第七章跳汰选矿

物理选矿杨小平Mobilemail:yxp@第七章跳汰选矿§7-1概述

跳汰选矿是在垂直变速介质流中按密度分选矿石的过程。跳汰选时，矿石被给到跳汰机的筛板上，形成一个密集的物料床层，从下面透过筛板周期地给入上下交变的水流，使床层松散，并在松散和上下运动的过程中实现分层。分层的结果是，密度高的物料集中在床层的底层，密度低的物料进入上层。上层的轻矿物将被跳汰室中的水平流带出跳汰室，下层的重矿物将通过筛板上的排料装置或者直接透过筛板排出。随着物料的不断给入和轻、重矿物的不断排出，构成连续的分选过程。分层分离跳汰机入料（原煤）精煤矸石中煤水水↑↑↑↑↓↓↓↓产生脉动水流的三种方式：动筛、活塞或者压缩空气。跳汰选矿的发展人工淘选矿沙手动的动筛式跳汰机1840年，活塞式跳汰机，偏心传动、筛板固定l892年，无活塞跳汰机，压缩空气、筛板固定，鲍姆跳汰机，筛侧空气室式跳汰机的代表巴达克跳汰机，筛下空气室式跳汰机的代表滑动风阀（立式风阀）→旋转风阀（卧式风阀）→数控气动电磁风阀脉动水流的运动更趋于合理、产品排放准确畅通

推动水流运动的方式是多样的：a、由偏心连杆机构带动橡胶隔膜作往复运动，以推动水流在跳汰室内作上下脉动，这种跳汰机称为隔膜跳汰机；b、周期鼓入压缩空气的方法推动水流。根据空气室的位置侧鼓式跳汰机（鲍姆跳汰机）筛下空气室跳汰机（巴达克跳汰机）c、筛板和筛板上的物料同时在水中上下运动，由液压或机械装置驱动，称为动筛跳汰机。脉动水流：跳汰机中速度大小和方向作周期性变化的上下运动的水流跳汰周期：脉动水流没完成一个周期性变化所用的时间即为跳汰周期；跳汰周期曲线：在一个周期内表示水速随时间变化的关系曲线称为跳汰周期曲线；水流冲程：水流在跳汰室中上下运动的最大位移称为水流冲程；机械冲程：隔膜或活塞本身的最大位移称为机械冲程；冲程系数：冲次：水流或隔膜每分钟循环的次数称为冲次。第二节物料在跳汰机中的分层规律一、颗粒在垂直交变水流中的受力分析及运动方程

在跳汰机中水流运动包括两部分：垂直升降的变速脉动水流和水平流。前者对颗粒按密度分层起主要作用，后者对颗粒分层也有影响，但主要作用是运输物料。所以首先研究脉动水流运动特性。

1跳汰机中的水流运动特性首先分析比较简单的活塞跳汰机的脉动水流特性。活塞跳汰机工作原理如下图所示水245167按绝对值计算，当偏心轮转动一周时，活塞行程为2×2r，所需时间是T=60/n,所以，在一周内活塞的平均速度Vmean为：

Vmean=4r/T=nr/15活塞运动的加速度可由活塞运动速度的一阶导数求出：经过时间t后活塞的行程h,可由活塞运动速度对时间的积分求出在跳汰机室内，水流运动的实际速度比活塞运动的速度小些，因为：（1）活塞与机壁之间有缝隙，有漏水现象，所以必须加上一个考虑漏水的系数β；（2）跳汰室的面积一般均大于活塞室的面积，所以还必须乘以一个反映两室宽度比例的系数。跳汰室内的水流速度

和水流加速度以及行程s(水波高度)分别为：

名词：跳汰周期

跳汰频率跳汰周期特性曲线无活塞跳汰机的水流运动是由压缩空气鼓动，用风阀调节的。各种跳汰周期特性曲线见下图1滑动风阀跳汰机2活塞跳汰机3旋转风阀跳汰机跳汰周期特性曲线不仅与风阀的结构有关，还与跳汰频率、风压及跳汰机结构等因素有关。2颗粒在垂直交变水流中的受力分析及运动方程球形颗粒在跳汰机内非稳定流中受到的作用力如下：(1)球体在介质中的重力G0(2)介质对球体运动的阻力RH(3)加速运动的介质流对球体的附加推力根据流体力学原理，物体在加速运动的介质中所受的推力，其数值等于与物体相同体积的介质质量乘以介质加速度。(4)介质加速度产生的附加质量惯性阻力F

这是因为颗粒与介质之间作相对运动，产生摩擦力，当颗粒作加速度运动时，使直接与颗粒表面接触的及其附近的部分介质也被颗粒带着运动，相应地这部分介质即产生一方向相反的作用力。此力作用于颗粒上使之受到一种额外的惯性阻力作用，其数值等于：(5)颗粒运动受到的机械阻力运动方程球体在跳汰机中运动的微分方程式（1），是由重力而产生的加速度，又称为初加速度。它的方向永远向下，它的数值只与颗粒的密度有关，随颗粒密度的增大而增大，与颗粒的粒度和形状无关。它是颗粒按密度分层的基本作用因素。颗粒间的密度差越大，它们的初加速度差别也越大。该项还表明，适当地增大介质密度，将可增大不同密度颗粒的初加速度之差，即说明若利用重介质跳汰可以获得更好的分选效果。（2）介质阻力加速度是由颗粒与介质作相对运动，水流的速度阻力因素引起的颗粒运动加速度。它的数值与颗粒的速度、粒度及形状都有关。因此，密度高的细颗粒和密度低的粗颗粒可能因阻力加速度相近而相互混杂。这种影响随着颗粒的相对速度Vc的增大及作用时间增长而增强，即颗粒的粒度因素对按密度分层的影响也越大。若降低阻力加速度，可以减小颗粒粒度和形状差别对床层按密度分层的不利影响。在一个跳汰周期内，水流由上升转变为下降的过渡阶段（即膨胀期），颗粒与介质相对运动的速度较小，而且此时床层松散，有利于颗粒按密度分层。所以从减小粒度和形状对分层不利影响这个角度出发，在实际生产中可适当地延长这个阶段（膨胀期）的作用。(3)由介质加速度引起的颗粒运动加速度(附加推力加速度)

它只与颗粒的密度有关，而与颗粒的粒度及形状无关。是一项按密度分层的因素，在一个跳汰周期的加速上升和减速下降（即上升前期和下降后期）阶段，加速度方向向上，对颗粒按密度分层有利。设密度分别为和的颗粒，当时，则介质加速度引起的颗粒运动加速，在加速上升时期介质加速度方向与速度方向都向上，因此，促使低密度颗粒比高密度颗粒上升得更快；而在减速下降时期，因介质加速度方向与速度方向相反，阻止颗粒下降，因此它将促使低密度颗粒比高密度颗粒下沉速度更快地减小。因而总起来说是促进低密度物料处在跳汰床层的上层和高密度物料处在跳汰床层的下层。(3)由介质加速度引起的颗粒运动加速度(附加推力加速度)

然而，在介质减速上升和加速下降（即上升后期和下降前期）阶段，加速度向下，所以这时的附加推力加速度是破坏颗粒按密度分层的。概括起来说，为了突出附加推力加速度对分层的有利影响，希望跳汰周期应有较大的向上加速度和较小的向下加速度，亦即希望跳汰周期具有由上升水流缓慢地过渡到下降水流的特点。（4）等式右侧的第四项是附加质量惯性阻力所产生的颗粒运动加速度

这个加速度也与颗粒的粒度无关，而只与其密度有关，它也和附加推力加速度一样，在一个跳汰周期的上升前期或下降后期（水流加速度方向向上的时期）方向向上，促使低密度颗粒比高密度颗粒上升得更快或下降得更慢，有利于颗粒按密度分层。但是在上升水流后期或下降水流的前期，它的方向是向下的，促使低密度颗粒比高密度颗粒上升得慢，或下降得更快的趋势，因而不利于按密度分层。因此结论也是一样，从突出附加质量惯性阻力对分层有利影响这一面来考虑，也是希望跳汰周期由上升期到下降期期间有一个缓慢的过渡阶段。进气期膨胀期排气期压缩期二跳汰床层的松散和分层过程1跳汰过程

跳汰过程=进气期+膨胀期+排气期+压缩期2跳汰周期各阶段中物料的分层规律按照介质运动的特性，将一个周期分成四个阶段，第一阶段：水流上升初期第二阶段：水流上升末期第三阶段：水流下降初期第四阶段：水流下降末期

从上述对一个跳汰周期内床层松散和分层过程的分析可以看出，为了提高跳汰机分选效果，尤其是改善不分级和宽级别物料的分选情况和提高跳汰机的处理量，对跳汰机周期特性的选择可得出以下结论：（1）在上升前期床层举起的高度，决定床层的松散度。

水流的速度阻力和加速度附加推力是床层托起的重要条件。但因颗粒与水之间相对速度vc较大，它对物料按密度分层不利。因此应尽可能缩短这个阶段经过的时间，并希望此时床层具有较小的松散度（特别是细粒级物料的分选）。所以对细粒级物料来说，可提高跳汰频率；对于粗粒级物料则只能改变跳汰周期特性，采用短促而有力的上升水流来实现。这一点若采用旋转风阀或数控风阀很容易实现。

（2）在上升后期和下降前期，应延长这一时期的时间。床层最松散，以提高处理量和分层效果。在这期间，由于加速度附加推力P和附加质量惯性力F的作用，对按密度分层不利，因此，希望由上升期到下降期期间有一个暂息时间，使水流作缓慢的上升和缓慢的下降，从而使床层得以充分松散和按密度分层。

（3）在下降后期的时间应尽量缩短。大部分床层已经紧密，分层作用几乎完全停止。但是由于这时还有吸啜分层作用存在，而它对于不分级物料的选别是有利的。因此可根据物料的性质，尤其是根据高密度细颗粒含量的多少来控制吸啜作用的强度和时间的长短。一方面既要保证高密度的细颗粒能够充分吸啜到底层，另一方面又要防止低密度的细颗粒混入底层。

3几个典型的跳汰周期

(1)正弦跳汰周期特性曲线

(2)非对称跳汰周期特性曲线①②③④4床层松散度的计算(1)松散度的概念：P111

床层中悬浮体内分选介质所占的体积百分数，用m表示。(2)松散度计算公式推导H0--床层的厚度，cm床层紧密时的松散度,m0S下S上b--床层的横断面积床层的上边界和下边界上升的高度床层的最大松散度（S下=0）例：测得某选煤厂LTX-14型跳汰机床层紧密时的厚度H0=45cm,其容积浓度为λ0=0.6,在上升末期达到最大松散度时，其上边界升高了5cm,求该床层达到的最大松散度。解：(3)跳汰床层的松散分类(a)上松散(b)上下松散(c)下松散(d)不松散整起整落(上升水流)(上升水流)(上升水流)(上升水流)(4)跳汰床层的松散机理目前关于跳汰床层松散机理的解释有两种假说：

第一种假设认为，床层松散是由于上升水流运动速度和加速度造成的。具有一定速度的水流，尤其是水流的相当大的加速度作用于床层，使床层托起，运动。在床层运动的过程中由于颗粒的密度和粒度不同，结果上升的距离就不同，密度高的和粒度大的物料上升距离小，密度小的和粒度细的物粒上升的距离就大，于是使床层呈现松散状态。这种假说与我们上述关于颗粒在垂直交变水流中的受力分析是一致的。

第二种假说认为，床层的松散是由于上升水流穿透床层时，产生的涡流转变为压力造成的，结果使床层从中间开始，同时向上、下两个方向扩散松散。

对跳汰过程松散状况进行检测时，可以看到床层的松散运动基本上和上升水流同时开始，有时提前发生在下降水流的末期，即床层颗粒能逆着微弱的下降流而向上松散。这种现象，第二种假说就不能很好的予以解释，而用第一种解释可能是由于下降后期水流具有较大的向上加速度作用的结果，这也说明了水流加速度对床层松散的显著作用。床层的松散过程，可能是这两种情况同时存在，是两方面作用力综合作用的结果。(5)影响床层松散的因素

在一个跳汰周期内，床层松散度的变化不仅与跳汰机的风水制度及风阀特性曲线有关，而且与使用的跳汰频率、振幅、床层厚度、物料的粒度组成和密度组成等都有很大关系。

风阀特性曲线是指在一个跳汰周期内，风阀进、排气面积或进、排气时间的变化曲线。a风水制度和风阀特性曲线的影响

增大风量和筛下补给水用量（顶水）都能提高床层松散度。但改变风阀特性曲线和改变风量大小对床层松散的影响不同。增大风量一般可使床层松散度增大，使床层更松一些，但维持床层松散状态的时间并无明显增加。相反，延长风阀的膨胀期，一般不能改变床层松散度，但却能显著地延长床层处于松散状态的时间。延长进气期，一般也能使床层松散度增加，但当进气期的时间超过排气期时，松散度反而可能下降，这可能与风阀的进、排气孔面积的比例有关。

b

跳汰频率的影响,在其它条件不变的情况下，跳汰频率增高，床层松散度显著减小。

c

床层厚度及物料性质的影响,要维持跳汰过程的正常分选，床层必须具有合适的厚度。床层过薄，松散度过大，会破坏正常分层；床层过厚或矸石层厚度增加时，松散度会减小，同样影响分选效果。床层的合适厚度与物料的性质有关；原料煤中细粒多，矸石含量大时，为使细矸在吸啜过程能透筛排出，保证精煤质量，一般床层薄些为宜；对于粗粒级多，矸石含量少时，床层可以适当厚一些。假定床层厚度不变，随着床层粒度组成变细，通常松散度也增加，但达到一定的比例时，可能造成床层整起整落的情况，松散度反而下降。

以上只是松散度变化的一般规律，对于每种情况，要看各种条件的综合情况而定。总的来说，在一个跳汰周期内，床层松散度变化的范围不大。对不分级原煤，松散度大约在0.4～0.55

之间；对分级原煤则大约在0.5～0.55之间。具体到某种原煤、某台跳汰机，则应通过试验确定其合适的松散度，使之达到最优的分选效果。

另外，床层距离筛板不同高度的各分层，其松散度也不同。在正常情况下，分级物料常常是下层比上层的松散度大些；而不分级物料或宽分级物料则往往是中间层最紧密，上、下层的松散度都较大。三、跳汰分层理论的研究1跳汰理论的发展2跳汰理论的分类动力学理论静力学理论从分析单个颗粒在跳汰机中的运动规律来研究跳汰床层的分层过程(1)动力学理论

动力学理论是研究床层中不同粒度和密度的矿粒在脉动水流运动中，在各种力的作用下，矿粒运动的速度和加速度，并认为不同矿粒运动的速度和加速度的区别，是床层中矿粒按密度分层的原因。

动力学理论有四种假说：a矿粒按自由沉降末速分层假说1867年奥地利学者雷廷智首先提出床层按自由沉降末速分层假说。按雷廷智假说对有一定粒度范围的粒群只有当最小的高密度颗粒的自由沉降末速大于或等于最大的低密度颗粒的沉降末速时，轻、重颗粒才能实现完全分离。为此，要求原矿入选前必须按自由沉降等沉比进行预先分级。但实践证明跳汰机完全可以对宽粒级乃至不分级物料进行有效的分选。b矿粒按干扰沉降末速分层假说

针对雷廷智假说的缺陷，美国学者门罗在1888年提出了干扰沉降末速分层假说。干扰沉降由于考虑到了矿粒间的相互作用，其等沉比要比自由沉降等沉比大6～8倍。因此，比自由沉降假说更向实际靠近了一步。c吸缀分层假说

在1908～1909年间里查兹提出了吸啜作用分层的假说。该假说继承了干扰沉降的观点，指出了跳汰周期中下降水流的作用。该假说认为在跳汰过程中，矿粒除在上升水流中按干扰沉降分层外，床层回到筛面后，下降水流的吸啜作用使原先混入上部低密度层中的细而重的颗粒穿透床层的空隙回到床层的底部，从而改善分选效果。d初加速度分层假说1939年高登等人提出初加速度分层假说，指出了跳汰初期对按密度分层的作用。该假说认为在每一次跳汰分层初期，由于矿粒相对介质的运动速度很小，矿粒的运动主要受矿粒在介质中所受重力的支配，高密度矿粒的初期加速度大于低密度矿粒，在沉降达到末速之前的加速运动阶段，密度大的矿粒可以行进较大的沉降距离，最后导致按密度分层。

以上各假说均未能全面考虑到跳汰过程中脉动水流的作用和颗粒间的相互作用。直至本世纪中期，维诺格拉道夫(1952年)等人通过对矿粒在运动介质中的受力分析，建立了颗粒在跳汰过程中的动力学方程，使其在理论上前进了一大步。但由于方程中存在诸多不可预测参数，这一方程实际上是不可求解的。(2)静力学理论以粒群-统计观点为基础，已提出了三种跳汰理论模型：能量模型、悬浮模型和概率-统计模型。跳汰能量理论跳汰能量理论是1947年德国学者迈耶尔首先提出的，由物理学理论可知：对一个系统来说稳定态的能量最低。当系统中各组元间的约束较弱时，系统可自发地从非稳定态向稳定态转移；当系统中各组元间的约束较强时，系统只有在外界力的作用下，才可能实现从非稳定态向稳定态的转移。对跳汰床层系统，在未按密度分层时，床层系统重力势能较高。在脉动水流作用下，床层的重力势能将减小，直至最低；最终床层将按密度分层；重产物在下层、轻产物在上层，这就是跳汰能量理论的基本点。利用能量理论研究分层时，床层位能降低的速度就是床层分层的速度。位能的大小取决于床层重心的位置，分层后的位能越接近最小位能，分选效果越好。实现最佳分选时分层前后重心位置降低情况如下图所示。由此可推算得理想分选前后的位能差△E为：1进气：停止->床层上升2不进气：床层上升->床层下降3放气（排气）：床层下降->停止4不放气：停止进气期--膨胀期--排气期--压缩期第三节跳汰机跳汰机分类按入选物料的粒度块煤跳汰机末煤跳汰机不分级煤跳汰机煤泥跳汰机所选出的产品种类三段跳汰机（能选出四种最终产品）单段跳汰机（仅选出两种最终产品）两段跳汰机（能选出三种最终产品）在流程中的位置主选跳汰机（入选原煤）再选跳汰机（处理主选中煤）主选再选重产物的水平移动方向倒排矸式（矸石层水平移动方向与煤流方向相反的排料方式）正排矸式（矸石层水平移动方向与煤流方向一致的排料方式）脉动水流的形成方法活塞式跳汰机隔膜跳汰机空气脉动跳汰机筛侧空气室式跳汰机筛下空气室式跳汰机动筛跳汰机活塞跳汰机隔膜跳汰机筛侧空气室跳汰机筛下空气室跳汰机双侧室跳汰机动筛跳汰机1筛侧空气室式跳汰机基本结构(1)跳汰机的机体用10～20mm

厚的钢板焊制而成的。①机体的段数和隔室②机体形状③空气室与跳汰室宽度的比例(2)跳汰机的筛板筛板的作用是承托床层，与机体一起形成床层分层的空间，控制透筛排料的速度和重产物层的水平移动速度。①筛板的型式②筛板的倾角③筛孔尺寸(3)跳汰机风阀

风阀是无活塞跳汰机最关键的部件，是控制压缩空气交替进入和排出跳汰分室的装置。风阀的结构直接影响着水流在跳汰机中的脉动特性。因此，此装置在不断地加以改进和发展，从作垂直往复运动的滑动风阀发展到作旋转运动的旋转风阀，而后又发展到用电子数控装置和电磁阀控制的数控电磁风阀。①滑动风阀a基本结构b如何形成跳汰周期1②旋转风阀a基本结构b如何形成跳汰周期-工作原理c与滑动风阀比较的特点(a)用旋转风阀的跳汰机处理能力较高，一般在6～17t/h.m2

范围。当处理具有相同可选性的煤时，其处理量比用滑动风阀高2t/h.m2左右。(b)旋转风阀结构较轻巧，转动平稳，动作快，投资少，所起的作用大。(c)用旋转风阀的跳汰周期适于选不分级煤，因此可以把入选上限提高到150～

200mm。(d)对细粒级的精选一般是滑动风阀有效，分选下限达0.3mm，这给用简单办法回收煤泥的精选创造条件。(e)旋转风阀的周期可随煤质变化进行适当的调整。③数控电磁风阀

数控风阀是二十世纪七十年代设计的用电子数控装置和电磁风阀控制进、排气的一种新型的跳汰机风阀。操作时，其频率和风阀特性曲线可以作任意调整。数控风阀按阀体形式的不同，有盖板式风阀、立式滑阀、蝶式风阀和摆动式风阀。数控风阀整个系统由三部分组成：控制风动部分：这部分由高压风管、气源三联体（过滤器、油雾器、调压器）、电磁阀和气缸构成。工作风动部分：主要由盖板阀或滑阀、管路、低压风箱和排气风箱等几部分组成。电子数控装置：通过电子脉冲计数控制系统控制电磁风阀的通电和断电时间，从而控制跳汰频率和周期。控制器空气压缩机风管滤气器油雾器调压器电磁阀至大气气源三联体通电---->打开断电---->关闭高压风气缸工作风两段跳汰机：矸石段(一段)、中煤段(二段)5个空气室10个电磁阀每个空气室的可调参数进气期膨胀期排气期压缩期频率进气电磁阀排气电磁阀×√××√×××时间(s)Tt1t2t3t4时间常数Tx1x2x3x4x1+x2+x3+x4=100x4=100-x1-x2-x3t1=x1/100·Tti=xi/100·T进气期排气期压缩期频率2134室40～70

次/分5x11x12x13x21x22x23100-∑x1i100-∑x2ix31x32x33100-∑x3ix41x42x43100-∑x4i

x51x52x53100-∑x5i四阶段工作制跳汰周期多阶段工作制跳汰周期进气1进气2进气期膨胀期膨胀期膨胀1膨胀2数控风阀的优点是：数控风阀的工作过程(a)风阀开关速度快，对物料分选有利。由于利用高压风可以在0.01～0.02s左右迅速打开或关闭风阀，可使床层迅速托起，增长分选时间，对物料分选有利。(b)跳汰周期和频率无须停车即可对各室进行无极调节。因此，当原煤的粒度、密度发生变化时，数控风阀可以在0.67～1.5s内随时调整周期和频率，以适应原煤性质的变化。(c)振幅大，处理量大，分选效率高。由于进风量大而迅速，使跳汰机振幅增大，为提高处理量创造有利条件。经工业性试验和生产实践表明，与旋转风阀相比，数控风阀可提高处理能力20%左右，并可提高数量效率2%左右。(d)噪声小。数控风阀由于排气迅速，为了降低噪声将其引到消音排气包，因此基本达到无噪声。

缺点是：需另配置高压风系统，气缸加工精度要求较高，机电部件多。维修工作量较大。(4)跳汰机排料装置作用将床层按密度分好层次后的物料准确、及时和连续地排出，以保证床层稳定和产品质量的重要部件。使跳汰机能达到较高的处理能力和较好的分选效果。轻产物的排料方式靠水平流的运输作用，随水流越过溢流堰排出。重产物的排料方式筛上排料和透筛排料两种方式①轻产物溢流堰排料装置②重产物筛上排料装置排料装置在跳汰机中的位置重产物筛上自动排料装置(a)排矸轮结构:纵剖面图见P214优点是：排料连续而且较均匀，床层稳定。缺点：排料箱的宽度较大，这不仅减小了跳汰机的有效工作面积，而且因排料箱上部没有脉动水流作用，物料容易堆积，影响下一段的分选；其次是，叶轮容易卡矸，甚至扭断轮轴，影响排料或排空；叶轮两端的轴容易漏水，盘根需经常检修更换，费工费时；再者床层易出现瞬时塌陷现象，矸石质量难以保证。(b)扇形闸门优点是：结构简单，维护方便，维修量小，所需排料箱的宽度较小，气缸

内活塞的运动可以根据床层厚度利用自动控制机构控制。基本结构缺点是：由于排料箱的脉动水流严重窜扰排料口而破坏床层分层，增加产品的损失和污染；排料塌陷现象严重，矸石质量难以保证；扇形闸门易被大块矸石卡住，使排料不均匀，床层不稳定。(c)象鼻管排料机构它只有垂直闸门6（有些情况还可以不用）而没有排料闸门。重产物的排放高度用垂直闸门6

控制，排放速度由阀门8

自动调节。当阀门完全关闭时,在B区没有脉动水流,重产物停止排放。当阀门打开后，B区有脉动水流，重产物能越过坎板7

排到排料箱里，阀门开得越大，脉动水流越强,排放速度越快。重产物的排放速度在其它条件不变时,实际上主要决定于阀门开启度和坎板的高度。这种排料机构有一个值得注意的优点:就是在一定条件下能自动平衡排料量。(d)浮标闸门优点是：结构简单，便于制造，不需要附加动力和其它电气仪表设备；闸门基于浮标的原理，使床层检测和排放机构合一；重产物的排放速度与重产物床层移动速度相等，不产生排空现象，也很少出现堆积现象，排料及时、均匀、连续、床层稳定；运转可靠，除浮标磨漏外无其它事故。缺点是：浮标闸门密度容易失真，分割不够准确，造成失真的原因：一是由于闸门与堤堰间要求安装靠近（否则漏煤），因此接触面发生摩擦，产生运动阻力；二是有的煤中含粘土矿物（泥巴矸石）易粘在闸门上。因此，浮标闸门对于难选煤以及含有粘土矿物的煤分选效果比较差。基本结构与原理透筛排料排料装置自动化组成检测元件浮标检测元件执行机构执行机构检测元件--浮标装置--测压管装置--放射性同位素装置控制机构控制器A/DD/A2筛下空气室式跳汰机把空气室移到跳汰室筛板下面，克服了筛侧空气室跳汰机脉动水流不均匀的缺点。(1)LTX-14型跳汰机该跳汰机矸石段有两个跳汰室，中煤段有三个跳汰室，每个跳汰室设有两个空气室，每段中各空气室的间距彼此相等，各室之间焊有格板支柱，以便加强机体的强度与刚度。每个跳汰室装设一个卧式风阀，为其中两个空气室提供压缩空气。空气室的端部有上、下两个孔，上面的孔与风阀的进气孔相接，用以进入压缩空气；下面的孔用以送入顶水。在机体的一侧设有风水包，水包侧面与总水管相接，下面则接有五个分水管，分别与空气室的进水孔相通。分水管上装有阀门，以调节各空气室的补充水量。(2)LTX-35型跳汰机(3)SKT系列跳汰机①机体②风阀③排料系统(4)筛下空气室跳汰机与筛侧空气室比较特点(5)动筛跳汰机第四节影响跳汰机分选效果的因素

跳汰机的分选效果既取决于原煤性质，又取决于设备状况，还取决于跳汰司机的操作技艺。一、跳汰机正常生产的标志

1正常生产的表观现象(1)跳汰机各段洗水脉动均匀平衡，风阀侧和操作侧水面同步起落。这表明各空气室内压力变化规律协调，跳汰过程正常。(2)跳汰机内表层水厚小于50mm，最薄者呈现出鱼鳞波（由表层颗粒引起），两侧水速相同或差别不明显。这表明顶水和冲水用量适当，分布均匀。(3)床层厚度在短时间内无大的起伏。

2正常生产的触觉探测跳汰机司机应用探杆等触觉手段检验床层状态，并作为调整依据。要探明的内容有：

(1)每一个跳汰周期必须切实完成，即下一个跳汰周期开始前床层应密实，否则得不到理想的分选结果。

(2)床层起振有力，上、下分层起振不脱节，上、下分层之间产生空档对细粒分选尤为不利。

(3)床层紧—松—紧的变化节奏明显。

(4)水流下降时有适当的吸啜力，只有吸啜力不够，司机才能酌情调节。

3正常生产的科学依据观察与探测虽然能判断分选过程,但只是粗略的感觉,并非精确的数据。因此,要用煤样的快速浮沉或快速化验结果指导生产。二、跳汰机有效操作的条件(1)沿跳汰机宽度给料质量要均匀。入料粒度和质量偏析，跳汰司机无法通过操作解决。(2)均匀喷水，使原煤在入选前完全润湿，不产生干煤浮团(3)跳汰机筛板孔径、开孔率和安装角度等参数对分选结果和处理能力影响极大,又是不可调的因素,必须预先选定好。(4)经常清理铁器异物，疏通堵塞的筛孔。(5)维护好人工床层。(6)维护和检修好可调部件。可调部件是跳汰司机实现操作技艺的手段,任何可调部件的失灵和失控都应立即查明原因，迅速恢复。否则，跳汰司机将对恶化了的跳汰过程束手无策。三、影响跳汰分选的因素(P229)入料性质--煤种、粒度组成、密度组成、形状、硬度、泥化程度设备特征--结构特征、筛板倾角、筛孔形状和大小、人工床层、排料方式、风阀形式操作管理--给料状况、洗水浓度、周期特性、风量、水量、闸门和透筛排料1原料和给料原料煤的性质、给料量、给料方式、冲水等2频率和振幅3风量和水量4风阀周期特性5床层状态6产物的排放与分离第五节跳汰选煤工艺流程

物料在跳汰机中的分选结果好坏，除与原料煤性质，跳汰机本身的结构和跳汰司机操作水平/技能有关外，在很大程度上还取决于跳汰选煤工艺流程和跳汰机操作制度。

制定跳汰选煤工艺流程的主要依据是：原料煤工艺性质(粒度组成、密度组成及原煤的可选性)、用户对产品的质量要求、跳汰机本身的工艺可能性（跳汰机段数、排料方式和自动化程度等）。制定流程时还应考虑原料煤质量的改变和用户对产品质量不断提高的因素。一、分选炼焦煤的跳汰流程主、再选跳汰流程原煤混合入选，主选跳汰出两种最终产品，中间产品（用破碎机破碎或不破碎）入跳汰再选。这是跳汰分选炼焦煤的典型流程。原煤混合入选，主选跳汰出三种最终产品，有部分中间产品回选，用以分选易选煤。这是一种最简单的跳汰流程。为块煤重介和末煤跳汰分级入选，主选中间产品入再选的跳汰分选流程。用以分选块煤的可选性为难选（或极难选）、末煤的可选性为中等易选的原煤。原煤混合入选，设有主、再、三选的跳汰流程，用以分选原煤性质为难选的主焦煤。跳汰分级入选流程，块煤和末煤可选性为中等易选。该流程适用于当块、末煤按同一密度进行分选时，块、末煤同一密度点的灰分相差较大的情况。根据最高产率原则阐明：从两种或两种以上的原料煤中选出一定质量的综合精煤时，必须按各部分精煤边界灰分相等的条件，确定出各种煤的分选密度，才能使综合精煤产率最高。二、分选动力用煤和无烟煤的跳汰流程(a)为主选机只出两种最终产品，中间产物回选的跳汰流程，适用于选中间密度物较少的原料煤。图(b)也为主选出两种最终产品，但与(a)不同的是中间产品和重产物混合出选混煤的跳汰流程，适用于选高密度含量少灰分又较低的原料煤。(c)和(d)是生产多品种的主再选联合流程。(c)为主选矸石大排放、矸石再选流程。图(d)为主选排纯矸、中间产品再选流程。(c)(d)我国大部分炼焦煤选煤厂都设有主、再选跳汰流程，随煤质变化流程调整很方便，也有利于根据产品用户要求，生产高质量多品种产品，分别供应，满足社会与节能的要求。只有在动力煤选煤厂中，跳汰流程较为简单，流程变化较小。第六节跳汰机的调整与操作

跳汰床层分离的好坏，除了通过技术检查,抽样测定煤炭质量情况来判断外，最常用的也是比较及时的方法是靠跳汰司机多年积累的丰富经验来进行判断。这种方法概括起来就是“听、看、摸、探”.一、“听”的经验1根据风阀的排气声音来判断床层和矸石层的厚薄情况。2从风阀排气的声音可以判断风阀的周期情况。3从风阀的排气声音可以判断跳汰机矸石段与中煤段的周期相差多少度。脱水斗式提升机4从手攒中煤而产生的声音，判断中煤灰分和损失量的大小。5从脱水斗式提升机卸料于溜槽中所产生的声音，判断卸出物料粒度组成、质量好坏及数量的多少。二、“看”的经验1

对原料煤性质的判断这种判断方法主要是通过对给煤机中原料煤的观察与分析来确定。

(1)对原料煤中块煤多少的判断比如：发现给煤机中原料煤突然块煤增多了，就要采取与其相适应的操作方法。出现这种情况有两个原因，一个是由于矿井各煤层质量的变化，有的煤层含块煤多，而有的煤层含块煤少，这种情况持续时间不会短，选煤司机必须马上采用选粗粒煤的操作方法；另一个是由于原料煤在装仓过程中产生分级现象，使一部分大块煤集中到仓的四周底部。(2)对原料煤中粉煤多的判断比如：从给煤中发现原料煤中粉煤含量多，如果是短时间，就采取加大喷水或减小给煤量的方法简单处理即可；如果是长时间，就要采用粉煤的操作方法。否则，就影响分选效果。(3)对原料煤干湿程度的判断比如：发现原料煤中有亮点，同时煤尘飞扬，下料很多很快，这都说明原料煤比较干，对于这种情况，一般采用增加喷水消尘和防止粉煤结团，同时减少给煤量。因为煤干下料快，给煤量增大，直接导致风水量不足，分选效果不好。如果原料煤潮湿，则颜色发黑，无亮光、无煤尘，应适当调大给煤量，并保持给煤量的均匀稳定。(4)对原料煤矸石含量的判断由于矸石多呈现出白色，又比较重，容易判断；有的矸石是黑色，但颜色暗淡无光泽，也很容易判断，原料煤中矸石含量的多少，可根据观察到的情况来确定。2对跳汰机床层跳动的判断(1)看床层波形(2)看床层跳动的高度（振幅）(5)对原料煤中含粉矸多的判断粉矸含量多的煤颜色为褐色，在跳汰机中出现一种棕色的沫子。这种煤一般来说是不易选的。3对重产物排放量多少的判断(1)从脱水斗式提升机的漏水情况来判断重产物排放量的多少。(2)从脱水斗式提升机下部箱子水位的上升或下降来判断重产物排放量的多少。4从脱水斗式提升机中物料的颜色，光泽等方面来判断产品质量情况5判断水层厚度和水流走动情况6对精煤情况的判断三、“摸”的经验1用手抓一部分中煤凭其重量和粘度来判断中煤质量的好坏2用手抓一部分溢流精煤，可以判断出精煤的好坏3将手伸入床层中可以直接判断床层的分层情况四、“探”的经验所谓“探”就是用探杆来探测床层的分层情况。1探测床层松散情况(1)实紧———床层整起整落难松散给料量多，排放量小。(3)硬盖子———床层上部紧，下部松(4)缓动———床层行动迟缓，升降慢腾为风大而使下吸力增加的缘故。主要原因是风水过小。(2)空松———床层上下全松给料量少，风偏大，重产物床层薄。(5)松散———用探杆探测之感2探测矸石厚薄情况3探测床层各部位粒度分布情况4探测溢流口溢出的精煤量多少及粒度组成等情况5探测筛板孔眼是否堵塞6探测筛板螺丝有无松动和脱落现象

探杆是选煤司机用来探测跳汰床层的主要工具，各选煤厂使用探杆的种类和形式很多，规格也不统一，应该注意的是，每个选煤司机使用的探杆要保持一定的规格，不可经常改变。若改变探杆，会使探测发生偏差。因为探杆探测床层时是全凭感觉。对于探杆的使用，必须不断地去体会，去试验总结，只有这样，才能使探杆的探测结果准确无误。第七节跳汰分选技术一、给煤量的选定与调整

给煤量的选定与调整，是跳汰机分选效果好坏的重要影响因素。作为一个跳汰司机，不但要掌握一定的操作技术，而且要善于随时掌握煤质的变化，并及时地采用相应的措施，保证良好的分选效果。

给煤量不能过小，过小了不仅设备能力得不到发挥，甚至使损失增加，质量变坏。

给煤量过大也不合适。因为给煤量过大，床层太厚，床层游动不开，物料分层不清，同样会导致矸石带煤量增多和精煤受污染质量变坏的情况。

跳汰机给煤量应多大合适呢？这与原料煤的性质以及跳汰机的构造、跳汰机操作的工作制度有关。在选煤操作中应尽量保持给煤量均衡、稳定。

当原料煤中大块（甚至超粒）过多时，为避免溜槽或排料闸门的堵塞，则应考虑减少给煤量；当原料煤中粉煤过多时，煤尘大，易打团，此时也应适当减少给煤量，并加大冲水；当原料煤中中间煤过多时，应根据浮沉结果进行调整，适当地减少给煤量，二段多排中煤；当原料煤中矸石过多时，床层重，振幅小，床层走得慢，此时也应适当地减少给煤量，并要大排矸；若是碎矸多时，甚至床层液面水沫发红，要增加风量，以增强吸啜力，大量透筛。配煤入选：原煤均质化！二、风水量的选定与调整

空气脉动跳汰机，是以压缩空气来使水作垂直变速运动，从而达到物料按密度分选。因此，风量和水量不仅决定床层的跳动高度（振幅），同时也决定床层的游动性。所以风量和水量是跳汰机的主要调整因素。

风量选定：空气脉动跳汰机的水流脉动振幅决定于用风量的大小和风阀特性曲线。应根据振幅的要求调节风水量。在跳汰机的第一段，由于床层比较厚，物料密度差别也比较大；到了第二段，由于绝大部分矸石已排出，因而床层较第一段薄，物料密度差别也比较小。所以跳汰机的第一段用风量要比第二段大，普遍的认识是：用风量由入料到排料依次减小。然而，有时为了提高第二段第二分室的吸啜分层作用，增加透筛排料，用风量反而比第二段第一分室大些。

水量选定：跳汰机的用水有横冲水和顶水两部分。

水量选定：跳汰机的用水有横冲水和顶水两部分。横冲水主要是运输物料，其用量的大小直接决定了物料在跳汰机中的分选时间和分选效果。

水量选定：跳汰机的用水有横冲水和顶水两部分。横冲水主要是运输物料，其用量的大小直接决定了物料在跳汰机中的分选时间和分选效果。横冲水的大小应适应原料煤的性质，当原料煤为易选煤，短时间就可以分选好，可使用大的横冲水，否则就采用小的横冲水。

水量选定：跳汰机的用水有横冲水和顶水两部分。横冲水主要是运输物料，其用量的大小直接决定了物料在跳汰机中的分选时间和分选效果。横冲水的大小应适应原料煤的性质，当原料煤为易选煤，短时间就可以分选好，可使用大的横冲水，否则就采用小的横冲水。横冲水的另一任务是润湿原料煤，煤是一种疏水性物质、不易受水的润湿，所以，干煤直接进入机内往往形成煤团，由跳汰机第一段漂浮到第二段，有时随溢流漂浮到精煤中，严重影响精煤质量，特别是在给煤量大、粉煤多的情况下，这个问题更为突出。

水量选定：跳汰机的用水有横冲水和顶水两部分。横冲水主要是运输物料，其用量的大小直接决定了物料在跳汰机中的分选时间和分选效果。横冲水的大小应适应原料煤的性质，当原料煤为易选煤，短时间就可以分选好，可使用大的横冲水，否则就采用小的横冲水。横冲水的另一任务是润湿原料煤，煤是一种疏水性物质、不易受水的润湿，所以，干煤直接进入机内往往形成煤团，由跳汰机第一段漂浮到第二段，有时随溢流漂浮到精煤中，严重影响精煤质量，特别是在给煤量大、粉煤多的情况下，这个问题更为突出。解决这个问题的办法是原料煤进行润湿后进入跳汰机。横冲水量必须合适，过大过小都不适宜，但又不能用一个具体数据来表示。

水量选定：跳汰机的用水有横冲水和顶水两部分。横冲水主要是运输物料，其用量的大小直接决定了物料在跳汰机中的分选时间和分选效果。横冲水的大小应适应原料煤的性质，当原料煤为易选煤，短时间就可以分选好，可使用大的横冲水，否则就采用小的横冲水。横冲水的另一任务是润湿原料煤，煤是一种疏水性物质、不易受水的润湿，所以，干煤直接进入机内往往形成煤团，由跳汰机第一段漂浮到第二段，有时随溢流漂浮到精煤中，严重影响精煤质量，特别是在给煤量大、粉煤多的情况下，这个问题更为突出。解决这个问题的办法是原料煤进行润湿后进入跳汰机。横冲水量必须合适，过大过小都不适宜，但又不能用一个具体数据来表示。基本原则是保证原料煤得到充分润湿，机内水的流速和煤量相适应，使物料运输过程中，既不会在跳汰机内堆积堵塞，又不能跑空水和出现急流。

顶水的作用在进气期和膨胀期，使床层得到松散。顶水能冲散床层，使床层中的煤与矸石悬浮，彼此间有充分的空间来相互调换位置。在排气期顶水可以降低下吸力，使下降水流缓慢，有利于按密度分选，还可以减少透筛物料损失。所以顶水的用量则相当大，约为总水量的70--80%。但筛下顶水量应适当，以能保证床层松散为宜。

筛下顶水的用量是第一段比第二段大。因为第一段平均粒度大、密度高、床层厚重；而第二段平均粒度小、密度低、床层薄轻，并已基本分好层次。风和水的作用不是单一的，而是相互联系和相互制约的。

风水调配是保证床层按密度分选的主导因素。通常人们把风水作用概括为“风可保质，水可保量”。需要解决质量问题时，就要在用风上打主意；需要多洗煤，增大处理量时，就得在用水上做文章。风水使用不可过量，也不可不足，风量大小以稳定床层，维持床层紧密度为准，水量大小则以保证床层游动性为宜。风水配合适当的标准是床层稳、物料按密度分层清。三、排放量的选定和调整

在给料量稳定，风水量使用适当，分层效果好的情况下，产品的最终结果就取决于产品的排放制度。正确地排料是保证产品质量的一项重要因素之一。

原料煤性质变化最大的是矸石含量的变化。当矸石含量有变化时，主选一段排料也要作相应的变化。

原料煤性质变化最大的是矸石含量的变化。当矸石含量有变化时，主选一段排料也要作相应的变化。但是，排料量不可过大或过小，如果排放量过大，就会增加煤在矸石中的损失，并使床层过薄，致使床层紊乱而不利于分选；如果排放量过小，容易使床层增厚，用同样的风水量床层跳不起来，松散度小，因此，物料也就不能很好地得到分选，使大块煤混杂在矸石中，同时又使部分细矸混入精煤中，既影响产品质量又增加了损失；再者，

原料煤性质变化最大的是矸石含量的变化。当矸石含量有变化时，主选一段排料也要作相应的变化。但是，排料量不可过大或过小，如果排放量过大，就会增加煤在矸石中的损失，并使床层过薄，致使床层紊乱而不利于分选；如果排放量过小，容易使床层增厚，用同样的风水量床层跳不起来，松散度小，因此，物料也就不能很好地得到分选，使大块煤混杂在矸石中，同时又使部分细矸混入精煤中，既影响产品质量又增加了损失；再者，排料不及时，往往也易堆煤在这种情况下，有时不得不骤然大排矸石。当闸门开得过大时，靠近闸门处的物料易排出，但是由于床层下部的矸石层与筛板之间摩擦力大，移动速度较慢，使后面的矸石层不能及时排接上去，与此同时，床层上部的精、中煤层走得较快，势必造成大量精、中煤填充到矸石中而损失。

原料煤性质变化最大的是矸石含量的变化。当矸石含量有变化时，主选一段排料也要作相应的变化。但是，排料量不可过大或过小，如果排放量过大，就会增加煤在矸石中的损失，并使床层过薄，致使床层紊乱而不利于分选；如果排放量过小，容易使床层增厚，用同样的风水量床层跳不起来，松散度小，因此，物料也就不能很好地得到分选，使大块煤混杂在矸石中，同时又使部分细矸混入精煤中，既影响产品质量又增加了损失；再者，排料不及时，往往也易堆煤在这种情况下，有时不得不骤然大排矸石。当闸门开得过大时，靠近闸门处的物料易排出，但是由于床层下部的矸石层与筛板之间摩擦力大，移动速度较慢，使后面的矸石层不能及时排接上去，与此同时，床层上部的精、中煤层走得较快，势必造成大量精、中煤填充到矸石中而损失。因此，一段矸石排放量不当，不但会增加煤在矸石中的损失量，而且影响二段的床层分选。那种怕矸石带煤，而极力限制一段排料的操作方法是不正确的。

在一段排放量良好的情况下，二段的排放量应尽量稳定。必须指出，主选机二段排放中煤的数量和质量，不但影响本机精煤产品的质量和产率，而且还直接影响再选机的入料量和入料的性质。对主再选和主再三选的跳汰流程，跳汰司机应加强机组协作，不但要操作好本机，又要照顾整体，这样才能获得好的总分选效果。

再选机入选物料性质比较复杂，一般要求入选物料中含有一定的高密度物（少量矸石），否则压不住床层。有时由于入选物料中矸石含量少，不得不采用间断排放，甚至使用人工床层以减少损失。例如某选煤厂再选机第一段第一室损失较大，该厂曾先后采取减小风量、加大水量、改小筛孔等办法解决，都没有收到很好的效果，甚至出现反常现象。最后采用了人工床层、即用170mm高，长度等于筛板宽度的铁板横安设在距一段中间靠前100mm的位置上，这才解决了问题，而且效果很好，并在保证产品质量的情况下，使再选物料矸石排放量由过去的9～11%下降到4～5%。又如一选煤厂，再选机采取积压床层厚度和间断排放重产物的办法，同样获得了显著效果，这种办法主要是利用物料中大块矸石自然形成人工床层的方法而取得的。

总之，重产物排放工作的好坏，关键是能否保持住正常的分离床层。根据不同入选物料性质实施：矸多连排，矸少断排，块矸多注重筛上排，细矸多注重透筛排的对策；并在排放中注意一、二段协调，主再选协调。

风是跳汰机产生脉动水流的动力，是松散床层的主要因素。不同类型的跳汰机对风量和风压的要求也有差异。即使同一种跳汰机，由于原料煤性质以及跳汰机处理能力的不同，所需的风量和风压也不一样。跳汰机所需风量和风压可参见下表。四、跳汰系统配套设备

要使跳汰机分选获得好的效果，做到多选煤、选好煤，必须为跳汰机创造一个好的分选条件。跳汰机的供风、供水设备、给料以及重产物运输设备就是用来创造这一条件的。（一）跳汰机的供风设备

为了保证跳汰机具有合适的风量和风压，在选煤厂都采用单独供风系统。跳汰机供风常用设备是离心式鼓风机。鼓风机和空气压缩机当单台鼓风机风量满足不了跳汰机用风量时，应采用多台鼓风机并联安装联合供风。跳汰机供风系统图见下图。跳汰机用风量由总蝶阀3

和单台独立控制阀4

进行控制，跳汰机各室风量是通过各室风阀5

开启角度进行调整。在生产中，由于开车台数和选煤量等不可能衡定，所以用风量不是均一的。为了保证在用风量不同的情况下，风压能稳定在规定的范围内波动，有的选煤厂采用风压自动调节装置。风包鼓风机鼓风机使用时应注意以下几点：(1)消音鼓风机工作时声音噪杂，振动较大且设备笨重。因此，一般应安装在主厂房最低层或在厂外靠近跳汰机的地方另建机房、并有具体的消音措施。(2)防尘进入鼓风机的空气必须过滤。如有一选煤厂由于空气未经过滤以至把煤尘带入风包积聚，仅五年时间，风包内的煤尘厚达0.5m左右，这一情况事先并未发现，最后在高压空气的作用下风包内煤尘自燃。(3)冷却鼓风机高速运转，轴承容易发热烧坏，运转时须用冷却器进行