跳汰選礦時，原料重力特性惡化是客觀和必然的，這就導(dǎo)致用跳汰機按密度分選原料的效率明顯降低。因此，利用非傳統(tǒng)的方法強化此種選礦過程是當務(wù)之急。這些方法是：直接在物料層中施加振動作用;利用有“浮動”沖程的流體動力跳汰周期;減低動力介質(zhì)的水平流動速度; 采用人工床層，提高平均粒級(8(10)~0mm)礦石分選的視在密度;制造一種可使用水量減少到1/5~1/10的跳汰機，以改進床層的流體動力學(xué)參數(shù)。直接在物料層上激起的振動對跳汰過程的作用機理可作如下解釋。在跳汰分選物料的過程中，出現(xiàn)介質(zhì)對顆粒運動的阻力。這種阻力是由動力介質(zhì)的粘滯阻力和被選顆粒間的接觸干摩擦阻力所形成。在系統(tǒng)中的作用力的變化，在時間和空間上均具有偶然性。降低上述力的模數(shù)，會使跳汰機中的物料分層狀況改善。此結(jié)論基于一種阻力的概念。即阻止系統(tǒng)向平衡狀態(tài)過渡的力，在這種情況下，還會阻止不同密度的產(chǎn)品向“自身的”平衡層轉(zhuǎn)移。實際上，在被分選的物料層上，直接引進強度為0.4～0.8g的高強度振動元件，即可實現(xiàn)上述情況。

　　用跳汰機進行的試驗室試驗和工業(yè)試驗確定，沖程為1.5mm和沖次為40~50次/min的軌道振動，且在物料懸浮期作用取為。例如。在含錳礦石跳汰時，施加振動可使精礦的錳品位提高 1.7%～2.5%。同時，精礦產(chǎn)率增加3.5%～7.0%。在細粒礦石(3~0mm)跳汰時，分層的動力學(xué)特征是精礦層的形成速度。精礦通過人工床層的排放，取決于重顆粒的通過速度。在理想的分選過程中，在脈動流中應(yīng)保持上述兩速度的平衡。但是，它們與跳汰的強度和流體動力學(xué)狀態(tài)的關(guān)系具有不同的特征; 如果說排放速度隨跳汰制度的強化而增大，則精礦層的形成速度隨之降低，在有促使介質(zhì)流紊流化和物料層結(jié)構(gòu)混亂的超強跳汰制度時，精礦層的形成速度趨向于零。為了這種矛盾，提出按時間將精礦層的積累過程和精礦通過人工床層的排放過程分開。為此，可采取在介質(zhì)的主要振動中，增加參數(shù)接近主要沖次的輔助振動。構(gòu)成沖程不同，但沖次十分接近的振動，可形成“顫動”效應(yīng)，此時總沖程在很小和很大值之間緩慢波動。在沖程很小時，由于形成了物料分層的條件，發(fā)生重產(chǎn)品(精礦)積累，而在很大沖程時，精礦排放。#p#分頁標題#e#

　　沖程增大時，重產(chǎn)品開始通過人工床層排放。無論礦石分層，還是排放，均發(fā)生在接近于這些過程的很好狀態(tài)時;此時顫動期由對重產(chǎn)品顆粒在跳汰室的平均停留時間的關(guān)系確定。實施此方法后，3～0mm粒級精礦的錳品位提高3.5%，用水量減少20%，平均可能偏差由120kg/m³降低到80kg/m³。已知，跳汰機中被選物料的每一顆粒處于垂直和水平兩種流體速度的作用之下。不同密度顆粒的分選結(jié)果由兩種流速總的作用來決定。隨著重力特性和礦物特性變壞，篩下水的單位耗量增加，因而產(chǎn)生過剩的水平速度，從而破壞跳汰過程。根據(jù)分析數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)，對不同密度的顆粒繪出其運動軌跡。分析這些軌跡可以得出結(jié)論：如果避免水(介質(zhì))過快的水平速度，則礦石、特別是細粒礦石的跳汰過程可以具有較好的效果。

　　在分選細粒礦石時，人工床層是的分離介質(zhì)。正確選擇床層的參數(shù)，可決定跳汰的數(shù)、質(zhì)量指標。跳汰精礦的質(zhì)量以及進入跳汰尾礦中的精礦損失，在很大程度上取決于人工床層的物理性質(zhì)和參數(shù)。當跳汰選礦深度提高到0.16～0.07mm和更細時，通用的計算人工床層參數(shù)的方法將不能保證選礦過程進行，這是因為人工床層顆粒的孔隙度高，因而細粒級，特別是極細粒級(100μm以下)物料不能保證按密度分選。因為礦石和人工床層的懸浮都與上升的液流速度下介質(zhì)的速度壓頭有關(guān)，所以要引入的一種概念是，能保證料層開始松散的介質(zhì)臨界速度。

　　根據(jù)人工床層參數(shù)的計算，進行分折研究，即可采用全新的人工床層，其特點是在對含錳礦石和含鐵礦石進行跳汰重選時，選擇性較高。選礦深度由0.5mm提高到0.1mm，平均可能偏差由130kg/m³降至90kg/m³。此時粒度為8~0mm的一級錳精礦的品位由43.2%提高到47.8%，鐵精礦的品位由56.5%提高到61%～62%。#p#分頁標題#e#

　　應(yīng)當提出，以提高跳汰重選效率作為基本任務(wù)的全部上述建議并不能完全解決問題。例如，在入選錳礦石的重力組成狀況進一步變壞時，空氣脈動跳汰機即使以保持目前現(xiàn)行標準為條件，也不保證穩(wěn)定地產(chǎn)出高品質(zhì)別精礦?？紤]到對精礦質(zhì)量的要求將提高，此任務(wù)還將更為復(fù)雜。在原蘇聯(lián)各錳礦選礦廠使用的空氣脈動跳汰機無論是分選氧化錳礦石，還是碳酸錳礦石，均不夠。在產(chǎn)出合格精礦時，二級錳礦產(chǎn)品中的一級精礦產(chǎn)品損失相當大，而且一級精礦中夾雜有中礦和二級產(chǎn)品。造成這種情況的原因，一方面是因為跳汰入選錳礦石的重力性質(zhì)變壞;另一方面，目前采用的空氣脈動跳汰機的結(jié)構(gòu)中，有介質(zhì)流體高紊流區(qū)，使得入選礦石層在篩板上混雜。在跳汰重選的理論中，主要模型是在篩板上的上升流形成的懸浮層模型。懸浮顆粒和懸浮層，在重力和流體動力的作用下，總體上處在平衡狀態(tài)，而介質(zhì)流則均勻地繞著全部懸浮物顆粒流動。對于在個別產(chǎn)品之間的密度對比度高的懸浮物來說，各層的假定密度和各層中的顆粒的粒度，在介質(zhì)流的作用下，由下向上有規(guī)律地增大。按密度難分選的多礦物懸浮物，例如，錳礦石，其重密度的顆粒粒度與輕密度顆?；蛑虚g密度顆粒相比是相等的或者稍大，這種懸浮物分層很困難。對作用力進行分析可見，懸浮物分層時應(yīng)考慮水力粒度。層流脈動流能保證這種分層，但在空氣脈動跳汰機中，不可能實現(xiàn)。在空氣脈動跳汰機中，層內(nèi)的壓力形成流體動力，在層內(nèi)介質(zhì)流體的壓力高時，料流紊流化，使被分選層混合。層內(nèi)壓力不足可引起離析效應(yīng)，此時細顆粒和光滑顆粒通向下層。為了分選密度對比度小的錳礦石產(chǎn)品，必頹力爭形成一種跳汰制度，在此制度條件下，礦石在層中的粘滯性降低。這種制度可以在動篩跳汰機中實現(xiàn)，因為篩板的松弛時問小于被分選料層的松弛時間，因此，在篩板下沉的瞬間，礦石層處于懸浮狀態(tài)。各種密度的產(chǎn)品向“自身”的流體靜力平衡層的再分布是在松散系數(shù)很大和水流紊流化很小的條件下實現(xiàn)的液流的這種流體動力學(xué)結(jié)構(gòu)，對重力特征不佳的礦石重選是比較理想的。#p#分頁標題#e#

　　對跳汰的流體動力學(xué)參數(shù)進行分析可見，首先，在用動篩跳汰機進行分選時，重力場的力方向為向下，傳動機構(gòu)力、水的阻力和粘滯力，以及對重顆粒運動的機械阻力方向為向上。其次，在動篩跳汰機中，水(動力介質(zhì))在跳汰過程中，僅完成分離介質(zhì)的功能，而其用量僅是用空氣脈動型跳汰機時的1/8～1/10。在跳汰過程中，采用篩板作為傳遞能量的手段。與使用空氣脈動跳汰機相比，可明顯改變動力介質(zhì)與入選物料相對運動的特征。在活動篩板的上升期，物料與之一起運動，形成緊密層。松散度系數(shù)在數(shù)值上與孔隙度相等。工作周期的這一階段對物料分層過程不起作用，而其延續(xù)時間和動力學(xué)參數(shù)取決于篩板的承載能力。上升行程的持續(xù)時間應(yīng)當很小，因為它是跳汰同期的空載部分。工作過程在下降行程中進行，此時液體中的下降鈞料顆粒與正在按順序完成上升行程的篩板接觸之前，再分配成各密度級。

　　應(yīng)當指出，如果跳汰周期時問很短，可能達不到很終速度，因此不應(yīng)忽視此因素。因此，在運動的過渡期，液體內(nèi)的下降顆粒速度是時間和很終速度很不錯值的函數(shù)，而此很不錯值又是真密度以及顆粒大小的函數(shù)。此時很終沉降速度相同的不同顆粒，其過渡期制度的參數(shù)僅取決于真密度而且對顆粒大小是一不變量。

　　全部各粒級料層的松散度變化具有相似特征。在0.5～0.6秒期間，松散度的下降接近于初始值，然后明顯增大并在相當于1秒的間隔內(nèi)，變?yōu)榈扔?。將料層松散度曲線圖與相應(yīng)的沉降速度曲線圖進行對比可見，在松散度的不同增長期，同時有速度增長，而隨著向自由沉降的過渡，在多數(shù)情況下能達到很終速度。在自由沉降期，下降物料分層活躍，速度相對對比度和移動相對對比度的圖形分析表明，在所有各種情況下，沉降初始瞬間的對比度值是7%～8%并繼續(xù)增大，趨向于飽和，達到40%～50%。#p#分頁標題#e#

　　通過對動篩跳汰機的工作過程進行分析研究，確定了以下各點：

　　1)在篩板下降行程中，入選物料的分層階段具有韌始期，對供研究的物料，其持續(xù)時間約為1秒鐘。在此時期，下降速度加大直到很終值，松散度提高。

　　2)在物料顆粒以接近很終值的速度自由下降的階段，發(fā)生分層。在運動的第二秒，速度對比度值和移動對比度值達到穩(wěn)定。

　　3)為了分層，篩板工作行程的總時間應(yīng)不少于(1.3～1.4)～(1.8～2)秒?？紤]到篩板的上升行程，這就相當于沖次20～30次/min。

　　4)篩板的很大行程取決于物料的粒度。對20～50mm粒級，它是200～300mm。

　　5)篩板振動的合理周期是不對稱的，在下降行程開始時加速(40%-上升;60%-下降)。

　　對礦石物料在動力介質(zhì)(水)層流的分選情況進行分析和試驗研究，可計算出新結(jié)構(gòu)動篩跳汰機的主要參數(shù)。用動篩跳汰機試驗樣機對粒度為-50-+3mm、錳品位38.5%的難選錳礦石進行跳汰重選試驗驗證，得到錳品位44.3%的I級氧化錳精礦和錳品垃為35.8%的錳精礦。應(yīng)當指出，用空氣脈動型跳汰機，甚至在跳汰段加長到6m的情況下，也不可能分選這種礦石。Ⅰ級錳精礦的錳品位為42.9%是廢品。動篩醍汰機跳汰分選時，分選密度的平均可能偏差是 110kg/m³。此時，用水量減少85%。用空氣脈動跳汰機分選類似原料時，平均可能偏差是155kg/m³。