第四章第四章粉体的分级粉体的分级 第一节 概述一、定义与意义定定义义：把把粉粉碎碎产产品品按按某某种种粒粒度度大大小小或或种种类类进进行分选的操作过程称为分级行分选的操作过程称为分级意意义义:（1）使使粉粉碎碎产产品品粒粒度度控控制制在在所所要要求求的的范围内；范围内；（2）使使粉粉料料中中粒粒度度已已达达到到要要求求的的产产品品及及时时分分离出去，以防止产品过碎和能源浪费离出去，以防止产品过碎和能源浪费分级方式：分级方式：用筛子筛分（用于粗粉，一般大于用筛子筛分（用于粗粉，一般大于325目）目）在流体中进行分级在流体中进行分级（用于细粉，一般小于用于细粉，一般小于325目）目）其方法是制造粉碎和分级机组合的装置，粉其方法是制造粉碎和分级机组合的装置，粉碎产品按大于和小于某一粒度分开，把细粒排出碎产品按大于和小于某一粒度分开，把细粒排出机外，而成为合格产品，并将粗粒再返送入粉碎机外，而成为合格产品，并将粗粒再返送入粉碎机，再次进行粉碎机，再次进行粉碎分级机与粉碎机的组合形式：分级机与粉碎机的组合形式：现现在在假假设设将将任任意意一一组组颗颗粒粒进进行行分分级级，在在粗粗粒粒部部分分中中未未混混入入小小于于do粒粒度度的的颗颗粒粒，同同时时在在细细粒粒中中也也未未混混入入大大于于do的的颗颗粒粒，此此时时，由由于于do粒粒度度的的分分级级进进行行得得完完全全，可可称称为为理理想想的的分分级级。
此此时时的的分分级级效效率率为为100%实实用用的的分分级级机机很很难难得得到到这这样样的的分分级状态二、分级效率二、分级效率（1）部分分级效率部分分级效率 图图4-1（A）中曲线中曲线a是粉末原料的粒度是粉末原料的粒度分布曲线，曲线分布曲线，曲线b是分级后粗粒部分的粒度是分级后粗粒部分的粒度分布曲线设粒度分布曲线设粒度d和和d+d区间的原料重量区间的原料重量为为Wa，同区间的粗粒的重量为同区间的粗粒的重量为Wb，则则Wb/Wa=d称为部分分级效率，又叫区间回称为部分分级效率，又叫区间回收率以颗粒粒度为横坐标，以部分分级效以颗粒粒度为横坐标，以部分分级效率为纵坐标可绘出图率为纵坐标可绘出图4-1（B）所示的曲线所示的曲线C，C曲线即叫做部分分级效率曲线，这是直曲线即叫做部分分级效率曲线，这是直观地了解分级程度的最便利的曲线观地了解分级程度的最便利的曲线本曲线与本曲线与50%水平线的交点称为水平线的交点称为50%分级分级点，所对应的颗粒粒度称为分级粒度点，所对应的颗粒粒度称为分级粒度2）牛顿分级效率牛顿分级效率 将某一粒度分布的粉粒用分级机进行二分，令将某一粒度分布的粉粒用分级机进行二分，令大粒部分名为粗粒级，小粒部分为细粒级，则牛顿大粒部分名为粗粒级，小粒部分为细粒级，则牛顿分级效率的综合表达形式为：分级效率的综合表达形式为：（4-1）设设a为原料中实有的粗粒级比率（质量百分数），为原料中实有的粗粒级比率（质量百分数），b为粗粒级中实有的粗粒比率，为粗粒级中实有的粗粒比率，c为细粒部分中实有的为细粒部分中实有的粗粒比率，上式可写为：粗粒比率，上式可写为：（42）式（式（4-1）为定义式，式（）为定义式，式（4-2）为实用式，牛顿效率）为实用式，牛顿效率的物理意义为实际分级机达到理想分级的质量比。
的物理意义为实际分级机达到理想分级的质量比3）分级精度（分级精度（S）通常是根据部分分级效率曲线，取部分分级效通常是根据部分分级效率曲线，取部分分级效率为率为75%和和25%的粒度的粒度d75和和d25表示S=d75/d25或者或者S=d25/d75当粒度分布较宽时，分级精度可用下式表示：当粒度分布较宽时，分级精度可用下式表示：S=d90/d10或或S=d10/d90当粒度分布较小时，分级精度可用下式表示：当粒度分布较小时，分级精度可用下式表示：S=（d90-d10）/d50对于理想分级，对于理想分级，S1，实际分级时，实际分级时，S值越值越接近于接近于1，其分级精度越高其分级精度越高第二节 筛分一、概述概述（一）筛分定义（一）筛分定义 把固体颗粒置于具有一定大小孔径或缝隙的把固体颗粒置于具有一定大小孔径或缝隙的筛面上，使通过筛孔的成为筛下料，被截留在筛筛面上，使通过筛孔的成为筛下料，被截留在筛面上的成为筛上料，这种分级方法称为筛分面上的成为筛上料，这种分级方法称为筛分二）筛分分类（二）筛分分类 按物料含水分的不同分类：按物料含水分的不同分类：筛分 筛筛分分机机械械或或设设备备工工作作面面是是筛筛面面。
按按结结构构分分筛筛面面有有格格子子筛筛（栅栅筛筛）、板板筛筛（筛筛板板）、编编织织筛筛（网网筛筛）等等多多种种三）筛面（三）筛面格子筛（栅筛）格子筛（栅筛）由相互平行的按一定间隔排列的钢质棒由相互平行的按一定间隔排列的钢质棒条组成分为固定格筛和条筛分为固定格筛和条筛固定格筛固定格筛固定条筛固定条筛板筛（筛板）板筛（筛板）板筛筛面通常由厚度为板筛筛面通常由厚度为512mm的钢板上冲的钢板上冲制成方形、长方形或圆孔制成制成方形、长方形或圆孔制成板筛筛面产品板筛筛面产品l板筛的优点是比较牢固，刚度大，使用寿命板筛的优点是比较牢固，刚度大，使用寿命长缺点是开孔率较小缺点是开孔率较小开孔率（孔隙率开孔率（孔隙率S）：）：指筛孔净面积占筛面总指筛孔净面积占筛面总面积的比率（）可用下式表示：面积的比率（）可用下式表示：S=(1-zb)2 100%式中：式中：Z-单位长度内筛孔数；单位长度内筛孔数；b-筛丝直经筛丝直经l板筛用于中等粒度物料的筛分板筛用于中等粒度物料的筛分编织筛（网筛）编织筛（网筛）用钢丝、铜丝、尼龙丝等编织而成筛孔形状用钢丝、铜丝、尼龙丝等编织而成筛孔形状为方形或长方形为方形或长方形。
四）筛制（四）筛制 筛面在许多国家已订有标准，即对筛孔尺寸、筛面在许多国家已订有标准，即对筛孔尺寸、筛丝尺寸、上下两筛号间孔的大小作了规定筛丝尺寸、上下两筛号间孔的大小作了规定l我国现行标准筛采用我国现行标准筛采用ISO制，以方孔筛筛孔的制，以方孔筛筛孔的边长表示筛孔大小在此之前，多采用公制筛边长表示筛孔大小在此之前，多采用公制筛号即以每平方厘米筛面面积上含有的筛孔数目号即以每平方厘米筛面面积上含有的筛孔数目表示筛孔大小，用表示筛孔大小，用1cm长度上筛孔的数目表示长度上筛孔的数目表示筛号l英、美等国则采用英制筛，以每英、美等国则采用英制筛，以每1英寸长度上英寸长度上筛孔数目表示筛目筛孔数目表示筛目筛目数与粒度的虚拟关系筛目数与粒度的虚拟关系筛目数与粒度（微米）对照表筛目数与粒度（微米）对照表目数目数(mesh)微米微米(m)目数目数(mesh)微米微米(m)目数目数(mesh)微米微米(m)目数目数(mesh)微米微米(m)2.5792512139760246325473588014116565220425334459916991801985002553962208331001656252063327247011101508001572794275891808312501082362324952007425005919813541725061625021016514035027053125001二、二、筛分效率筛分效率 筛分效率（筛分效率（）用于评价筛分质量。
用于评价筛分质量设入筛物料中含有筛下粒级的重量为设入筛物料中含有筛下粒级的重量为G1，筛筛上料的重量为上料的重量为G2，混在筛上料中的筛下粒级重量混在筛上料中的筛下粒级重量为为G3，实际筛出的筛下料重量为实际筛出的筛下料重量为G4，则：则：G1=G3+G4 筛分效率（筛分效率（）的理论表达式如下：的理论表达式如下：实际计算公式用累积筛下百分含量来表示：实际计算公式用累积筛下百分含量来表示：式中：式中：a筛下料中含筛下粒级的百分数筛下料中含筛下粒级的百分数；b入筛物料含筛下粒级的百分数；入筛物料含筛下粒级的百分数；c筛上料中含筛下粒级的百分数筛上料中含筛下粒级的百分数工业上实际平均筛分效率约工业上实际平均筛分效率约7098%影响筛分的因素影响筛分的因素l物料的因素物料的因素：（1）堆积密度堆积密度若若物物料料堆堆积积密密度度较较大大（约约0.5t/m3以以上上），筛筛分分处处理能力与颗粒密度成正比的关系理能力与颗粒密度成正比的关系若若物物料料堆堆积积密密度度较较小小，由由于于微微粒粒子子的的飘飘扬扬，尤尤其其是轻质的物料，上述的正比关系不易保持是轻质的物料，上述的正比关系不易保持影响筛分的因素影响筛分的因素l物料的因素物料的因素：（2）粒度分布粒度分布易易筛筛粒粒：粒粒度度小小于于3/4筛筛孔孔尺尺寸寸的的颗颗粒粒，易易透透过过筛筛网。
网难难筛筛粒粒：粒粒度度大大于于3/4筛筛孔孔尺尺寸寸而而小小于于筛筛孔孔尺尺寸寸的的颗粒，难透过筛网颗粒，难透过筛网阻阻碍碍粒粒：粒粒度度大大于于筛筛孔孔尺尺寸寸而而小小于于1.5倍倍筛筛孔孔尺尺寸寸的颗粒往往形成料层，使难筛粒不易透过筛网往往形成料层，使难筛粒不易透过筛网物物料料中中所所含含易易筛筛粒粒越越多多、难难筛筛粒粒和和阻阻碍碍粒粒数数量量越越少少，筛筛分分越越容容易易，处处理理能能力力越越大大、筛筛分分效效率率也也越越高影响筛分的因素影响筛分的因素l物料的因素物料的因素：（3）含水量含水量干干法法筛筛分分，物物料料中中水水分分含含量量达达到到一一定定程程度度时时，由由于于颗颗粒粒间间的的相相互互粘粘附附而而结结成成团团块块或或堵堵塞塞筛筛孔孔，筛筛分分能力就会急剧下降能力就会急剧下降湿湿式式筛筛分分，处处理理能能力力及及筛筛分分效效率率一一般般比比干干法法筛筛分分提高影响筛分的因素影响筛分的因素l筛分机械的因素：筛分机械的因素：（1）孔孔隙隙率率筛筛面面开开孔孔率率愈愈小小，则则筛筛分分处处理理能能力愈小，但是筛面的使用寿命相对地会延长力愈小，但是筛面的使用寿命相对地会延长。
2）筛筛孔孔大大小小在在一一定定的的范范围围内内，筛筛孔孔大大小小与与处理能力成正比关系处理能力成正比关系3）筛筛孔孔形形状状如如，正正方方形形筛筛孔孔的的处处理理能能力力比比长长方方形形的的小小，但但是是就就筛筛分分的的精精确确度度而而言言，以以正正方方形的为佳形的为佳4）振振动动的的幅幅度度与与频频率率振振动动的的目目的的在在于于筛筛面面上上物物料料不不断断运运动动，防防止止筛筛孔孔堵堵塞塞，以以及及使使大大小小颗颗粒粒构构成成一一合合适适的的料料层层一一般般讲讲，粒粒度小的适宜用小振幅与高频率的振动度小的适宜用小振幅与高频率的振动5）加加料料的的均均匀匀性性单单位位时时间间加加料料量量应应该该相等，入筛料沿筛面宽度分布应该均匀相等，入筛料沿筛面宽度分布应该均匀6）料料速速与与料料层层厚厚度度料料速速增增快快，可可增增加加处处理理能能力力，但但筛筛分分效效率率降降低低料料层层薄薄，虽虽会会减低处理能力，但可提高筛分效率减低处理能力，但可提高筛分效率三、三、筛分设备筛分设备筛分设备按筛面的运动特征分为：筛分设备按筛面的运动特征分为：第三节第三节在流体中分级在流体中分级一、分级原理一、分级原理(一一)重力场分级原理重力场分级原理 不同粒度颗粒在重力场中沉降，其沉降末速不同粒度颗粒在重力场中沉降，其沉降末速（v v0 0)计算公式为：计算公式为：式中，d 颗粒的直径（m）；颗粒的密度（kg/m3）；介质的密度（kg/m3）；g 重力加速度（m/s2）；介质粘度（Pas）。
故当被分级的物质一定，所采用的介质一定，沉降末速故当被分级的物质一定，所采用的介质一定，沉降末速只与颗粒的直径大小有关因此，根据不同直径的颗粒的末只与颗粒的直径大小有关因此，根据不同直径的颗粒的末速差异，可对粒度大小不同的颗粒进行分级速差异，可对粒度大小不同的颗粒进行分级。