【正文】 — 半圓形； b — 角錐形； c — 過渡形 3 ）空氣室與跳汰室寬度的比例 空氣室的寬度 與跳汰室的寬度之比值（即沖程系數(shù)）：塊 煤跳汰機約為 ~ ，末煤跳汰機和混合入選跳汰機約為 ~ 。篩側(cè)空氣室跳汰機的基本結(jié)構(gòu)如圖 2 — 5 — 7 所示。下面根據(jù)使用范圍，區(qū)分為選煤用跳汰機和選礦用跳汰機兩大類。機械動篩是一種槽體中水流不脈動，直接靠板上的物料造成周期性地松散。該類型跳汰機主要用于選煤?？諝饷}動跳汰機（亦稱無活塞跳汰機），該跳汰機是借助壓縮空氣，推動水流作垂直交變運動。機器外形以矩形、梯形為多，近年來又出現(xiàn)了圓形。隔膜跳汰機是用隔膜取代活塞的作用。活塞跳汰機是以活塞往復運動，給跳汰機一個垂直上升的脈動水流，它是跳汰機的最早型式。合理的跳汰周期曲線應與被選物料性質(zhì)相適應，使床層呈適宜的松散狀態(tài)，顆粒主要借重力加速度差相對運動，這是選擇跳汰周期曲線的基本原則。因為判斷一個跳汰周期的水流特性是否合理，一般要從三個方面看，一是對床層的盡快松散是否有利；二是對按密度分層作用的效果；三是針對原料性質(zhì)的特點，對吸啜作用的影響。原有跳汰周期一旦完結(jié)，應立即開始一個新的跳汰周期。3t1t2t 水流在整個下降期間，它所肩負的任 務，是使床層的松散時間盡可能延長讓分層過程得以充分進行；但當分層完畢后，下降水流也應盡快停止，既可防止低密度物混入高密度物中去又可避免使床層過度緊密。顧及兩方面要求，下降初期水流長而緩應適度。它既是按密度分層過程的延續(xù)，又是分層過程的補充。第 III 階段 —— 水流加速下降時期或稱下降初期在下降初期，應使水流加速度較小， 時間宜長些為佳，即下降初期水流特點應是長而緩。第 II 階段 —— 水流減速上升時期或稱上升末期水流在整個上升期間， 所肩負的使命，是使床層盡快擴展松散，并使松散狀態(tài)持續(xù)一段時間，為按密度分層提供足夠的空間和時間。分別討論跳汰周期的各階段中水流和床層運動及變 化的特點，來 考察松散及分層過程。因此，只要選擇恰當?shù)乃偌凹铀俣葹榘疵芏确謱觿?chuàng)造有利的條件。而粒度及形狀的影響僅體現(xiàn)在介質(zhì)阻力加速度（即第二項）上，其數(shù)值與相對速度的平方成正比。因此，礦粒受到一個附加慣性阻力 的作用，由式可知（ 5 ） 床層中的礦粒運動時，要受到機械阻力 。（ 3 ） 由于介質(zhì)作加速運動，其加速度所產(chǎn)生的慣性力作用在礦粒上，稱為介質(zhì)流對礦粒的附加推力 。 二、分層過程的動力學學說1 . 床層中的礦粒在垂直交變流中的受力分析（ 1 ） 礦粒在介質(zhì)中的重力 ，因其方向向下，故為（ + ）。除了跳汰以外，所有其它重選分層過程，皆可用此學說予以解釋，故現(xiàn)常將邁耶爾的位能學說視作重選分層的基本原理。 圖 2 — 5 — 2 物料分層前后床層位能的變化、 — 床層內(nèi)輕、重物料的重量；、 — 床層內(nèi)輕、重物料的堆積高度1m2m1h2h )(221211mmhhE ??? （ 2 — 5 — 1 ）112222)2(2mhhmhE ??? （ 2 — 5 — 2 ）)(21211221hmhmEEE ?????（ 2 — 5 — 3 ）1111??Ahm ?（ 2 — 5 — 4 ）2222??Ahm ?)(2112221???? ??? AhhE當分層過程是可以發(fā)生時，則必定是正值。圖 2 — 5 — 2 表示了床層分層前與分層后的理想變化情況。德國人邁耶爾（ E .W. M ay e r ， 1947 ） 應用這一普遍原理分析了跳汰過程，認為床層的分層過程是一個位能降低的過程。處理金屬礦石時，給 礦粒 度上限 可達 3 0 ~ 5 0 mm ， 回 收的粒 度下限 為~ mm 。礦石 分選中，跳汰選礦是處理粗、中粒礦石的有效方法。另外跳汰選煤處理的粒度級別較寬，在1 5 0 ~ 0 . 5 mm 范圍；既可不分級入選，也可分級入選。煤炭 分選中，跳汰選煤占很大比重。水流在跳汰室中上下運動的最大位移稱為 水流沖程 。脈動水每完成一次周期性變化所用的時間即為 跳汰周期 。物料在跳汰過程中之所以能分層，起主要作用的 內(nèi)因 ，是 礦粒自身 的性質(zhì)，但能讓分層得以實現(xiàn)的 客觀條件 ，則是垂直升降的 交變水流 。實現(xiàn)跳汰過程的設備叫 跳汰機 。 教學重點：第一節(jié) 概述第二節(jié) 跳汰選礦原理一、按密度分層的位能學說二、分層過程的動力學學說三、跳汰過程中垂直交變水流的運動特性第三節(jié) 跳汰機一、選煤用跳汰機二、選礦用跳汰機第四節(jié) 跳汰機的操作工藝與制度一、跳汰機的給料二、跳汰頻率和跳汰振幅三、風量和水量四、風閥周期特性五、床層狀態(tài)六、產(chǎn)物的排放、分離 第一節(jié) 概 述跳汰選礦 是指物料主要在垂直上升的變速介質(zhì)流中，按密度差異進行分選的過程。物料在粒度和形狀上的差異，對選礦結(jié)果有一定的影響。 被選物料給到跳汰機篩板上，形成一個密集的物料層，這個密集的物料層稱為 床層 。 圖 2 — 5 — 1 礦粒在跳汰時的分層過程a 分層前顆?；祀s堆積；b 上升水流將床層托起；c 顆粒在水流中沉降分層；d 水流下降，床層密集，重礦物進入底層 跳汰機中水流運動的速度及方向是周 期變化的，這樣的水流稱作 脈動水流 。在一個周期內(nèi)表示水速隨時間變化的關(guān)系曲線稱作 跳汰周期曲線 。水流每分鐘循環(huán)的次數(shù)稱為 沖次 。 全世界每年入選煤炭中，有 5 0% 左右是采用跳汰機處理；我國跳汰選煤占全部入選原煤量的 70% 。跳汰選煤的適應性較強，除非極難選煤，均可優(yōu)先考慮采用跳汰的方法處理。大量地用于分選鎢礦、錫礦、金礦及某些稀有金屬礦石；此外，還用于分選鐵、錳礦石和非金屬礦石。 第二節(jié) 跳汰選礦原理一、按密度分層的位能學說由熱力學第二定律可知，任何封閉體系都趨向于自由能的降低，即一種過程如果變化前后伴隨著能量的降低，則該過程將自動地進行。因此當床層適當松散時，重礦物顆粒下降，輕礦物顆粒上升，應該是一種必然的趨勢。若取床層的底面為基準面，基準面的面積為 A 。1122???? ?（ 2 — 5 — 5 ） 分層的位能學說完全不涉及流體動力因素的影響，只就分層前后床層內(nèi)部能量的變化，說明了分層的趨勢，因而屬于靜力學體系學說。但重選過程離不開流體松散，則流體動力對顆粒運動的影響就不可避免，故邁耶爾學說只是一種理想的情況。即（ 2 ） 礦粒與水因有相對運動而引起的介質(zhì)阻力 。（ 4 ） 由于礦粒在介質(zhì)中作加速度運動，勢必帶動周圍部分介質(zhì)也隨其作加速度運動，于是這部分介質(zhì)便產(chǎn)生了與其方向相反的慣性力，此力反作用在礦粒上。gdGVo)(63?????0G1R???221 cVdR ??1FudFV???631??dtddjRcVg???63??gRjR 2 . 礦粒在垂直交變介質(zhì)流中運動微分方程式的建立gRFRGdtdm ????110?或dtddjuddgddtddcVVcVVV??????????????66)(66332233????? ? （ 2 — 5 — 6 ）若以 除式（ 2 — 5 — 6 ）兩側(cè)，便可得到單位質(zhì)量礦粒的運動微分方程式，即??63Vdm ?dtdjudgdtdcVc??????????????????? ?26（ 2 — 5 — 7 ） 對跳汰過程中顆粒運動微分方程式的分析，可歸納 兩個重要點：（ 1 ） 礦粒運動狀態(tài)除和密度有關(guān)外，還與粒度及形狀有關(guān)。因此，在跳汰過程中，盡量減小礦粒與介質(zhì)之間的相對運動速度是至關(guān)重要的；（ 2 ） 介質(zhì)的運動狀態(tài)（速度和加速度）對礦粒的運動或者說對床層的分層有重要影響。 三、跳汰過程中垂直交變水流的運動特性（一）跳汰機內(nèi)垂直交變水流的運動特性圖 2 — 5 — 3 活塞跳汰機工作原理圖1 — 活塞室； 2 — 跳汰室； 3 — 篩板； 4 — 偏心輪；5 — 連桿； 6 — 活塞； 7 — 進水管 ?? ωr s i n?或 （ 2 — 5 — 8 ）當 或 時，活塞的瞬時速度為最小， ；當 時，活塞的瞬時速度達到最大值，即活塞運動的加速度，可由式（ 2 — 5 — 8 ）的一階導數(shù)求出，即（ 2 — 5 — 9 ）經(jīng)時間 ，活塞的行程 可由水速對時間的積分求出，即（ 2 — 5 — 10 ）tr ??? s in?0?? ?? ?0m i n??2/?? ?nrnrr 30m a x??????trdtd???? co s2???t h)c o s1(s i n00trt d trdthtt???? ?????? 跳汰室內(nèi)水速速度 、加速度 及行程 （波高）分別為（ 2 — 5 — 11 ）（ 2 — 5 — 12 ）（ 2 — 5 — 13 ）u u? strAAu ??? s in21?trAAu ??? cos221??)c os1(21trAAs ?? ??圖 2 — 5 — 4 活塞跳汰機水流速度、加速度及行程與時間的變化關(guān)系曲線 （二）水流運動特性 對 床層松散與分層的作用為了便于分析問題，現(xiàn)以正弦跳汰周期為例，并將該跳汰周期分為 、 、 、 四個階段（如圖 2 — 5 — 5 ）所示。1t2t3t4t 圖 2 — 5 — 5 正弦跳汰周期四個階段床層松散與分層過程、 、 — 分別為水、低密度物和高密度物的行程；、 、 — 分別為水、低密度物及高密度物運動速度；— 水流運動的加速度s1s2su1u2uu? 第 I 個階段 —— 水流加速上升時期或稱上升初期水流加速上升時期，水 流運動的主要任務，是較快地將床層舉起，使其占據(jù)一定高度，為床層進一步的充分松散與分層，創(chuàng)造一個空間條件。因此，上升水流作用的時間（ + ）應盡量長些為宜，并且床層的松散過程，以先從床層上下兩層擴展，故要求上升水流的運動特性，最理想的是開始短而速，爾后長而緩。吸啜作用是必不可少的 。為了加強吸啜作用，水流應是短而速。第 IV 階段 —— 水流減速下降時期或稱下降末期在下降末期，吸啜作用應加以適當控制。故整個下降水流，初期應適度長而緩，末期應盡量短而速。從上述跳汰周期特性對床層 松散與分層的作用可以看出，活塞跳汰機水流運動特性，并非是理想的跳汰周期。 圖 2 — 5 — 6 工業(yè)上使用的幾種典型跳汰周期特性曲線， ； ， ；， ； ，bauua ??)(batt ?bauub ??)(batt ?bauuc ??)(batt ?bauud ??)(batt ? （三）幾個典型跳汰周期的分析1. 活塞跳汰機的對稱跳汰周期特性曲線2. 上升水速大、作用時間長的跳汰周期特性曲線3. 上升水速大于下降水速但作用時間相等的跳汰周期4. 上升水速大但作用時間短的不對稱跳汰周期5. 上升水速較緩但作用時間較長的不對稱跳汰周期實踐證明：跳汰周期曲線形式是獲得良好選別效果的重要因素之一。 第三節(jié) 跳汰機國內(nèi)外采用各種類型的跳汰機 , 根據(jù)設備結(jié)構(gòu)和水流運動方式不同 , 大致可以分為以下幾種：（ 1 ）活塞跳汰機；（ 2 ）隔膜跳汰機；（ 3 ）空氣脈動跳汰機；（ 4 ）動篩跳汰機。現(xiàn)在基本上已被隔膜跳汰機和空氣脈動跳汰機所取代。其傳動裝置多為偏心連桿機構(gòu)，也有采用凸輪杠桿或液壓傳動裝置的。按隔膜的安裝位置不同，又可分為上動型（又稱旁動型）、下動型和側(cè)動型隔膜跳汰機，隔膜跳汰機主要用于金屬礦選礦廠。按跳汰機空氣室的位置不同，分為篩側(cè)空氣室（側(cè)鼓式）和篩下空氣室跳汰機。動篩跳汰機有機械動篩和人工動篩兩種，手動已少用。目前為大型選煤廠尤其是高寒缺水地區(qū)選煤廠的塊煤排矸提供了有效設備。 一、選煤用跳汰機（一）篩側(cè)空氣室跳汰機（鮑姆式跳汰機）據(jù)其結(jié)構(gòu)與用途篩側(cè)空氣室跳汰機可分為不分級煤用跳汰機、塊煤跳汰機和末煤跳汰機三種。圖 2 — 5 — 7 篩側(cè)空氣室跳汰機結(jié)構(gòu)1 — 機體； 2 — 風閥； 3 — 溢流堰； 4 — 自動排矸裝置的浮標傳感器； 5 — 排矸輪；6 — 篩板； 7 — 排中煤道； 8 — 排矸道； 9 — 分隔板； 10 — 脈動水流；11 — 跳汰室； 12 — 空氣室； 13 — 頂水進水管 1. 跳汰機的機體跳汰機的機體是承受跳汰機全部重量和脈動水流產(chǎn)生的動負荷。 國外把跳汰機的背靠背或面對面地合并制造成雙室跳汰機