固液分离总结(补充版)（材料）_知识点总结补充版

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1、化学选矿与物理选矿的关系

选矿依据：物理：物理与物理化学性质的差异，化学：化学性质的差异。

选矿对象：物理：相对易选的富矿，化学：细贫杂等难选矿；“三废”资源化。

原料形态：物理：原矿，化学：难选原矿，物理选矿的中矿、尾矿，“三废”资源。

分选本质：物理：分离、富集，不改变矿物自身组成，化学：化学处理，改变矿物自身组成与结构。

产品形态：物理：矿物精矿，化学：化学精矿。

2、化学选矿的一般过程或常见的化学选矿方法有哪些？ 1）原料准备：矿物原料的破、磨、配料；预先富集。

2）焙烧：使目的组分矿物转变为易浸的或易于物理分选的形态，部分杂质分解挥发或转变为难浸的形态，且可改变原料的结构构造。

3）浸出：使有用组分或杂质组分选择性地溶于浸出液中，从而使两种组分分离。一般情况下浸出含量少的组分。

4）固液分离：采用沉降倾析、过滤和分级等方法处理浸出液，以获得供后续处理的澄清溶液或含少量细矿粒的稀矿浆。

5）浸出液净化：采用化学沉淀法、离子交换法或溶液萃取法等进行净化分离，以获得有用组分含量高的净化溶液

6）制取化学精矿：从净化液中采用化学沉淀法、金属置换法、金属沉积法以及物理选矿法，沉淀析出化学精矿。

常见的化学选矿方法

1）矿石焙烧

2）矿物浸出

3）离子交换

4）溶剂萃取

5）离子沉淀

6）置换沉淀

7）金属沉积

3、矿物与微生物作用原理等等。1）直接作用理论

是指在有水、空气存在的情况下，细菌与矿物表面接触，将金属硫化物氧化为酸溶性的二价金属离子和硫化物的原子团。在没有细菌的作用时这一氧化作用只是热力学上可行,十分缓慢而不具实用价值,由于细菌的参与使这一过程加快。

2）间接作用理论

在多金属的硫化矿床中，通常含有黄铁矿，在有细菌的条件下，可以被快速氧化，生成硫酸铁。硫酸铁是一种高效金属矿物氧化剂和浸出剂，其它金属矿物都可以被其浸出。凡是利用Fe3+为氧化剂的金属矿物的浸出，都是间接浸出。3）复合作用理论

是指在细菌浸出过程中，既有细菌的直接作用，又有Fe3+氧化剂的间接作用；有时以直接作用为主，有时则以间接作用为主。

4、各种脱水的方法与作用

1）重力脱水（自然重力脱水及重力浓缩脱水。）2）机械力脱水（筛分脱水、离心脱水及过滤脱水。）3）热能脱水 4）磁力脱水

5）其它脱水方法（物理化学脱水，电化学脱水。）作用：1)达到用户和运输对产品水分要求。

2)充分利用水资源，维持选煤厂正常生产。

3)减少或堵绝废水外排，改善厂区及周围环境。

4)防止煤泥流失，及时回收并合格利用能源。

5、浅池原理（这个不太清楚）

海伦模型，假定：悬浮液中固体颗粒在整个沉降断面上的流动速度是均匀的；沉降颗粒一旦沉降离开流动层，就认为已进入底流。

实际生产中分级是连续的过程，入料一端给入，溢流另一端排出，沉物底流排出。

流动层中颗粒受两个力作用，即重力与入料推力。以海伦模型为依据推导浅池原理 W=A·V式中，W-煤泥水流量；A-沉降断面面积；V-d50颗粒的沉降末速。对于要求的分级粒度，浅池原理认为：沉降设备所能处理的煤泥水量仅与沉降面积大小成正比。

选煤厂设计中，分级设备面积的选取，通常用分级沉淀设备的单位面积处理负荷计算，即采用经验数据法：S=K·W/ω

式中，S-需要的分级设备面积，m2； K-不均衡系数，一般煤泥水系统取1.25；

ω-单位面积负荷，m3/(m2h)。

6、煤泥水浓度的表示方法有哪些及相互转换；煤泥水的粘度?其影响因素及它对分选及煤泥水处理的影响?实际当中如何有效地降低煤泥粘度?

浓度的表示方法： 1）、液固比R矿浆中液体质量与固体质量之比（或体积之比）。2）、固体含量百分数C：矿浆中固体质量（或体积）所占的百分数。3）、固体含量q：每升矿浆中所含固体的克数。g/L，也叫克升浓度。4）、体积百分浓度C’：矿浆中固体体积与矿浆总体积之比。

煤泥水粘度用“有效粘度”表示，它是煤泥水浓度，细泥含量、分散状态的综合体现。在选煤厂，细泥含量增大，煤泥水粘度增加。粘度增加对整个分选和煤泥水处理都带来不利影响。减少细泥循环与积聚，降低洗水浓度，是降低煤泥水粘度，改善分选作业效果的有效途径。这充分体现了进行固液分离的必要性。

7、沉降的基本过程描述

澄清区的出现及不断增大；沉降区的不断减小及至消失；过渡区的出现及消失；压缩区的先增大而后缩小，它们的共同与交叉作用完成了一次沉降分离过程。

8、凝聚与絮凝，絮凝剂在颗粒表面吸附的类型，以聚丙烯酰胺为例说明絮凝剂水解度对絮凝效果的影响

凝聚:加入某些离子，通过降低颗粒间电性斥力使分散体系失去稳定性而形成凝聚体的过程。絮凝:由于高分子聚合物与细颗粒的粘附以及自身架桥作用，使分散体系失于稳定性而形成絮状结合体的过程。

絮凝剂在颗粒表面的吸附，主要有静电键合、氢键键合和共价键合三种类型的键合作用。

1)静电键合。主要由双电层的静电作用引起。例如，颗粒表面带正电荷，阴离子型高分子絮凝剂可进入双电层取代原有的配衡离子。离子型絮凝剂一般密度较高，带有大量荷电基团，即使用量很低，也能中和颗粒表面电荷，降低其电动电位，甚至变号。

2)氢键键合。当絮凝剂分子中有-NH2和-OH基团时，可与颗粒表面电负性较强的氧进行作用，形成氢键。虽然氢键键能较弱，但由于絮凝剂聚合度很大，氢键键合的总数也大，所以该项能不可忽视。单纯氢键键合的选择性较差，因此，靠氢键吸附的聚合物，只能用于全絮凝，不宜用于选择性絮凝。

3)共价键合。高分子絮凝剂的活性基因在矿物表面的活性区吸附，并与表面离子产生共价键合作用。此种键合，常可在颗粒表面生成难溶的表面化合物或稳定的络合物、螯合物，并能导致絮凝剂的选择性吸附。

水解或磺化的聚丙烯酰胺，在分子上都有阴离子活性基团，属于阴离子聚丙烯酰胺。由于阴离子基团的作用，增强了选择性。

9、惯性卸料离心机的半锥角必须大于摩擦角?并分析半锥角过大对设备结构及工作性能构成的影响

惯性卸料是指依靠惯性离心力使物料沿筛面移动并排出的过程。因此，这种离心机要求筛兰的半锥角须大于物料摩擦角

这种排料方式决定了离心机的筛篮结构，影响其处理能力与脱水效果。

10、表层过滤和深床过滤

表层过滤亦称有滤饼的过滤，固体颗粒在过滤介质的一侧形成滤饼。这种形式的过滤，开始时阻力较小，较粗的颗位被阻留在过滤介质的表面上，使后来的颗粒不能通过，在过滤介质上面形成滤饼。颗位之间的成拱作用，甚至使一些小于滤孔的颗粒也不能通过过滤介质的孔隙。滤饼形成后，自身也起到过滤介质的作用。其过滤阻力随滤饼厚度增加而增加，到一定程度后，由于阻力增加，过滤过程基本停止。此时，必须将滤饼排除，才能重新进行过滤。为了防止一些细粒物料堵塞介质孔隙，有时也采用助滤剂预涂过滤介质。

表层过滤常用于处理固体浓度较高的悬浮液，通常悬浮液的浓度大于1%;浓度越低，细粒物料越容易堵塞过滤介质，甚至堵塞预涂层的通道，影响过滤过程的进行。实际生产中，应用最广泛的是表层过滤。

在深床过滤中，颗粒的粒度通常小于过滤介质的通道，因而可以进入介质的通道。过滤介质相当厚，当颗粒通过这些通道时，因分子作用力和静电力而被吸附在过滤介质的通道中，但液体可通过通道，故可实现固液分离。

深床过滤开始时的阻力要比表层过滤大，但随着固体颗粒的收集，介质阻力的增加却 较表层过滤缓慢。当通道中颗位增多，并逐渐堵塞时，过滤速度就会大大降低。此时，应将 通道中的物料及时排除，再重新过滤。深床过滤主要用于澄清过程，从很稀的溶液中，分离出很细的颗粒。溶液的浓度常小于0.1%。

11、分离因数对脱水有何影响

Z = 离心加速度/重力加速度

分离因数Z 是表示离心力大小的指标。也即表示离心脱水机分离能力的指标。，分离因数越大，物料所受的离心力越强，固液分离效果越好，但会造成煤的破碎量增加，动力消耗增加。

通常，产品水分在10%以下时，再提高分离因数，不但不能降低产品水分，反而增高离心液中的固体含量，增加物料在离心液中的损失。水分在10%以上是提高分离因数可增强离心机的脱水作用，降低产品水分。

12、物料中水分赋存的状态及物料性质对脱水的影响。

水分的赋存状态：1）、化合水分

2）、结合水分（强/弱结合水）

3）、毛细管水分

4）、自由水

物料性质对脱水的影响： 1）、孔隙度：孔隙度大时，存在的水分多，但毛细管作用弱，水分易于脱除。2）、比表面积：比表面积越大，吸附的水分越多，且不易脱除。3）、密度：同样质量的物质，密度大的体积就小，从而其比表面积就小，吸附的水分也少，易于脱除。4）、润湿性：润湿性差的蔬水矿物中水含量较少，且易脱除。5）、细泥含量：使物料毛细作用增强，水分增高，且不易脱除。6）、粒度组成：粒度越小，其比表面积越大，越不易脱除；粒度组成越均匀越易于脱除。

13、各类粗粒脱水设备，并结合脱水工艺说明它们在选煤厂的应用；

一、重力脱水设备 1.脱水斗子提升机。

在选煤厂，脱水斗子主要用于两种场合：

1）各类斗子捞坑(如原煤捞坑、精煤捞坑、事故捞坑)的运输提升与脱水；

2）跳汰中煤、矸石产品的运输提升与脱水。它既可作预先脱水，又可作为最终脱水。2.直线条缝筛。直线条缝筛主要用于跳汰精煤溢流或块煤重介精煤溢流的泄水。

3.弧形筛。弧形筛即可用于细粒物料的脱泥、脱水，也可用于悬浮液中细小颗粒的精确分级，还可用于重介产品脱介。

4.脱水仓。脱水仓通常兼作装车仓用，主要用于粗粒精煤，中煤、矸石经脱水筛或脱水斗子提升机的初步脱水后，在装车前的进一步脱水。

二、振动筛脱水

可用于入料粒度0~1mm，入料浓度

三、离心脱水设备。

用于末煤跳汰机0.5~10mm级精煤的初步脱水，以及末煤的脱泥和细粒煤的分级。

1、旋流筛。

2、惯性卸料离心脱水机。（由于处理量小、脱水效率低已经被3和4取代。）

3、螺旋卸料离心脱水机。

4、振动卸料离心脱水机。

14、过滤与压滤的区别有哪些？ 1)推动力性质及大小

过滤是利用真空系统在滤布两侧形成压力差，压力差小一般200~600mmHg柱高；而压滤则通过流体加压矿浆或空气形成滤布两侧的压力差，压力差达0.5~1MPa，且调节方便。2)过滤过程不同

真空过滤为恒压过滤，过滤过程中压力不变，过滤速度逐渐减少。压滤先为恒速过滤，过滤速度不变，压力增加；待形成一定滤饼后，转为恒压过滤，压力保持不变，过滤速度逐渐减小。3)适用对象

过滤用于比滤阻小的易过滤物料，如浮选精煤、以粗粒为主的浮选尾煤；压滤则用于难滤物料，如以高灰细粒为主的浮选尾矿。4)固液分离程度

过滤介质的孔径大，滤液浓度高且须形成循环。过滤过程不彻底；压滤介质孔径小，滤液为清水，固液分离彻底，目前被视为选煤厂实现煤泥厂内回收，洗水闭路循坏的把关设备。

5)作业方式及效率

过滤连续作业，产品水分为26%~28%，新型设备可达到18%~ 20%，设备单位面积处理量大；压滤目前国内以间断作业为主，产品水分为30%~32%，设备处理量低。6)系统投资及运行费用

压滤系统总投资高，但运行费用低；而过滤系统投资可降低，但电耗、运行费用较高。

15、圆盘真空过滤机的工作原理及影响因素；过滤效果评价与影响因素；分析影响真空过滤机工作的因素

工作原理：园盘真空过滤机

它由槽体、主轴、过滤盘、分配头和瞬时吹风装置构成。过滤是在扇形过滤园盘上进行的。随着过滤盘旋转并周期性地进入与离开盛满煤浆的槽体，过滤机连续地经历着过滤(从矿浆中吸取煤浆形成滤饼)、干燥(离开矿浆后进一步脱水)，滤饼脱落三个阶段。过滤和干燥过程是在负压条件下进行的，滤饼脱落则是依靠瞬时吹风完成的。分配头则起着各阶段相应负压和正压的分配与控制作用。

可采用滤饼水分、滤液固含量及过滤机处理能力评价，也可象其它分离作业一样，用分离效率去考核。

影响过滤机的因素包括入料性质、设备性能、操作因素三方面。

入料性质方面涉及到入料组成(灰分)、粒度分布(细泥含量)、矿浆浓度、粘度、泡沫量等，这些因素集中反映在可滤性上。实际当中经常通过提高入料的可过滤性来改善过滤效果。采取的主要手段有掺粗(改善粒度构成)、加入煤油（改善表面疏水性)、通入蒸气(提高矿浆温度，降低粘度)、添加助滤剂(形成絮因)、增加浓度(采用浓缩过滤工艺)。

设备性能主要取决于设备类型。如盘式真空过滤机具有较高的处理量；折带式真空过滤机可处理较细粒物料且水份较低；采用刮刀卸料可进一步降低滤饼水份；采用比滤阻较小的金属丝滤布可以改善过滤效果等。

操作条件主要是调节真空度、过滤机转速。过滤机影响因素复杂，需根据具体情况采取不同措施以改善过滤效果。

16、压滤循环及其组成阶段

一个压滤循环包括四个阶段：(1)压紧滤板形成滤室、(2)给料压滤阶段、(3)卸饼阶段、(4)滤布清洗阶段(往往采用几个循环后清洗一次)。其中给料压滤阶段是决定压滤循环时间，乃至压滤机工作效率的关键因素。

17、箱式压滤机的基本结构、工作原理、入料方式及影响因素

结构：压滤机主要由滤板、滤板移动装置、活动头板、固定尾板、液压系统构成。工作原理：相邻滤板之间由活动头板移动压紧而构成箱式过滤室。入料矿浆由固定尾板经各滤板中心孔进入各滤室，整个压滤过程是在入料矿浆不断传递的压力条件下进行的，滤饼不断充满滤室，滤液则穿过业已形成的滤饼、滤布、滤板泄水沟经滤板排出。箱式压滤机采用间断作业方式。

压滤机的入料方式有三种：1)泵给料；2)泵和压缩空气联合给料；３）压缩空气给。目前，选煤厂多采用泵给料方式。

同过滤机一样，压滤机的工作也受到入料性质、压滤机性能及操作条件三方面的影响。在实际生产当中，可通过提高压滤机入料浓度，入料压力，改进滤布等手段来改善压滤效率。此外，适宜入料粒度与滤室厚度也是保证压滤机正常工作不可缺少的条件。

18、离心机的脱水效果，影响离心机工作状况的因素及其影响

离心脱水机通常采用产品水份和离心液中固含量去评价（主要设备的脱水产品水分如表），此外，还可采用脱泥降灰及破碎程度两个辅助指标。影响设备工作效果三方面因素包括：

(1)入料性质。主要指入料粒度组成及水份含量；(2)操作条件。主要是处理能力控制；

(3)设备结构及性能。结构因素包括筛兰半径与倾角，筛兰长度；筛缝大小；动力因素包括筛兰转速、振幅与频率。结构因素和动力因素都综合反映在设备性能上，而这方面通常通过设备的选型来体现。

19、带式挤压机脱水过程的四个阶段 带式挤压机是连续作业设备，整个脱水过程包括四个阶段：絮凝和给料阶段、重力脱水阶段、挤压脱水阶段以及卸料和滤布清洗阶段。

20、加压过滤机的基本原理及影响因素 该机采用了过滤和压滤原理相结合，通过过滤形成滤饼，然后再在高压条件下进一步干燥脱水。简单讲，在过滤机上加设密封钢罩即可构成加压过滤机。由于结构简单，可有效降低水分(由21%降至15%)，目前作为降低浮选精煤水分的首先设备。