脱水技术与设备(王化军)

脱水技术与设备北京科技大学王化军010-62332902，[e-mail]孙体昌010-62314078，[e-mail]2007年11月固液分离是矿物加工过程必不可少的工艺环节。1固液分离的作用与方法2浓缩工艺与设备3过滤工艺与设备1固液分离的作用和方法1.1固液分离的基本方法1.2脱水的作用1.3影响脱水的因素1.4物料中水分的赋存形态1.5物料性质对脱水的影响1.6粗粒物料的脱水1.1固液分离的基本方法⑴重力脱水自然重力脱水，重力浓缩脱水⑵机械力脱水筛分脱水，离心脱水，过滤脱水⑶干燥脱水⑷磁力脱水⑸其他脱水法物理化学脱水法，电化学脱水1.1固液分离的基本方法固液分离对象精矿，中矿，尾矿固液分离工艺流程一段浓缩脱水流程二段浓缩－过滤脱水流程三段浓缩－过滤－干燥脱水流程1.2脱水的作用⑴满足产品质量要求⑵满足运输的需要⑶防冻的需要⑷回收水1.3影响脱水的因素⑴水的性质极性，粘度，表面张力⑵固相的性质颗粒粒度，固相矿物组成及其表面性质⑶固液体系的性质密度，粘度1.4物料中水分的赋存形态⑴化合水分⑵结合水分强结合水分，弱结合水分⑶毛细管水分水的性质，颗粒粒度与毛细管直径颗粒表面性质⑷自由水1.5物料性质对脱水的影响⑴孔隙度⑵比表面积⑶密度⑷润湿性⑸细泥含量⑹粒度组成1.6粗粒物料的脱水⑴脱水筛固定筛（条缝筛，弧形筛，旋流筛）振动筛高频振动筛⑵离心机刮刀卸料离心脱水机振动卸料离心脱水机2浓缩工艺与设备2.1浓缩的基本概念2.2沉降试验及沉降曲线2.3絮凝原理及絮凝剂2.4浓缩效果的评定2.5浓缩设备2.1浓缩的基本概念⑴浓缩利用重力或离心力，使悬浮液中的颗粒发生沉降，得到浓度较高的底流和浓度很低的循环水的过程。⑵浓缩与分级的区别原理相同；目的不同沉降分类可沉降物质颗粒的大小凝聚性能的强弱及其浓度的高低按颗粒在沉降过程中的行为和现象自由沉降絮凝沉降成层沉降(集团沉降）压缩沉降2.2沉降试验及沉降曲线自由沉降的特点•发生条件废水中的悬浮固体浓度较低，而且不具有凝聚性时发生的。•特征沉降过程中，固体颗粒不改变形状和尺寸，也不互相粘合，各自独立地完成沉降过程。颗粒的沉降速度在经一定的沉降时间后保持不变。•现象可观察到水是从上到下逐步变清的。自由沉降过程示意图t=0时t=t1时t=t2时t=无穷大时絮凝沉降的特点•发生条件固体浓度不高，但具有凝聚性时发生的。•特征在沉降的过程中，颗粒互相碰撞、粘合，结合成较大的絮凝体而沉降；在沉降的过程中颗粒的尺寸不断变化；颗粒的沉降速度是变化的。•现象水是逐渐变清的，但可观察到颗粒的絮凝现象。成层沉降的特点•发生条件废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后发生的。•特征每个颗粒的沉降将受到其周围颗粒存在的干扰，沉速有所降低，在聚合力的作用下，颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。•现象实验时可观察到水与颗粒群之间有明显的分界面，沉降的过程实际上是该界面下沉的过程。压缩沉降的特点•发生条件废水中悬浮物的浓度很高时发生的。•特征固体颗粒互相接触，互相支承，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。•现象粒群与水之间也有明显的界面，但颗粒群部分比成层沉降时密集，界面的沉降速度很慢。不同沉降过程示意图A－澄清区；B－沉降区；C－过渡区；D－压缩区临界点成层沉降沉降曲线界面高度沉降时间/minH0t0tuHu临界点2.3絮凝原理及絮凝剂凝聚在悬浮液中加入电解质，使悬浮液失稳的现象。絮凝在悬浮液中加入高分子化合物，由于它的架桥作用，使悬浮液失稳的现象。2.3絮凝原理及絮凝剂凝聚在悬浮液中加入电解质，使悬浮液失稳的现象。絮凝在悬浮液中加入高分子化合物，由于它的架桥作用，使悬浮液失稳的现象。2.3絮凝原理及絮凝剂凝聚原理DLVO理论絮凝原理静电键合，氢键键合，共价键键合2.3絮凝原理及絮凝剂絮凝剂用量适宜絮团特点水分高2.3絮凝原理及絮凝剂凝聚剂无机盐类硫酸铝、硫酸钾铝、硫酸铁、硫酸亚铁、碳酸镁、氯化铁、氯化铝、氯化锌、铝酸钠等。金属氢氧化物类氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化钙、生石灰聚合无机盐类聚合铝、聚合铁等。2.3絮凝原理及絮凝剂聚合铝又可细分为：碱式氯化铝：[Al2(OH)nCl6-n]m碱式硫酸铝：[Al2(OH)n(SO4)3-n/2]m2.3絮凝原理及絮凝剂聚合铁又可细分为：碱式氯化铁：[Fe(OH)nC16-n]m碱式硫酸铁：[Fe(OH)n(SO4)6-n/2]m2.3絮凝原理及絮凝剂絮凝剂天然高分子淀粉加工产品及其衍生物纤维素的衍生物腐植酸钠人工合成高分子聚丙烯酰胺（PAM）部分水解体的聚丙烯酰胺（PHP）2.3絮凝原理及絮凝剂絮凝剂的配制和使用400r/min1～1.5h0.1％～0.15％凝聚剂和絮凝剂的配合使用2.4浓缩效果的评定汉考克公式底流固体回收率2.5浓缩设备浓缩机选择原则①给料量②厂址要求与自然条件③工艺要求④试验或模拟试验⑤参考类似矿石2.5浓缩设备中心传动式浓缩机周边传动式浓缩机斜板浓缩机深锥浓缩机高效浓缩机2.5浓缩设备中心传动式浓缩机2.5浓缩设备周边传动式浓缩机2.5浓缩设备斜板浓缩机2.5浓缩设备深锥浓缩机2.5浓缩设备高效浓缩机3过滤工艺与设备3.1过滤原理及方法3.2过滤介质3.3过滤效果的评定3.4影响过滤效果的因素3.5过滤设备3.1过滤原理及方法过滤以某种多孔性物质作为过滤介质，在外力作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的工艺过程。过滤推动力重力、压强差或惯性离心力。选矿厂应用最多的是以压强差为推动力的过滤。3.2过滤介质⑴织物介质⑵粒状介质⑶多孔固体介质3.3过滤效果的评定⑴滤饼水分⑵滤液中的固体含量⑶过滤机单位面积处理能力3.4影响过滤效果的因素⑴过滤的推动力⑵矿浆性质矿浆温度、浓度、粒度组成和矿浆成分⑶过滤介质的性质3.5过滤设备⑴筒式真空过滤机⑵永磁外滤式筒式真空过滤机⑶盘式真空过滤机⑷加压过滤机⑸陶瓷盘式真空过滤机⑹折带式真空过滤机3.5过滤设备盘式过滤机