跳汰机是重力选矿中处理粗、中粒矿石（通常粒度上限为10-50mm，下限可至0.1mm）最有效和应用最广泛的设备之一。其核心在于利用垂直交变的脉动水流，使矿粒按密度产生分层，从而实现分离。

一、 核心工作原理概述

二、 重选分层机理的详细分解（一个跳汰周期内）

• 水流运动：水从跳汰室底部穿过筛板急速上升，速度由零增至最大再减小至零。

• 床层状态：整个床层被水流托起，逐渐松散、悬浮，形成“松散悬浮体”。颗粒间空隙增大。

• 颗粒运动：

• 所有颗粒都获得向上的加速度，但重矿物颗粒由于密度大、质量大，惯性大，其上升速度滞后于水流速度，也滞后于轻矿物颗粒。

• 轻矿物颗粒则能更快地跟随水流上升。

• 结果是，在上升期结束时，轻矿物相对集中在床层上部，重矿物相对集中在床层下部。但此时整个床层处于悬浮松散状态，分层还不稳固。

• 水流运动：上升水流结束后，水流速度转为下降（或因筛下水补给减少，床层在水流减弱和自身重力作用下沉降）。

• 床层状态：床层从松散状态开始收缩、紧密化。

• 颗粒运动（“析离分层”发生）：

• 在重力作用下，所有颗粒开始沉降。

• 重矿物颗粒：密度大、沉降速度快，能迅速穿过逐渐缩小的颗粒间隙，向下“钻隙”沉降。

• 轻矿物颗粒：密度小、沉降速度慢，逐渐被快速沉降的重矿物颗粒“挤”到上方。

• 同时，下降水流会吸入部分细粒重矿物，使其进一步沉降到床层最底部。

• 这个过程被称为 “析离作用” ，是跳汰分层最核心、最有效的环节。它使得在上升期初步形成的轻重矿物相对位置，在下降期被强化和固化。

• 经过数百次乃至上千次这样的跳汰周期后，分层被反复强化，最终形成自上而下稳定、清晰的层次：

• 最上层：小密度粗颗粒（轻矿物）。

• 中间层：小密度细颗粒、大密度粗颗粒及连生体（中矿）。

• 最底层：紧贴筛板的人工床石层（或自然形成的）及其上方的大密度细颗粒（精矿）。

三、 核心部件与辅助分层机制

1. 筛板与筛上水：

• 筛板用于支撑床层。筛下水（从筛板下方给入的脉动水）是产生垂直交变水流的主要来源。

• 筛上水（从跳汰机上方给入的补充水）在床层上方形成稳定的水平水流，负责将分层后位于上层的轻矿物（尾矿）横向冲走，排出机外。

2. 人工床石层：

• 对于细粒物料跳汰，会在筛板上铺设一层密度高于轻矿物但低于重矿物的均匀颗粒层（如铁球、磁铁矿块，粒度约为给矿最大粒度的3-5倍）。

• 其作用类似一个“动态筛网”：在下降水流期，人工床石层迅速紧密，阻止细粒重矿物通过，但在每个周期中，最细的重矿物颗粒可“钻”过间隙；在上升水流期，它被松散，允许被截留的重矿物颗粒活动。这极大地提高了对细粒级物料的分选精度和回收率。

3. 排矿装置：

• 筛上排矿：通过闸门、浮标闸门等，控制底层物料排放。

• 透筛排矿：细粒重矿物直接透过筛板缝隙和人工床石间隙，落入精矿斗。

• 分层后，底层的重矿物（精矿）需及时、连续地排出。方式有：

四、 跳汰机的类型

• 按脉动水流生成方式：

• 活塞跳汰机：机械活塞产生脉动水流（古老，现少用）。

• 隔膜跳汰机：最常用类型。用橡胶隔膜的往复运动驱动水流脉动。按隔膜位置分：上动型（旁动型）、下动型、侧动型。

• 无活塞跳汰机（空气脉动跳汰机）：用于大型选煤和选矿。用压缩空气驱动水流脉动，又分筛侧空气室和筛下空气室两种。处理量大，适用于分选宽级别物料。

• 按处理物料：选矿跳汰机、选煤跳汰机。

五、 性能特点

• 优点：

• 处理粒度范围宽，入选上限大。

• 处理能力大，单位面积生产率高。

• 工艺操作调节相对简单（主要调节冲程、冲次、水量、床石厚度）。

• 可处理密度差较大的物料，分选效率较高。

• 缺点：

• 对细泥敏感，会干扰分层，需预先脱泥。

• 对近密度物料（密度差小）的分选效果较差。

• 水流动力消耗较大。

总结