《矿物加工学》第3章煤泥水处

《《矿物加工学》第3章煤泥水处》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《矿物加工学》第3章煤泥水处（135页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、Xian university of science and technology 第 3章 煤 泥 水 处 理 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 3.2 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 3.3 极 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 3.4 洗 水 闭 路 循 环 一 、 煤 泥 水 处 理 的 目 的 、 意 义 和 任 务 1. 多 回 收 利 用 资 源 2. 满 足 不 同 作 业 对 粒 度 的 要 求 3. 满 足 不 同 作 业 对 浓 度 的 要 求 4. 提 高 循 环 水 质 ， 满 足 环 保 要 求 。 Xian university of scienc

2、e and technology 二 、 煤 泥 水 处 理 的 主 要 特 点（ 1） 流 量 大 。（ 2） 性 质 复 杂 。 这 就 使 煤 泥 水 处 理 的 工 艺 环 节 、 设 备 和 管理 具 有 相 当 的 复 杂 性 。 （ 3） 集 中 了 原 煤 中 最 细 、 最 难 处 理 的 微 细 颗 粒 Xian university of science and technology 三 、 煤 泥 水 处 理 的 内 容1. 煤 泥 的 分 选 、 回 收 、 脱 水 作 业 2. 煤 泥 水 的 分 级 作 业 3. 煤 泥 水 的 浓 缩 作 业 4. 循 环 水

3、的 澄 清 作 业 Xian university of science and technology Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 粗 颗 粒 煤 泥 水 ： 经 主 选 作 业 产 生 的 煤 泥 水 ， 粒 度组 成 极 为 复 杂 ， 但 是 粗 颗 粒 含 量 最 大 ， 这 部 分 煤 泥 水 称为 粗 颗 粒 煤 泥 水 。 粗 颗 粒 煤 泥 水 处 理 一 般 是 进 行 分 级 ， 由 于 湿 法 选 煤大 都 用 水 作 介 质 ， 所 以 分 级 有 时 又 叫 水 力 分

4、 级 。 水 力 分 级 ： 它 是 根 据 颗 粒 在 水 介 质 中 的 沉 降 速 度 不同 ， 将 宽 级 别 粒 群 分 成 两 个 或 多 个 粒 度 相 近 的 窄 级 别 的过 程 。 分 级 作 业 和 筛 分 作 业 性 质 相 同 ， 均 是 将 粒 度 范 围 宽的 粒 度 群 分 成 粒 度 范 围 窄 的 产 物 。 但 是 筛 分 是 比 较 严 格地 按 几 何 尺 寸 分 开 ， 而 分 级 则 是 按 沉 降 速 度 差 分 开 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理

5、3.1.1 分 级 的 实 质 分 级 是 在 水 介 质 中 进 行 的 ， 颗 粒 在 水 介 质 中 的 自 由沉 降 速 度 可 按 斯 托 克 斯 公 式 求 得 ： 颗 粒 在 煤 泥 水 中 的 沉 降 为 干 扰 沉 降 ， 其 沉 降 速 度 可按 利 亚 申 柯 公 式 计 算 ： noSg )1( gdoS )(181 2 （ 3-1）（ 3-2） Xian university of science and technology 上 式 中 v0S 颗 粒 在 水 中 的 自 由 沉 降 速 度 ， cm/s； vg 颗 粒 在 煤 泥 水 中 的 干 扰 沉 降 速

6、度 ， cm/s ； 常 温 下 水 的 粘 度 ， = 0.01 P； 颗 粒 的 密 度 ， g/cm3 ； d 颗 粒 的 粒 度 ， cm ； 颗 粒 的 球 形 系 数 ， 一 般 取 =0.3； 水 的 密 度 ， =1 g/cm 3 ； n 实 验 指 数 ， 一 般 取 n=5 6 ； 煤 泥 水 的 固 体 容 积 浓 度 ， =1/（ R+1） ； g 重 力 加 速 度 ， 一 般 取 g = 981cm/s2； R 煤 泥 水 的 液 固 比 。 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technolog

7、y 把 上 述 已 知 数 值 （ v0S ） 代 入 式 （ 3-2） 中 ， 可 得 : 从 上 式 可 以 看 出 ， vg 取 决 于 颗 粒 的 粒 度 、 颗 粒 的 密度 以 及 悬 浮 液 的 浓 度 。 其 中 vg d 2 ， 即 颗 粒 的 粒 度 对 vg影 响 最 大 ， 而 vg又 决 定 分 级 ， 就 可 以 说 对 分 级 起 主 要 作用 的 是 颗 粒 的 粒 度 ， 或 者 可 以 说 粒 度 决 定 分 级 。 v g又 受 颗 粒 的 密 度 和 悬 浮 液 浓 度 的 影 响 ， 实 际 中 应尽 量 克 服 两 者 的 干 扰 。 3.1 粗 颗

8、 粒 煤 泥 水 的 处 理ng Rd )111()1(1635 2 （ 3-3） Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理3.1.2 分 级 原 理 分 级 设 备 中 的 沉 降 分 离 过 程 ， 一 般 可 引 用 海 伦 模 型 。该 模 型 假 定 ： 悬 浮 液 的 颗 粒 和 流 动 速 度 在 整 个 水 池 断 面 上 是 均 匀分 布 的 ， 并 保 持 不 变 。 悬 浮 液 在 分 级 设 备 中 的 流 动 是 理 想的 缓 慢 流 动 ， 颗 粒 只 要 一 离 开 流 动 层

9、， 即 认 为 已 经 成 为 沉物 。 又 称 浅 池 原 理 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 实 际 生 产 中 ， 若 分 级 设 备的 长 度 为 L 、 宽 度 为 B、 进入 设 备 的 悬 浮 液 量 为 W。 如 果分 级 设 备 有 足 够 的 深 度 ， 悬 浮液 溢 流 从 另 一 端 排 出 时 ， 其 上部 有 一 流 动 层 ， 厚 度 设 为 h，在 流 动 层 下 部 的 悬 浮 液 可 认 为是 静 止 的 。 Xian university of scienc

10、e and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 按 照 海 伦 模 型 ， 颗 粒 从给 料 端 运 动 到 溢 流 端 以 前 ， 不管 在 何 处 由 于 轨 迹 的 偏 移 离 开了 流 动 层 ， 那 么 该 颗 粒 在 流 动层 下 部 将 继 续 下 沉 ， 最 终 作 为沉 物 排 出 。 反 之 ， 颗 粒 从 给 料 端运 动 到 溢 流 端 ， 仍 处 于 流 动 层中 ， 则 该 颗 粒 将 从 溢 流 排 出 ，成 为 溢 流 产 品 ， 见 图 5-3-1。 Xian university of science and technolog

11、y 按 上 面 的 分 析 有 以 下 关 系 ， 悬 浮 液 在 设 备 中 的 水 平流 速 u 为 ： 颗 粒 从 给 料 端 运 动 到 溢 流 端 所 需 时 间 t1 为 ： 式 中 S 分 级 设 备 面 积 （ S = BL） 。 BhWu WShuLt 1 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理（ 3- 4）（ 3-5） Xian university of science and technology 任 一 粒 度 为 d 的 颗 粒 ， 其 下 沉 速 度 为 v ， 通 过流 动 层 所 需 时 间 t2 为 ： 如 果 ， t1 t2 ， 该 颗 粒 成 为 沉

12、 物 ； 当 t1 t2 ， 该颗 粒 成 为 溢 流 产 品 。 如 果 t1= t2， 该 颗 粒 成 为 沉 物 和 成为 溢 流 产 品 的 机 会 均 等 ， 该 颗 粒 的 大 小 被 称 为 分 级 粒 度 。 vht 23.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理（ 3-6） Xian university of science and technology 当 t1 = t2时 ， 可 得 下 式 ： 该 式 为 悬 浮 液 流 量 、 设 备 面 积 和 分 级 粒 度 下 沉 速 度 之 间的 关 系 。 对 固 定 的 设 备 ， 不 同 的 处 理 量 可 求 出 不

13、同 的 v 值 ， 即 有不 同 的 分 级 粒 度 。 当 要 求 分 级 粒 度 一 定 时 ， 所 需 要 的 分 级 面 积 S 与 悬 浮 液流 量 W 成 正 比 。 当 悬 浮 液 的 流 量 一 定 时 ， 所 需 的 分 级 面 积 S 与 分 级 颗 粒 的下 沉 速 度 v 成 反 比 ， 即 与 分 级 粒 度 成 反 比 。 要 求 的 分 级 粒 度 越 细 ，所 需 要 的 分 级 设 备 面 积 则 越 大 。 因 此 ， 可 以 通 过 控 制 分 级 设 备的 面 积 来 控 制 分 级 粒 度 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理SW （ 3-7）

14、 Xian university of science and technology 通 常 以 每 平 方 米 沉 淀 面 积 、 每 小 时 所 处 理 的 矿 浆 量的 立 方 米 数 表 示 分 级 沉 淀 设 备 的 能 力 ， 称 为 分 级 沉 淀 设备 的 单 位 负 荷 ， 用 表 示 。 所 以 有 ： W = v = 该 式 说 明 分 级 粒 度 的 下 沉 速 度 与 分 级 设 备 的 单 位 负荷 在 数 值 上 是 相 等 的 。 分 级 设 备 面 积 的 选 取 ， 在 设 计 中 常 用 沉 淀 设 备 的 单位 面 积 负 荷 来 计 算 。 该 方 法

15、 为 经 验 数 据 法 。 S = KW / 式 中 K 不 均 衡 系 数 （ 悬 浮 液 系 统 通 常 取 1.25） 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理（ 3-8）（ 3-9） Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理3.1.3 常 用 的 分 级 设 备分 级 设 备 重 力 场 中 的 分 级 设 备 角 锥 沉 淀 池 斗 子 捞 坑 倾 斜 板 分 级 设 备 电 磁 振 动 旋 流 筛 煤 泥 离 心 筛 分 器 旋 液 分 离 器离 心 力 场 中 的 分 机 设 备 Xian

16、 university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理3.1.3 常 用 的 分 级 设 备 1. 重 力 场 中 的 分 级 设 备 （ 1） 角 锥 沉 淀 池 角 锥 沉 淀 池 由 若 干 个 并 列 的 底 部为 角 锥 形 的 钢 筋 混 凝 土 容 器 组 成 ， 各 分级 室 之 间 及 其 内 部 无 隔 板 ， 角 锥 底 部 的倾 角 为 65 70角 锥 池 一 端 入 料 ， 另一 端 为 溢 流 端 ， 沉 物 沉 到 锥 底 ， 锥 底 装有 闸 门 以 便 排 卸 沉 淀 物 料 。 角 锥 沉 淀

17、 池 有 隔 板 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理悬 浮 液 的 入 料 方 式 有 并 联 和 串 联 两 种 ： 当 以 串 联 方 式 给 料 时 ， 入 料 端 底 流 排 放 物 粒 度 组 成较 粗 ； 当 以 并 联 方 式 给 料 时 ， 底 流 物 的 质 量 没 有 差 别 。 若要 获 得 不 同 的 粒 度 的 产 品 时 ， 可 选 择 串 联 给 料 方 式 。 但 当给 料 量 一 定 时 ， 采 用 串 联 给 料 方 式 ， 液 流 在 角 锥 池 中 的 流速 较

18、大 ， 这 对 分 级 不 利 ， 所 以 选 煤 厂 实 际 生 产 中 多 用 并 联给 料 。 Xian university of science and technology 角 锥 沉 淀 池 对 入 料 的 浓 度 与 粒 度 有 一 定 的 限 制 ， 较理 想 的 入 料 浓 度 是 100 150g/L， 入 料 粒 度 一 般 为 01mm。 角 锥 池 的 溢 流 自 动 排 出 ， 底 流 由 阀 门 靠 人 工 控 制 排放 。 为 防 止 底 流 排 放 管 堵 塞 ， 需 在 管 路 的 侧 壁 接 清 水 管或 压 缩 空 气 管 。 由 于 人 工 控 制

19、底 流 排 放 阀 门 ， 所 以 分 级 粒 度 难 以 掌握 。 这 是 角 锥 分 级 设 备 的 一 大 缺 限 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理（ 2） 斗 子 捞 坑 捞 坑 通 常 为 方 锥 形 或 圆 锥 形 钢 筋 混 凝 土 结 构 ， 锥 壁 倾角 为 60 70， 由 单 侧 或 中 心 给 料 ， 从 周 边 或 旁 侧 流 出 溢流 。 广 泛 采 用 的 是 中 心 给 料 周 边 溢 流 的 方 式 。 锥 形 容 器 中

20、安 装 有 一 台 斗 子 提 升 机 ， 用 它 来 排 放 沉 物 。 排 出 沉 物 同 时还 有 脱 水 作 用 。 沉 物 进 入 斗 子 的 方 式 有 三 种 ： 喂 入 式 、 挖掘 式 、 半 喂 入 式 三 种 。 斗 子 捞 坑 的 入 料 粒 度 范 围 宽 ， 一 般 为 0 50mm， 有时 为 了 提 高 分 级 精 度 ， 应 尽 量 缩 小 捞 坑 入 料 的 粒 度 范 围 ，实 际 的 入 料 粒 度 以 0 13mm多 见 。 捞 坑 的 分 级 粒 度 一 般 为 0.2 0.5mm。 Xian university of science and te

21、chnology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 斗 子 捞 坑 中 颗 粒 的 沉 淀 条 件 与 角 锥 沉 淀 池 不 同 ， 一是 矿 物 在 斗 子 捞 坑 中 将 随 同 较 粗 精 煤 颗 粒 一 起 沉 降 ， 这 对较 细 颗 粒 的 沉 降 有 利 ； 二 是 沉 淀 物 及 时 用 斗 子 提 升 机 从 捞坑 中 排 出 ， 不 受 人 为 因 素 影 响 。 故 此 ， 其 沉 淀 与 排 料 条 件都 比 角 锥 沉 淀 池 理 想 。 这 也 正 是 它 分 级 效 率 比 角 锥 沉 淀 池分 级 效 率 高 的 原 因 。 为 保 证 捞 坑 的

22、分 级 效 果 ， 入 料 处 应 设 缓 冲 套 筒 以 减 小入 料 速 度 对 分 级 设 备 流 动 层 的 影 响 。 锥 壁 若 不 光 滑 ， 容 易“挂 腊 ”， 导 致 捞 坑 不 能 正 常 工 作 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理（ 3） 倾 斜 板 分 级 设 备 倾 斜 板 装 置 的 作 用 原 理 倾 斜 板 的 安 装 可 以 缩 短 颗 粒 的 沉 降 距 离 ， 减 少 沉 降时 间 ， 增 大 分 级 设 备 的 沉 淀 面 积 ， 使 沉 淀 好 的 物 料

23、 顺 利 排出 。 倾 斜 板 的 安 装 角 度 =50 60， 越 小 越 有 利 于 增 大 沉淀 面 积 ， 但 不 利 于 沉 积 矿 物 的 排 出 。 在 实 际 中 多 采 用 60。倾 斜 板 的 层 数 增 多 ， 也 有 利 于 增 加 沉 淀 面 积 。 过 小 板 间 距会 使 水 流 的 流 动 对 沉 物 的 沉 淀 和 排 放 产 生 干 扰 。 倾 斜 板 的 材 料 必 须 是 质 轻 、 平 整 光 滑 且 耐 磨 耐 腐 的 ，最 好 采 用 质 轻 的 乙 烯 树 脂 板 ， 也 可 采 用 塑 料 板 、 不 锈 钢 板 或 铁 板 。 Xian u

24、niversity of science and technology 倾 斜 板 的 入 料 形 式 a、 上 向 流 悬 浮 液 由 下 部 给 入 ， 溢 流 由 上 部 排 出 ， 沉 物由 下 部 排 出 。 特 点 ： 液 流 运 动 方 向 与 沉 物 运 动 方 向 相 反 ， 故 液流 对 已 经 沉 积 在 板 表 面 上 的 物 料 有 干 扰 作 用 ， 粗 颗 粒 先 沉 到 板的 下 部 ， 细 颗 粒 沉 在 板 的 上 部 ， 细 颗 粒 沉 淀 物 容 易 被 上 升 流 带走 。 另 外 上 升 流 还 会 对 沉 淀 物 的 滑 落 有 阻 滞 作 用 。

25、 但 是 ， 上 向流 的 有 效 沉 淀 面 积 最 大 。 b、 下 向 流 悬 浮 液 从 上 部 给 入 ， 沉 物 由 下 部 排 出 ， 溢 流亦 由 下 部 流 出 。 特 点 ： 入 料 及 沉 物 运 动 方 向 相 同 ， 对 沉 淀 有 利 ，细 颗 粒 沉 在 板 的 下 部 ， 粗 颗 粒 沉 在 板 的 上 部 ， 对 沉 物 排 放 有 利 ，但 是 将 沉 物 和 溢 流 很 好 的 分 开 却 比 较 难 。 c、 横 向 流 其 入 料 是 一 侧 给 入 ， 沉 物 由 下 部 排 出 ， 另 一侧 出 溢 流 。 特 点 ： 液 流 方 向 与 沉 淀

26、物 排 出 方 向 有 一 定 的 夹 角 ，液 流 对 沉 淀 物 的 干 扰 作 用 较 小 ， 产 物 的 排 除 也 容 易 实 现 。 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 上 向 流 倾 斜 板 设 备 的 工 作 原 理 图 5-3-2所 示 为 上 向 流 倾 斜 板 装 置 的 几 何 尺 寸 和 沉 淀过 程 各 参 数 的 关 系 。 Xian university of science and technology 从 下 部 给 入 的

27、 悬 浮 液 ， 沿 着 与 水 平 成 角 的 一 组 平行 倾 斜 的 空 间 ， 以 平 均 速 度 u向 上 方 运 动 ， 当 悬 浮 液 量 是W时 ， 其 流 速 u为 ： u=W/Blsin 煤 粒 下 沉 到 板 上 面 以 后 就 不 再 受 水 流 运 动 的 影 响 ，只 能 沿 倾 斜 板 下 滑 。 煤 粒 在 倾 斜 板 空 间 的 下 沉 速 度 v， 可分 成 垂 直 于 倾 斜 板 和 平 行 于 倾 斜 板 两 个 方 向 的 分 速 度vcos和 vsin。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理（ 3-10） Xian university of s

28、cience and technology 当 颗 粒 通 过 两 块 倾 斜 板 之 间 的 垂 直 距 离 cb所 需 时间 等 于 物 料 从 倾 斜 板 一 端 到 另 一 端 的 距 离 ac所 需 的 时 间时 ， 这 个 颗 粒 有 50%的 机 会 落 在 b点 上 ， 也 有 50%的 机会 成 为 溢 流 产 品 ， 该 颗 粒 的 大 小 即 为 分 级 粒 度 。 分 级 粒度 颗 粒 的 实 际 运 动 途 径 为 ab曲 线 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 按 上 述

29、条 件 ， 分 级 粒 度 的 颗 粒 通 过 两 块 板 之 间 的 垂 直 距离 所 需 时 间 与 从 倾 斜 板 一 端 到 另 一 端 所 需 时 间 有 如 下 关 系 ： （ E+lcos） /（ u-vsin） = lsin/vcos 把 式 （ 3-10） 代 入 整 理 得 ： v = W/（ Bl + BEcos） （ 3-11） 对 于 长 为 B、 宽 为 l 的 地 方 ， 其 本 身 具 有 的 沉 淀 面 积 为 Bl， 加 板 后 增 加 的 面 积 为 板 的 面 积 在 水 平 方 向 上 的 投 影 ， 即BEcos。 若 加 板 前 原 有 的 面 积

30、 用 A表 示 ， 加 倾 斜 板 后 增 加 的面 积 用 A e表 示 ， 那 么 对 于 长 为 L的 空 间 ， 所 增 加 的 倾 斜 板 的板 间 距 为 l， 加 倾 斜 板 的 个 数 为 n=L/l， 则 式 （ 3-11） 可 写 成 ： v = W/（ BL + nBEcos） = W/（ A+Ae） （ 3-12） 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 为 了 充 分 利 用 倾 斜 板 沉 淀 设 备 中 的 倾 斜 板 面 积 和原 有 设 备 的 沉 淀 面 积 ， 在 实

31、际 工 作 中 ， 倾 斜 板 上 面 应 该有 一 定 高 度 的 自 由 水 面 ， 才 能 保 证 分 级 粒 度 的 颗 粒 恰 好落 到 b上 。 同 理 可 推 导 出 下 向 流 和 横 向 流 的 公 式 。 下 向 流 ： v=W/（ Ae-A） （ 3-13） 横 向 流 ： v=W/Ae （ 3-14) n 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 倾 斜 板 沉 淀 槽 倾 斜 板 沉 淀 槽 是 以 倾 斜 板 为 主 要 工 作 部 件

32、的 悬 浮 液 分级 设 备 。 图 5-3-7为 上 向 流 倾 斜 板 沉 淀 槽 简 图 。 槽 体 是 一 个 斜 方体 的 容 器 ， 下 部 接 两 个 作 收 集 和 排 放 沉 淀 物 用 的 倒 锥 体 。在 斜 方 体 容 器 内 排 列 着 斜 置 的 倾 斜 板 。 每 块 板 的 下 部 都 有L形 的 入 料 隔 板 。 悬 浮 液 通 过 入 料 槽 和 各 开 口 分 配 到 各 倾斜 板 之 间 。 由 于 L形 入 料 隔 板 的 作 用 ， 进 到 每 个 隔 间 的 悬浮 液 转 为 上 升 流 ， 并 使 入 料 不 致 干 扰 顺 板 下 滑 的 沉

33、 淀 矿 物 。槽 体 的 上 部 有 溢 流 汇 集 管 ， 溢 流 由 此 排 出 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 大 量 实 践 表 明 ， 沉 淀 槽 的 溢 流 排 放 不 合 理 。 沉淀 槽 使 得 溢 流 管 处 的 液 流 速 度 急 剧 增 高 ， 对 分 级 不 利 ；而 沉 淀 槽 两 端 由 于 受 锥 形 罩 的 阻 力 ， 溢 流 运 动

34、速 度 很低 ， 大 量 矿 物 淤 积 在 溢 流 箱 两 端 ， 堵 塞 了 板 与 板 之 间的 溢 流 水 的 通 道 ， 使 板 的 利 用 率 下 降 。 改 进 后 的 倾 斜 板 沉 淀 槽 将 封 闭 式 的 溢 流 箱 改 为敞 开 式 ， 消 除 了 阻 力 ， 防 止 沉 淀 槽 两 端 矿 物 淤 积 ， 使溢 流 的 流 速 正 常 ， 提 高 了 分 级 效 率 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 圆 锥 形 倾 斜 板 沉 淀 池 倾 斜 板 装 置 的 设 计 一

35、般 倾 斜 板 板 长 1.2 -1.5m， 板 宽 0.6-0.8m， 倾 角 60 ， 板间 垂 直 距 大 于 80mm。 倾 斜 板 布 置 方 式 需 根 据 沉 降 设 备 确 定 。通 过 设 置 倾 斜 板 ， 沉 淀 设 备 的 沉 淀 面 积 可 以 增 大 2-3倍 ， 相 应 地 ，其 处 理 能 力 也 增 大 2-3倍 。 倾 斜 板 设 计 按 以 下 步 骤 进 行 ： 1)确 定 矿 浆 流 动 方 式 ； 2)确 定 需 要 的 分 级 粒 度 ； 3)计 算 达 到 分 级 粒 度 要 求 所 需 的 总 沉 淀 面 积 ； 4)计 算 所 需 倾 斜 板

36、 的 面 积 和 相 应 的 安 放 角 度 ； 5)决 定 每 块 倾 斜 板 的 长 宽 及 放 置 距 离 。 倾 斜 板 可 以 放 置 在 所 有 重 力 沉 降 设 备 中 ， 如 倾 斜 板 沉 淀 槽 、 浓 缩 机 等 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 在 自 由 沉 降 的 条 件 下 ， 设 密 度 分 别 为 1、 2， 直 径分 别 为 d1、 d2的 两 个 颗 粒 ， 其 沉 降 速 度 可 由 式 （ 3-1）计 算 。 当 两 个 颗 粒 的 沉 降 速 度 相

37、等 时 ， 下 式 成 立 ： 即 ： 则 其 等 沉 比 为 ： （ 3-15） Xian university of science and technology 2 21 1 2 2( ) ( )18 18d g d g 2 21 1 2 2( ) ( )d d 1 2 2 1de d 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 由 式 (3-15)可 知 ， 如 果 有 1=1.4、 2 =1.8的 两 个 矿物 颗 粒 ， 在 自 由 沉 降 速 度 相 等 时 ， 其 等 沉 比 约 为 1.5。

38、由 此 可 见 ， 在 重 力 场 的 分 级 设 备 中 ， 即 使 矿 物 处 于自 由 沉 降 的 情 况 下 ， 如 保 证 使 1 =1.4、 d1 0.5mm的 低灰 矿 物 颗 粒 能 成 为 沉 物 ， 则 2=1.8、 d2 0.34mm的 高 灰矿 物 颗 粒 也 将 成 为 沉 物 。 这 些 未 经 分 选 的 细 颗 粒 高 灰 矿 物 将 污 染 己 分 选 的 低灰 粗 颗 粒 矿 物 ， 使 分 级 效 果 恶 化 。 所 以 ， 颗 粒 的 密 度 对分 级 的 影 响 是 很 明 显 的 ， 这 也 是 重 力 场 中 水 力 分 级 设 备分 级 效 率

39、不 高 的 原 因 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理2. 离 心 力 场 中 的 分 级 设 备 (1)电 磁 振 动 旋 流 筛 电 磁 振 动 旋 流 筛 构 造 构 造 如 图 5-3-4所 示 。 该筛 的 外 壳 由 钢 板 焊 制 而 成 ， 上 、下 壳 体 用 螺 栓 连 接 。 其 主 要 工作 部 件 是 导 向 筛 和 锥 形 筛 。 导向 筛 固 定 不 动 ， 筛 面 向 外 倾 斜15， 由 三 块 或 四 块 筛 板 组 成

40、，可 根 据 磨 损 情 况 及 时 进 行 更 换 。 图 5-3-4 Xian university of science and technology 锥 形 筛 支 撑 在 外 壳 下 部 四 个 支 柱 橡 胶 弹 簧 上 ，圆 形 防 水 电 磁 振 动 器 与 锥 形 筛 下 部 底 盘 用 螺 栓 固 定 ，振 动 时 使 锥 形 筛 面 沿 垂 直 方 向 上 下 振 动 。 锥 形 筛 的 外 形 是 倒 圆 台 形 ， 筛 面 与 竖 向 成 45角 ，筛 条 上 部 是 竖 向 布 置 ， 下 部 呈 圆 环 状 水 平 排 列 ， 且 筛缝 比 上 部 宽 50%。

41、这 主 要 是 由 于 物 料 运 动 到 下 部 时 已经 脱 出 了 一 部 分 水 而 使 物 料 的 浓 度 增 高 ， 阻 力 加 大 ，因 此 横 向 布 置 筛 条 有 利 于 物 料 的 运 输 。 另 外 ， 浓 度 增大 后 ， 其 运 动 速 度 变 小 ， 透 筛 机 率 降 低 ， 为 保 证 同 一分 级 粒 度 而 加 大 了 筛 缝 的 宽 度 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 工 作 过 程 旋 流 筛 工 作 时 ， 将

42、 固 液 混 合 物 料 用 定 压 箱 或 泵 导 入旋 流 筛 喷 嘴 ， 物 料 经 喷 嘴 沿 切 线 方 向 进 入 导 向 筛 。 在 离心 力 、 摩 擦 力 和 物 料 重 力 的 联 合 作 用 下 ， 混 合 物 料 由 直线 运 动 转 变 为 沿 筛 壁 呈 螺 旋 下 降 的 旋 流 运 动 。 大 颗 粒 物 料 因 重 量 大 ， 受 离 心 力 也 大 ， 所 以 贴 着 导向 筛 和 锥 形 筛 网 旋 转 形 成 外 物 料 层 ， 而 含 有 细 颗 粒 的 液流 形 成 内 层 ， 外 层 和 内 层 均 分 别 作 螺 旋 式 向 下 流 动 。 Xi

43、an university of science and technology 在 沿 筛 网 的 纵 向 旋 流 运 动 中 ， 外 层 大 颗 粒 物 料 受的 摩 擦 阻 力 大 ， 因 而 旋 流 速 度 低 （ 切 向 运 动 速 度 小 ） ，向 下 螺 旋 坡 度 大 （ 即 纵 向 运 动 速 度 大 ） ； 而 内 层 含 液 体较 多 ， 物 料 颗 粒 小 ， 密 度 小 ， 受 的 阻 力 小 ， 因 而 旋 流 速度 高 （ 即 切 向 运 动 速 度 大 ） ， 向 下 螺 旋 坡 度 小 （ 即 纵 向运 动 速 度 小 ） 。 因 此 ， 由 于 切 向 运 动

44、 速 度 和 纵 向 运 动 速度 各 自 大 小 的 不 同 ， 造 成 合 成 运 动 的 明 显 差 异 ， 从 而 使内 层 液 体 与 外 层 物 料 错 开 。 含 有 小 颗 粒 固 体 （ 或 高 灰 细泥 ） 的 内 层 液 体 透 过 粗 粒 固 体 间 隙 和 筛 缝 排 出 ， 外 层 的大 颗 粒 筛 上 物 经 锥 形 筛 底 部 排 出 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 主 要 应 用 及 要 求 电 磁 振 动 旋 流 筛

45、主 要 应 用 于 选 煤 厂 粗 矿 物 的 预 先 脱水 、 脱 泥 、 分 级 等 粗 矿 物 回 收 作 业 。 允 许 的 入 料 粒 度 013mm。 在 用 于 水 力 分 级 作 业 时 ， 它 可 代 替 斗 子 捞 坑 。 主 要 缺 点 旋 流 筛 主 要 缺 点 是 筛 网 （ 特 别 是 导 向 筛 网 ） 使 用 寿命 较 短 。 可 以 通 过 调 整 入 料 方 向 使 混 合 物 料 在 导 向 筛 网内 作 左 旋 或 右 旋 运 动 ， 以 增 加 筛 网 的 使 用 寿 命 。 Xian university of science and technol

46、ogy 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 (2)煤 泥 离 心 筛 分 器 煤 泥 离 心 筛 分 器 是 中 国 科 学 院 唐 山 分 院 新 研 制 的 一 种高 效 矿 物 筛 分 设 备 。 该 设 备 以 离 心 力 作 为 筛 分 动 力 源 。 其构 造 由 圆 筒 形 筛 篮 、 切 向 入 料 管 、 筛 上 物 收 集 漏 斗 和 筛 下水 收 集 室 组 成 。 工 作 过 程 ： 入 料 由 切 线 方 向 给 入 筛 篮 内 ， 由 于 离 心 力的 作 用 ， 悬 浮 液 沿 筛 篮 内 表 面 向 下 作 螺 旋 运 动 并 使 煤 粒 进行 筛 分

47、。 细 粒 物 料 和 大 部 分 水 透 过 筛 篮 缝 隙 由 筛 下 水 收 集室 收 集 后 排 出 ； 粗 粒 物 料 则 运 动 至 筛 篮 下 端 的 收 集 漏 斗 ，其 中 所 夹 带 的 部 分 细 粒 物 料 随 上 升 的 内 旋 流 返 回 筛 篮 再 次 进 行 筛 分 ， 而 最 终 的 粗 粒 物 料 则 由 收 集 漏 斗 的 排 出 口 排 出 。 Xian university of science and technology 优 点 ： 结 构 简 单 ， 无 运 动 部 件 ， 占 地 面 积 小 ， 操 作 容 易 等优 点 ； 还 有 以 下 优

48、 点 ： 采 用 封 闭 式 结 构 ， 入 料 压 力 可 较 高 ， 因 而 可 增 大离 心 力 场 ， 提 高 单 位 面 积 筛 篮 的 处 理 能 力 和 筛 分 效 率 。 由 于 自 身 离 心 力 场 较 大 ， 允 许 采 用 较 小 的 筛 缝 ，能 实 现 降 低 分 级 粒 度 的 目 的 。 它 完 全 按 粒 度 筛 分 ， 其 筛 上 物 中 含 高 灰 细 泥 少 ，而 筛 下 水 中 不 含 低 灰 粗 矿 物 。 筛 上 物 浓 度 和 筛 分 效 率 可 凭 借 改 变 筛 上 物 收 集 漏斗 排 出 口 的 口 径 大 小 进 行 调 节 。 筛 篮

49、 安 装 方 便 ， 筛 缝 调 节 容 易 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理(3)旋 液 分 离 器 旋 液 分 离 器 是 利 用 旋 转 液 体 产 生 的 离 心 力 将 其中 所 含 液 体 颗 粒 物 或 另 一 种 不 相 溶 液 体 分 离 出 来 的 装置 ， 通 常 称 为 水 力 旋 流 器 。 广 泛 应 用 于 ： 化 工 、 冶 金 、 石 油 加 工 、 动 力 发 电 、废 水 处 理 、 造 纸 等 部 门 。 Xian

50、university of science and technology 优 点 旋 液 分 离 器 有 许 多 功 能 ， 可 根 据 应 用 需 要 在 不 同的 场 合 下 使 用 。 结 构 十 分 简 单 ， 内 部 没 有 任 何 需 要 维 修 的 运 动 部件 、 易 损 件 和 支 承 件 ， 也 无 需 滤 料 等 。 占 地 面 积 小 ， 安 装 方 便 ， 运 行 费 用 低 。 使 用 方 便 、 灵 活 。 它 可 以 单 台 使 用 ， 也 可 以 并 联使 用 以 加 大 处 理 量 ， 又 可 以 串 联 使 用 以 增 加 处 理 的 深 度 。 处 理

51、工 艺 比 较 简 单 ， 运 行 参 数 确 定 后 可 长 期 稳 定运 行 ， 管 理 方 便 ， 社 会 效 益 和 经 济 效 益 明 显 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 缺 点 虽 然 各 种 旋 液 分 离 器 的 结 构 相 似 ， 分 离 原 理 相 同 ， 但其 应 用 都 须 根 据 处 理 介 质 的 性 质 、 进 料 浓 度 、 流 量 等 的 不 同而 专 门 设 计 并 确 定 其 操 作 条 件 。 同 其 它 许 多 分 离 装 置 一 样 ， 旋 液 分 离

52、器 属 不 完 全 分 离 。 旋 液 分 离 器 依 靠 液 体 在 其 内 部 高 速 旋 转 所 产 生 的 涡 流的 作 用 而 使 介 质 分 离 ， 因 而 在 分 离 过 程 中 会 造 成 絮 凝 体 或 聚结 团 块 的 破 裂 ， 或 者 使 液 滴 破 碎 为 更 小 的 液 滴 而 加 大 了 分 离的 难 度 。 在 固 液 旋 液 分 离 器 中 ， 固 体 颗 粒 在 其 内 部 高 速 旋 转运 动 时 可 能 会 严 重 损 伤 旋 液 分 离 器 体 的 内 表 面 ， 从 而 影 响 分离 效 果 和 使 用 寿 命 。3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的

53、处 理 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理3.1.4 常 用 粗 煤 泥 回 收 流 程 粗 煤 泥 回 收 是 选 煤 厂 的 重 要 组 成 部 分 ， 其 任 务 是 ： 分 选 后 的 产 物 进 行 脱 水 ； 回 收 质 量 合 格 的 精 煤 ， 使 之 不 进 入 煤 泥 水 中 ； 排 除 没 有 得 到 分 选 的 细 粒 物 料 ， 使 其 进 入 后 续 作 业再 处 理 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒

54、煤 泥 水 的 处 理1.脱 水 筛 斗 子 捞 坑 粗 煤 泥 回 收流 程 流 程 见 图 5-3-11。 (1)特 点 ： 管 理 方 便 ， 使 用 可靠 ， 经 验 丰 富 ， 应 用 较 广 ； 能很 好 地 保 证 浮 选 的 入 料 上 限 ， 但局 部 有 循 环 量 。 (2)适 用 范 围 ： 适 用 于 主 选 设备 分 选 下 限 较 低 时 ， 若 分 选 下 限高 将 污 染 精 煤 质 量 ； 不 适 用 于细 粒 煤 泥 含 量 大 的 情 况 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥

55、水 的 处 理2.双 层 脱 水 筛 角 锥 池 粗 煤 泥 回收 流 程 流 程 见 图 5-3-12。 (1)流 程 特 点 ： 进 入 角 锥 池的 物 料 量 较 少 ， 对 分 级 有 利 ； 高 灰 细 泥 对 精 煤 的 污 染 较 小 ； 能 很 好 的 保 证 浮 选 上 料 上 限 。 (2)适 用 范 围 ： 适 用 于 细 泥 含量 大 ， 且 灰 分 较 高 的 情 况 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理3.斗 子 捞 坑 双 层 脱 水 筛 粗 煤 泥回 收 流 程 流

56、程 见 图 5-3-13。 (1)特 点 ： 主 选 设 备 的 轻 产物 全 部 进 入 捞 坑 ， 流 程 简 单 ， 设备 少 ； 捞 坑 入 料 量 大 ， 分 级 精度 低 ， 对 精 煤 有 一 定 污 染 ； 双层 筛 的 脱 泥 效 率 低 ， 污 染 精 煤 。 (2)适 用 范 围 ： 适 用 于 轻 产 物含 量 少 ， 煤 泥 含 量 低 ， 且 灰 分 不 高 的 情 况 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理4.脱 水 筛 电 磁 振 动 旋 流 筛 粗 煤泥 回 收 流 程

57、 流 程 见 图 5-3-14。 (1)特 点 ： 旋 流 筛 占 地 面 积小 ， 处 理 量 大 ， 分 级 准 确 ； 旋流 筛 分 级 同 时 还 有 脱 水 降 灰 的 作用 。 (2)适 用 范 围 ： 适 用 于 处 理 量不 大 的 中 小 型 选 煤 厂 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理5.离 心 筛 分 器 高 频 筛 粗 煤 泥 回 收流 程 流 程 见 图 5-3-15。 (1)特 点 ： 流 程 简 单 ， 设 备少 ； 本 身 体 积 小 ， 处 理 量 大 ， 分级

58、准 确 ； 能 减 少 高 灰 细 泥 对 精 煤的 污 染 ； 能 有 效 地 防 止 粗 颗 粒物 料 进 入 下 一 道 工 序 。 (2)适 用 范 围 ： 适 用 于 处 理 量 不大 的 中 小 型 选 煤 厂 。 Xian university of science and technology 3.1 粗 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理6.脱 水 筛 捞 坑 旋 流 器 粗 煤泥 回 收 流 程 流 程 见 图 5-3-16。 (1)特 点 ： 系 统 中 循 环 煤泥 量 极 少 ， 能 防 止 细 泥 积 聚 ； 能 有 效 的 防 止 粗 颗 粒 物 料 进入 下 一 道

59、 工 序 。 (2)适 用 范 围 ： 可 用 于 离 心机 筛 缝 较 宽 、 浮 选 入 料 上 限 要求 较 严 的 选 煤 厂 。 - Xian university of science and technology 所 谓 细 颗 粒 悬 浮 液 ， 就 是 那 些 在 水 力 分 级 设 备 中 产生 的 溢 流 。 这 部 分 煤 泥 水 处 理 的 原 则 流 程 有 三 种 形 式 ： 浓 缩 浮选 流 程 、 直 接 浮 选 流 程 和 半 直 接 浮 选 流 程 。 这 里 主 要 介 绍 与 煤 泥 水 处 理 有 关 的 各 原 则 流 程 特 点及 其 相 关 的

60、 沉 降 、 浓 缩 原 理 及 设 备 。 3.2 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.2.1 浓 缩 浮 选 流 程 1. 沉 降 试 验 及 沉 降 曲 线 (1)沉 降 试 验 将 一 定 浓 度 的 悬 浮 液 装 在 量 筒 中 ， 经 过 均 匀 搅 拌 并静 止 进 行 观 察 。 在 沉 降 开 始 时 ， 整 个 悬 浮 液 浓 度 均 匀 ， 如 图 5-3-17中1所 示 。 沉 降 开 始 后 ， 悬 浮 液 中 的 固 体 颗 粒 以 其 沉 降 末速 进 行 沉 降 ， 颗 粒

61、 越 大 沉 降 速 度 越 快 ， 并 逐 渐 堆 积 在 容器 的 底 部 。 3.2 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology 3.2 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理图 5-3-17 量 筒 沉 降 过 程 A澄 清 区 ； B沉 降 区 ； C过 渡 区 ； D压 缩 区 Xian university of science and technology 因 此 ， 底 部 沉 降 固 体 密 度 增 大 ， 如 量 筒 2中 的 D区 ，称 为 压 缩 区 ； 同 时 量 筒 的 上 部 出 现 澄 清

62、 区 A。 澄 清 区 的下 部 是 沉 降 区 ， 称 为 B区 。 该 区 的 浓 度 和 开 始 沉 降 时 的悬 浮 液 浓 度 相 同 。 沉 降 区 和 压 缩 区 之 间 没 有 明 显 的 界线 ， 中 间 存 在 一 个 过 渡 区 C。 随 着 沉 降 时 间 的 增 长 ， A区 和 D区 均 逐 渐 增 加 ， B区 则 逐 渐 减 小 直 到 消 失 。 B区消 失 后 ， C区 也 随 之 消 失 ， 只 剩 下 澄 清 区 A和 压 缩 区 D，如 量 筒 5示 。 再 过 一 段 时 间 ， 由 于 煤 泥 的 重 力 挤 压 作 用 ，其 高 度 还 要 减

63、小 ， 澄 清 区 扩 大 。 B区 消 失 时 的 点 称 为 临界 点 。 3.2 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 各 区 沉 降 规 律 ： 悬 浮 沉 降 区 絮 团 以 整 体 状 态 下 降 ， 水 是 以 絮 团 之 间 上 流 至 澄 清 区 ； 整 个 区内 浓 度 相 等 ， 沉 降 速 度 恒 定 ， 固 体 重 量 相 等 ， 线 性 沉 降 。 过 渡 区 浓 度 逐 渐 增 加 ， 沉 降 速 度 不 断 降 低 ， 固 体 通 量 在 悬 浮 沉 降 区 的基 础 上 ， 开 始 增 加 ， 达 最 大 值 时 逐 渐 减 小 。 科 -克 莱 文 认 为 ：

64、 沉 降速 度 降 低 是 由 于 向 下 流 动 受 到 限 制 与 高 浓 度 区 域 向 上 扩 展 的 结 果 。凯 西 则 利 用 单 元 试 验 去 具 体 计 算 过 滤 区 内 不 同 浓 度 条 件 下 的 沉 降 速度 (凯 西 第 三 定 律 )。 压 缩 区 压 缩 区 比 较 复 杂 ， 但 普 遍 认 为 ： 压 缩 时 孔 隙 水 的 排 出 速 度 ， 正比 于 固 体 颗 粒 中 水 的 含 量 。 单 元 试 验 压 缩 段 矿 浆 的 压 实 程 度 ， 是 矿 浆 在 压 缩 区 中 停 留 时 间 的 函 数 。 Xian university of

65、science and technology 3.2 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology （ 2） 沉 降 曲 线 根 据 沉 降 试 验 ， 每 隔 一定 时 间 要 记 录 澄 清 层 的 高 度 。以 沉 降 时 间 为 横 坐 标 、 澄 清区 的 高 度 为 纵 坐 标 ， 做 出 沉降 时 间 与 澄 清 高 度 的 关 系 曲线 ， 称 为 沉 降 曲 线 。3.2 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology (2)沉 降

66、 曲 线 沉 降 曲 线 一 般 由 三 段 组 成 。 第 一 段 和 第 三 段 为 直 线 ，而 中 间 段 为 曲 线 。 第 一 段 如 图 中 的 AB段 ， 表 明 悬 浮 液 在 沉 降 区 是 等 速沉 降 ， 直 线 的 斜 率 越 大 沉 降 速 度 越 快 ； 第 二 段 ， 曲 线 的 斜率 减 小 ， 并 且 是 渐 变 的 过 程 ， 曲 线 呈 弯 曲 状 ， 如 BC段 ，主 要 是 因 为 悬 浮 液 浓 度 渐 增 加 而 沉 降 速 度 减 小 。 第 三 段CD为 斜 率 很 小 的 直 线 ， 已 属 沉 淀 物 被 压 缩 的 阶 段 ， 压 缩区 的 高 浓 度 浆 体 在 上 面 的 压 力 作 用 下 ， 逐 渐 把 存 在 于 颗 粒间 部 分 水 向 上 挤 压 出 去 ， 压 缩 区 的 体 积 逐 渐 缩 小 ， 直 到 过程 终 止 。 3.2 细 颗 粒 煤 泥 水 的 处 理 Xian university of science and technology AB和 CD段 延 长 线 夹 角 的 分 角 线 与 曲 线