[科普中国]-重力分级法

重力分级法

目前的物料分级方法主要有4大类，即水力分级、气流分级、筛分分级和复合力场分级等。根据作用力的不同，又分为重力分级和离心力分级两种。重力分级是根据物料密度、粒度或形状不同的颗粒，在介质中的沉降速度差异进行粗细分离的一种方法。在水介质中进行的重力分级，定义为重力水力分级。

常规重力分级设备国内目前广泛使用的重力分级设备有水力分级箱(云锡式分级箱)、圆锥分级机(俗称分泥斗)、机械搅拌分级机、筛板式槽形分级机、圆池形水力分级机(浓密机)以及机械分级机(螺旋分级机、耙式分级机、浮槽分级机)等。

分级箱、分泥斗主要在重选厂使用，特点是结构简单、制造方便，无需动力。分级箱系平流分级，配置高差小，可串联使用，多用于摇床选别前的分级；缺点是阻砂条易堵塞，用水量大，分级效率低。分泥斗系上升水流分级机，可获得较高的底流浓度，常用于阶段磨矿细磨前的浓缩脱泥与分级；缺点是配置高差较大，溢流横向流造成的细粒回流和短路较多，沉砂夹细严重，分级效率低。

机械搅拌分级机在钨选矿厂应用较多，分级效率优于分级箱，排矿浓度可满足选别要求。缺点是结构复杂，消耗动力，操作维护不便。同时，该类设备在间断排放底流时，才能达到较好的分级效果。水力分级机也称浓密机，主要用于料浆的浓缩脱水。当给料流量较大时，细粒从溢流中排出，起分级作用。设备单位占地处理量小，底流夹细严重，分级效率低。若分级粗颗粒，需维持较大的给矿量，容易引起埋耙，影响正常生产。

机械分级机主要与磨机构成闭路磨矿，以螺旋分级机、耙式分级机和浮槽分级机为代表，起预先分级和控制分级作用。耙式分级机因结构复杂，分级效果差，逐渐被螺旋分级机取代。浮槽分级机多用于二、三段磨矿中与磨机闭路，占地面积大，分级效率低，逐渐被水力旋流器取代。螺旋分级机的特点是运行平稳可靠，返砂浓度高，并能提升到需要的高度而直接返入磨机给料端，配置较方便，能实现高浓度分级，分级粒度可粗可细，由给料量和溢流浓度控制。缺点是分级区面积小，溢流的粒度特性差，含粗颗粒较多，返砂夹细严重，分级效率较低，质效率一般仅为30%～50%。上述重力分级设备的重要特征在于，设备处理量的大小与设备的横截面积成正比，即Q=AU。分级粒度确定后，颗粒群的沉降速度U也确定，故处理量Q仅与横截面积A相关。Q加大，A需相应加大，设备外形尺寸或半径加大，则细粒溢流的横向流路程加长；Q的加大，还使横向流的数量增加。液流在横向流动中，会产生细粒再沉降和循环短路，再沉降的细粒与新上升的细粒级会相互碰撞、凝聚，使其沉降速度加快，而重新沉落至底部或成为悬浮颗粒，造成底流夹细增加，降低分级效率。若靠加大上升液流速来避免细粒短路和循环流问题，又易造成溢流跑粗，降低分级精度和分级效率1。

利用重力分级法分离米糙谷糙重力分级筛最初在工厂只是被应用在谷糙分离工序，它代替了传统的谷糙平转分离筛，实践当中起到了相当明显的谷糙分离效果。我们研究发现稻谷、米粒的颗粒大小以及重量之间存在差异，当工作面有一定斜度的情况下上下运动时，颗粒之间相互产生摩擦力，这样就可以把谷糙或大米非常显著地分成几层(上层：糙米；下层：稻谷。或上层：碎米；中层：整米和碎米混合体；下层：所需整齐度的米，即成米)为此，我们大胆尝试，对用于谷糙分离的重力分级筛进行了改进，建立了白米分级中的重力分级法。改进后的白米重力分级筛(见图1)通过江苏省兴化市8家出口大米加工企业应用，反映很好。不仅提高了生产量，保证了整齐度的准确、稳定、一致，大大降低了包间差，而且，碎米中含的整米显著减少，极大地降低了损耗，经济效益也显著提高2。