一、概述
跳汰选矿是重力选矿的主要方法之一，属于深槽分选作业。工艺特征是：被选的矿石连续给到跳汰室的筛板上，形成厚的物料层，称作床层。通过筛板周期地鼓入上升水流，使床层升起松散，接着水流下降（或停止上升），在这一过程中，密度不同的颗粒发生相对转移，重矿物进入下层，轻矿物转入上层，分别排出后即得精矿和尾矿。
跳汰所用介质多数是水，特殊情况采用空气。跳汰机内筛板一般是固定的，水流透过筛板多呈上下交变运动，少数采用滑阀只间歇地给入上升水流。另有一类跳汰机筛框作上下往复运动，称作动筛跳汰机。在定筛跳汰机中推动水流运动的器件在矿用跳汰机中主要是隔膜，早期采用活塞。在大型煤用跳汰机中则采用压缩空气。
水流在跳汰机内运动的速度和方向是周期变化的，每完成一个循环所用时间称作跳汰周期。在一个周期内表示水流运动速度随时间变化的关系曲线称作跳汰周期曲线。水流在跳汰室内上下运动的最大距离称为水流冲程，它与隔膜或活塞运动的机械冲程成一定比例。水流每分钟运动的次数称作冲次。床层的厚度、周期曲线形式、冲程、冲次是影响跳汰选别的重要参数。
跳汰选矿，除了很微细的物料以外，几乎可以处理各种粒度的矿物原料，工艺操作简单，设备处理能力大，并可在一次选别中得到某种最终产品，因此生产中应用很广泛。用跳汰法处理原煤约占总选煤量40%。对于金属矿石，则是处理粗、中粒铁矿石、锰矿石以及铬矿石的主要方法。并大量用于选别不均匀嵌布的钨、锡矿石的较粗粒级部分。用跳汰法处理含金砂矿、含铌、钽、钛，锆的原生矿石和砂矿也有广泛用场。同时也是选别金刚石的主要方法。矿石中待分离的矿物密度差越大，入选粒度范围可以越宽。例如对于含金砂矿在给料粒度小于25毫米时，可以不分级入选，回收粒度下限可到0.05毫米。但对一般金属矿石实行分级入选则可有效地改善分选指标并提高设备处理能力。
二、跳汰选矿理论基础
尽管从上个世纪中叶就开始了对跳汰分层理论研究，但迄今尚未形成统一的跳汰理论。原因是分层过程是在非稳定流中进行的，作用因素很复杂。曾经从不同角度提出过各种各样理论见解，大致可分为两类：一类是从个别颗粒的运动差异中探讨分层原因，可谓是动力学体系学说（又称定因模型）；另一类是从床层内在某种不平衡因素中寻找分层根据，算是静力学体系学说（又称群体统计模型）。它们各道出一定的分层道理，但又都不完善，只可根据实际情况适当引用（参阅重选基本原理）。[next]
从动力学角度看，床层中颗粒大致有三种运动形式：（1）加速度运动；（2）干涉沉降运动；（3）细颗粒透过床层间隙的钻隙运动。这些运动在周期的不同阶段各有不同的发展。
（一）颗粒的重力加速度运动
当床层上升松散、水流的速度减弱以至相对速度为零时，颗粒失去流体动力支持，便以自身在介质中的重力加速度沉降，其值g0为
加速度随颗粒密度的增大而增加，与粒度无关，故有利于按密度分层。但在水速变化较大的跳汰周期内，其有效作用时间是很短的。延长水流与床层相对速度小的时间，将有助于轻、重矿物按加速度差分层。
按初加速度差分层的学说由高登提出，其实质与静态条件下颗粒按自身重力压强分层的静力学观点是一致的。
（二）颗粒的干涉沉降
床层在松散期间大部分时问是与水流作相对运动，因而属于干涉沉降范畴。但这种干涉沉降速度是不稳定的，受床层松散度和水流速度影响时刻在变化着。但总的来说床层松散度不大，因此等降比将大大增加。大部分重矿物会较快地沉降到下层，只有那些细粒重矿物会留在上层与轻矿物相混杂。颗粒与水流间愈是处于相对运动中，混杂愈是明显。预先对原料进行筛分，限制入选粒度范围会有助于减少分层不清现象。
（三）吸入作用
在水流下降时期，首先失去活动性的是那些粗大颗粒，接着是中等颗粒，而那些细小颗粒直到床层紧密时，仍可在水流带动下穿过床层间隙进入下层，称为吸入作用。适当控制水流的吸入作用强度，可以只将细粒重矿物转入底层，补充按密度分选。
R.H.理查兹（Richards 1909）曾提出在上升水流中颗粒是按干涉沉降运动，在下降水流中借吸入作用分层的跳汰理论。实践证明，吸入作用对分选宽级别物料是有意义的。
在上述运动形式下在一个周期内颗粒的分层转移过程可示意地表示在图1中。[next]
跳汰分层的静力学体系学说主要有重介质作用分层学说、按悬浮体密度差分层学说和位能学说。它们分别由纳索尔斯特（Nathorst,1924）、A.A.赫尔斯特（Hirst,1937）和E.W.迈耶（Mayer，1947）等人提出。其共同特点是不计流体动力对个别颗粒运动的影响，而分别以重矿物层所显示的浮力作用，轻、重矿物悬浮体的静压强作用以及床层重心有自发降低的趋势等静力因素作为分层依据。
重介质作用学说和悬浮体密度作用学说共同说明，在床层较密集条件下，颗粒之间（以悬浮体形式表示）存在着像两种互不相溶的流体那样的静力挤压作用。其结果轻矿物被迫转入上层，重矿物进入下层。而位能学说则从自由能有自发降低的规律中说明了分层的必然性。按照它们的静态立论条件，分层结果均应是完一善的，不受颗粒粒度影响。由此给我们以启示，在跳汰过程中床层不应过份松散。而要保持其整体性，以使颗粒间的静力发挥作用。水流的流体动力作用是破坏静态条件的因素，因此应尽量减小。这点与动力学体系学说中要求在相对速度最小的条件下分选结论是一致的。但是，流体的动力既是松散床层所不可缺少的，那么要达到理想的静力分层也就不可能。因此适当限制入选原料的粒度范围还是必要的，另外通过改进跳汰周期曲线的形式也可取得降低流体动力影响的效果。
H.H.维诺格拉道夫（Bиноградов）等人还提出了应用概率一统计方法研究分层过程的模型，这种研究不再考虑分层的作用机理，而将分层运动视为性质相同的颗粒分布中心重新迁移的过程。颗粒的转移符合素动扩散规律，并最终可用公式表达分层时间与矿石性质及操作条件之间的关系，因而更具有实用价值。但模型的建立程序却比较复杂，目前仍处于研究改进阶段。[next]
三、跳汰周期曲线
在交变水流跳汰机中、周期曲线可有水流上升、相对静止和水流下降三个特征段。它们以不同的延续时间比例可以组成各种不同的周期曲线，基本要求是要适应矿石性质和设备条件，图2示出了四种典型的跳汰周期曲线。
（一）正弦周期曲线
正弦周期曲线见图2a，水流具有相等的上升下降速度和时间，用公式表示即是：
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