫水篩分 篩分的目的是脫除物料的水分，一般在洗煤廠比較常見。
此外，物料含水泥較高時，也用篩分進行脫泥。
篩分試驗
工程材料篩分試驗
粗集料及集料混合料的篩分試驗
粗集料及集料混合料的篩分試驗
(T 0302-2005)
一、目的與適用範圍
1、測定粗集料(碎石、礫石、礦渣等)的顆粒組成
對水泥混凝土用粗集料可採用乾篩法篩分，對瀝青混合料及基層用粗集料必須採用水洗法試驗。
2、本方法也適用於同時含有粗集料、細集料、礦粉的集料混合料篩分試驗，如未篩碎石、級配碎石、天然砂礫、級配砂礫、無機結合料穩定基層材料、瀝青拌和樓的冷料混合料、熱料倉材料、瀝青混合料經溶劑抽提後的礦料等。
二、儀具與材料
1、試驗篩：根據需要選用規定的標準篩。
2、搖篩機。
3、天平或台秤：感量不大於試樣質量的0.1%。
4、其它：盤子、鏟子、毛刷等。
三、試驗準備
按規定將來料用分料器或四分法縮分至要求的試樣所需量，風乾後備用。根據需要可按要求的集料最大粒徑的篩孔尺寸過篩，除去超粒徑部分顆粒後，再進行篩分。
四、粗集料乾篩法試驗步驟
1、取試樣一份置105℃±5℃烘箱中烘乾至恆重，稱取乾燥集料試樣的總質量(m0)，準確至0.1%。
2、用搪瓷盤作篩分容器，按篩孔大小排列順序逐個將集料過篩。人工篩分時，需使集料在篩面上同時有水平方向及上下方向的不停頓的運動，使小於篩孔的集料通過篩孔，直至1min內通過篩孔的質量小於篩上殘餘量的0.1%為止；當採用搖篩機篩分時，應在搖篩機篩分後再逐個由人工補篩。將篩出通過的顆粒並人下一號篩，和下一號篩中的試樣一起過篩，順序進行，直至各號篩全部篩完為止。應確認1min內通過篩孔的質量確實小於篩上殘餘量的0.1%。
註：由於0.075mm篩乾篩幾乎不能把沾在粗集料表面的小於0.075mm部分的石粉篩過去，而且對水泥混凝土用粗集料而言，0.075mm通過率的意義不大，所以也可以不篩，且把通過0.15mm篩的篩下部分全部作為0.075mm的分計篩余，將粗集料的O.075mm通過率假設為0。
3、如果某個篩上的集料過多，影響篩分作業時，可以分兩次篩分，當篩余顆粒的粒徑大於19mm時，篩分過程中允許用手指輕輕撥動顆粒，但不得逐顆篩過篩孔。
4、稱取每個篩上的篩餘量，準確至總質量的0.1%。各篩分計篩餘量及篩底存量的總和與篩分前試樣的乾燥總質量m0相比，相差不得超過m0的0.5%。
五、粗集料水洗法試驗步驟
1、取一份試樣，將試樣置105℃±5℃烘箱中烘乾至恆重，稱取乾燥集料試樣的總質量(m3)，準確至0.1%。
2、將試樣置一潔淨容器中，加入足夠數量的潔淨水，將集料全部淹沒，但不得使用任何洗滌劑、分散劑或表面活性劑。
3、用攪棒充分攪動集料，使集料表面洗滌乾淨，使細粉懸浮在水中，但不得破碎集料或有集料從水中濺出。
4、根據集料粒徑大小選擇組成一組套篩，其底部為0.075mm標準篩，上部為2.36mm或4.75mm篩。仔細將容器中混有細粉的懸浮液倒出，經過套篩流入另一容器中，儘量不將粗集料倒出，以免損壞標準篩篩面。
註：無需將容器中的全部集料都倒出，只倒出懸浮液。且不可直接倒至0.075mm篩上，以免集料掉出損壞篩面。
5、重複以上2～4步驟，直至倒出的水潔淨為止，必要時可採用水流緩慢沖洗。
6、將套篩每個篩子上的集料及容器中的集料全部回收在一個搪瓷盤中，容器上不得有沾附的集料顆粒。
7、在確保細粉不散失的前提下，小心泌去搪瓷盤中的積水，將搪瓷盤連同集料一起置105℃±5℃烘箱中烘乾至恆重，稱取乾燥集料試樣的總質量(m4)，準確至0.1%。以m3與m4之差作為0.075mm的篩下部分。
8、將回收的乾燥集料按乾篩方法篩分出0.075mm篩以上各篩的篩餘量，此時0.075mm篩下部分應為0，如果尚能篩出，則應將其併入水洗得到的0.075mm的篩下部分，且表示水洗得不乾淨。
六、計算
1、乾篩法篩分結果的計算
(1) 計算各篩分計篩餘量及篩底存量的總和與篩分前試樣的乾燥總質量m0之差，作為篩分時的損耗，並計算損耗率，記入表2之第(1)欄，若損耗率大於0.3%，應重新進行試驗。
m5=m0-(∑mi+m底) (1)
式中：m5——由於篩分造成的損耗(g)；
m0——用於乾篩的乾燥集料總質量(g)；
mi——各號篩上的分計篩余(g)；
i——依次為0.075mm、0.15mm……至集料最大粒徑的排序；
m底——篩底(0.075mm以下部分)集料總質量(g)。
(2)乾篩分計篩余百分率
乾篩後各號篩上的分計篩余百分率計算後記入表2之第(2)欄，精確至0.1%。
(3)乾篩累計篩余百分率
各號篩的累計篩余百分率為該號篩以上各號篩的分計篩余百分率之和，記入表2之第(3)欄，精確至0.1%。
(4)乾篩各號篩的質量通過百分率
各號篩的質量通過百分率Pi等於100減去該號篩累計篩余百分率，記入表2之第(4)欄，精確至0.1%。
(5)由篩底存量除以扣除損耗後的乾燥集料總質量計算0.075㎜篩的通過率。
(6)試驗結果以兩次試驗的平均值表示，記入表2第(5)欄，精確至0.1%。當兩次試驗結果差值超過1%時，試驗應重新進行。
粗集料乾篩分記錄 表2
乾燥試樣總量m0(g) | 第1組 | 第2組 | 平均 | ||||||
3000 | 3000 | ||||||||
篩孔尺寸(㎜) | 篩上重mi(g) | 分計篩余(%) | 累計篩余(%) | 通過百分率(%) | 篩上重mi(g) | 分計篩余(%) | 累計篩余(%) | 通過百分率(%) | 通過百分率(%) |
(1) | (2) | (3) | (4) | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) | |
19 | 0 | 0 | 0 | 100 | 0 | 0 | 0 | 100 | 100 |
16 | 696.3 | 23.2 | 23.2 | 76.8 | 699.4 | 23.3 | 23.3 | 76.7 | 76.7 |
13.2 | 431.9 | 14.4 | 37.6 | 62.4 | 434.6 | 14.5 | 37.8 | 62.2 | 62.3 |
9.5 | 801.0 | 26.7 | 64.4 | 35.6 | 802.3 | 26.8 | 64.6 | 35.4 | 35.5 |
4.75 | 989.8 | 33.0 | 97.4 | 2.6 | 985.3 | 32.9 | 97.4 | 2.6 | 2.6 |
2.36 | 70.1 | 2.3 | 99.7 | 0.3 | 68.5 | 2.3 | 99.7 | 0.3 | 0.3 |
1.18 | 8.2 | 0.3 | 100.0 | 0.0 | 7.9 | 0.3 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
0.6 | 0.5 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.2 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
0.3 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
0.15 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
0.075 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
篩底m底 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | 0.0 | ||
篩分後總量∑mi(g) | 2997.8 | 100.0 | 2998.2 | 100.0 | |||||
損耗m5(g) | 2.2 | 1.8 | |||||||
損耗率(%) | 0.1 | 0.1 | |||||||
2、水篩法篩分結果的計算
(1)計算粗集料中0.075mm篩下部分質量，記入表3中，精確至0.1%。當兩次試驗結果差值超過1%時，試驗應重新進行。
(2)計算各篩分計篩餘量及篩底存量的總和與篩分前試樣的乾燥總質量m4之差，作為篩分時的損耗，並計算損耗率記入表3之第(1)欄，若損耗率大於0.3%，應重新進行試驗。
m5 = m3-(∑mi+m0.075) (5)
式中：m5——由於篩分造成的損耗(g)；
m3——用於水篩篩分的乾燥集料總質量(g)；
mi——各號篩上的分計篩余(g)；
i——依次為0.075mm、0.15mm……至集料最大粒徑的排序；
m0.075——水洗後得到的0.075mm以下部分質量(g)，即(m3一m4)。
(3)計算其它各篩的分計篩余百分率、累計篩余百分率、質量通過百分率，計算方法與乾篩法相同。當乾篩時篩分有損耗時，應按乾篩法的方法從總質量中扣除損耗部分(見報告示例).將計算結果分別記入表3第(2)、(3)、(4)欄。
(4)試驗結果以兩次試驗的平均值表示，記入表3第(5)欄。
粗集料水篩法篩分記錄 表3
乾燥試樣總量m3(g) | 第1組 | 第2組 | 平均 | |||||||
3000 | 3000 | |||||||||
水洗後篩上總量m4(g) | 2879 | 2868 | ||||||||
水洗後0.075㎜篩下量m0.075(g) | 121 | 132 | ||||||||
0.075㎜通過率P0.075(%) | 4 | 4.4 | ||||||||
篩孔尺寸(㎜) | 篩上重mi(g) | 分計篩余(%) | 累計篩余(%) | 通過百分率（%） | 篩上重mi(g) | 分計篩余(%) | 累計篩余(%) | 通過百分率（%） | 通過百分率（%） | |
(1) | (2) | (3) | (4) | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) | ||
水洗後乾篩法篩分 | 19 | 5 | 0.2 | 0.2 | 99.8 | 0 | 0 | 0 | 100 | 99.9 |
16 | 696.3 | 23.2 | 23.4 | 76.6 | 680.3 | 22.7 | 22.7 | 77.3 | 76.9 | |
13.2 | 882.3 | 29.4 | 52.8 | 47.2 | 839.2 | 28 | 50.7 | 49.3 | 48.2 | |
9.5 | 713.2 | 23.8 | 76.6 | 23.4 | 778.5 | 26 | 76.7 | 23.3 | 23.4 | |
4.75 | 343.4 | 11.5 | 88.1 | 11.9 | 348.7 | 11.6 | 88.3 | 11.7 | 11.8 | |
2.36 | 70.1 | 2.3 | 90.4 | 9.6 | 68.3 | 2.3 | 90.6 | 9.4 | 9.5 | |
1.18 | 87.5 | 2.9 | 93.3 | 6.7 | 79.1 | 2.6 | 93.2 | 6.8 | 6.7 | |
0.6 | 67.8 | 2.3 | 95.6 | 4.4 | 59.3 | 2 | 95.2 | 4.8 | 4.6 | |
0.3 | 4.6 | 0.2 | 95.7 | 4.3 | 4.3 | 0.1 | 95.3 | 4.7 | 4.5 | |
0.15 | 5.6 | 0.2 | 95.9 | 4.1 | 3.8 | 0.1 | 95.5 | 4.5 | 4.3 | |
0.075 | 2.3 | 0.1 | 96 | 4 | 4 | 0.1 | 95.6 | 4.4 | 4.2 | |
篩底m底[注] | 0 | 0 | ||||||||
乾篩後總量∑mi(g) | 2878.1 | 96 | 2865.5 | 95.6 | ||||||
損耗m5(g) | 0.9 | 2.5 | ||||||||
損耗率(%) | 0.03 | 0.09 | ||||||||
扣除損耗後總量(g) | 2999.1 | 2997.5 | ||||||||
註：如篩底m底的值不是0，應將其併入m0.075中重新計算P0.075。
七、報告
1、 篩分結果以各篩孔的質量通過百分率表示，宜記錄為表2或表3的格式。
2、對用於瀝青混合料、基層材料配合比設計用的集料，宜繪製集料篩分曲線，其橫坐標為篩孔尺寸的0.45次方(見表4)，縱坐標為普通坐標。
級配曲線的橫坐標(按X=di計算) 表4
篩孔di(㎜) | 0.075 | 0.15 | 0.3 | 0.6 | 1.18 | 2.36 | 4.75 |
橫坐標x | 0.312 | 0.426 | 0.582 | 0.795 | 1.077 | 1.472 | 2.016 |
篩孔di(㎜) | 9.5 | 13.2 | 16 | 19 | 26.5 | 31.5 | 37.5 |
橫坐標x | 2.745 | 3.193 | 3.482 | 3.762 | 4.370 | 4.723 | 5.109 |
3、同一種集料至少取兩個試樣平行試驗兩次，取平均值作為每號篩上篩餘量的試驗結果，報告集料級配組成通過百分率及級配曲線。
