1、7.1 固液分离概述固液分离概述7.2 重力沉降浓缩重力沉降浓缩7.3 过滤过滤7.4 干燥干燥第第7章章 固液分离固液分离7.1 固液分离概述固液分离概述固液分离固液分离(Solid-liquid Separation,or Dewatering)是是指从悬浮液体中分离出指从悬浮液体中分离出固相固相或或液相液相物料。物料。目的目的：（：（1 1）回收有用固体（废弃液体）回收有用固体（废弃液体）（2 2）回收液体（废弃固体）回收液体（废弃固体）（3 3）回收液体和固体）回收液体和固体（4 4）分离与脱泥）分离与脱泥分类：分类：（1）机械分离法：）机械分离法：是利用机械力（重力、压力等）使水是利
2、用机械力（重力、压力等）使水与固体物料分离的方法，如沉淀浓缩、过滤、重力脱水与固体物料分离的方法，如沉淀浓缩、过滤、重力脱水和离心力脱水等。和离心力脱水等。（2）加热法：）加热法：利用热能使水汽化而与固体物料分离的方利用热能使水汽化而与固体物料分离的方法，如干燥。法，如干燥。（3）物理化学分离方法：）物理化学分离方法：利用吸水性化学品，如石灰、利用吸水性化学品，如石灰、无水氮化钙等吸收固体物料的水分。无水氮化钙等吸收固体物料的水分。悬浮液中固体的含量用矿浆浓度悬浮液中固体的含量用矿浆浓度C（质量分数（质量分数WB）表）表示，是指矿浆中固体质量占矿浆总质量的百分数示，是指矿浆中固体质量占矿浆总质
3、量的百分数%。1、水分的赋存形态、水分的赋存形态物料中的水分，以不同的物料中的水分，以不同的形态赋存于物料中。形态赋存于物料中。（1）重力水，也称自由水）重力水，也称自由水；其运动受重力场控制，最容易被；其运动受重力场控制，最容易被脱去。脱去。（2）毛细管水分）毛细管水分，松散物料颗粒之间的小孔隙产生的毛细管，松散物料颗粒之间的小孔隙产生的毛细管现象。水分保留在这些孔隙和孔隙度有关，孔隙度越大可能保现象。水分保留在这些孔隙和孔隙度有关，孔隙度越大可能保留的水分越多。留的水分越多。7.1.1 液相和固相性质及对固液分离的影响液相和固相性质及对固液分离的影响（3）结合水分）结合水分。固体与液相水接
4、触时，由于其物理化学性质。固体与液相水接触时，由于其物理化学性质与固体内部不同，位于固体或液体表面的分子具有表面自由能，与固体内部不同，位于固体或液体表面的分子具有表面自由能，将吸引相邻相中的分子，在固体表面形成水膜，结合水又分为将吸引相邻相中的分子，在固体表面形成水膜，结合水又分为强结合水强结合水和和弱结合水弱结合水。（4）化合水分。）化合水分。是水分和物质按固定的质量比率直接化合而是水分和物质按固定的质量比率直接化合而成为并成为新物质的一个组成部分，它们之间的结合牢固，只成为并成为新物质的一个组成部分，它们之间的结合牢固，只有在加热到物质晶体被破坏的温度才能使化合水分释放出来。有在加热到物
5、质晶体被破坏的温度才能使化合水分释放出来。（1）孔隙度，孔隙度大时容易脱水。）孔隙度，孔隙度大时容易脱水。（2）比表面积，比表面积大，吸附的水多且不易脱除。）比表面积，比表面积大，吸附的水多且不易脱除。（3）密度，密度大，吸附的水少。）密度，密度大，吸附的水少。（4）湿润性，湿润性差的疏水矿物，含水少且易脱除。）湿润性，湿润性差的疏水矿物，含水少且易脱除。（5）细泥含量，泥质属亲水矿物，水不容易脱除。）细泥含量，泥质属亲水矿物，水不容易脱除。（6）粒度组成，粒度越小，其比表面积大，吸附的水分多）粒度组成，粒度越小，其比表面积大，吸附的水分多且不易脱除。且不易脱除。2、 固相物料的性质对固液分离
6、的影响固相物料的性质对固液分离的影响1、固液分离流程分类、固液分离流程分类根据根据固液分离产品的用途不同，工艺流程分为：固液分离产品的用途不同，工艺流程分为：（1 1）精矿脱水，）精矿脱水，脱除精矿水分，同时回收几乎不含固体的清脱除精矿水分，同时回收几乎不含固体的清水供循环使用，用来处理浮选或细粒重选精矿。水供循环使用，用来处理浮选或细粒重选精矿。7.1.2 固液分离工艺固液分离工艺（2 2）尾矿脱水）尾矿脱水，以回收清水（含固体量甚低）为目的。将尾，以回收清水（含固体量甚低）为目的。将尾矿中多余的水在选矿厂内脱出，供循环使用。矿中多余的水在选矿厂内脱出，供循环使用。同时，提高尾矿浓度，减少尾
7、矿输送量，节约能源，提同时，提高尾矿浓度，减少尾矿输送量，节约能源，提高经济效益。高经济效益。（3 3）中矿脱水，）中矿脱水，目的在于提高中矿或低品位粗精矿矿浆浓度，目的在于提高中矿或低品位粗精矿矿浆浓度，为下一步作业提供浓度合适的矿浆，同时，也可回收脱出的清为下一步作业提供浓度合适的矿浆，同时，也可回收脱出的清水，以供循环使用。水，以供循环使用。（3 3）分级脱泥，）分级脱泥，以分出矿浆中的细粒级或矿泥为目的，为下以分出矿浆中的细粒级或矿泥为目的，为下一步作业提供合适的矿浆浓度，或回收粗粒洗矿产品，或将溢一步作业提供合适的矿浆浓度，或回收粗粒洗矿产品，或将溢流单独处理或丢弃。流单独处理或丢弃
8、。2、固液分离流程选择、固液分离流程选择主要根据对固液分离后的物料水分或浓度要求、物料的粒度差主要根据对固液分离后的物料水分或浓度要求、物料的粒度差别以及与水的结合状态来确定。别以及与水的结合状态来确定。尾矿的脱水常采用沉淀浓缩脱水法，不过滤。尾矿的脱水常采用沉淀浓缩脱水法，不过滤。精矿采用自然脱水法或机械脱水法。精矿采用自然脱水法或机械脱水法。（1）第一步沉淀浓缩到含水量）第一步沉淀浓缩到含水量40%-50%的矿浆。的矿浆。（2）第二步过滤（借助过滤介质），得到含水量）第二步过滤（借助过滤介质），得到含水量8%-12%的产品。的产品。（3）第三步干燥，用干燥机烘干到含水量低到）第三步干燥，用
9、干燥机烘干到含水量低到6%以下。以下。图图7-6 浮选厂精矿两段脱水配置图浮选厂精矿两段脱水配置图浮选机浮选机浓缩机浓缩机过滤机过滤机气水分离器气水分离器真空泵真空泵7.2 重力沉降浓缩重力沉降浓缩非匀相混合物的分离可非匀相混合物的分离可利用相间的密度差利用相间的密度差使颗粒在重使颗粒在重力作用下发生下沉或上浮来进行。这个分离过程称为力作用下发生下沉或上浮来进行。这个分离过程称为重重力沉降分离过程。力沉降分离过程。l重力沉降既可达到连续相（液体或气体）的澄清又可重力沉降既可达到连续相（液体或气体）的澄清又可达到分散相颗粒的增浓。达到分散相颗粒的增浓。l重力沉降通常作为非匀相混合物分离的第一道工
10、序，重力沉降通常作为非匀相混合物分离的第一道工序，常常在沉降槽中进行，设备结构简单，操作容易。常常在沉降槽中进行，设备结构简单，操作容易。1、修正的斯托克斯定律、修正的斯托克斯定律工业上处理的非匀相混合物（或悬浮体系）中颗粒的浓度工业上处理的非匀相混合物（或悬浮体系）中颗粒的浓度一般较高，颗粒之间有明显的相互作用。为一般较高，颗粒之间有明显的相互作用。为干扰沉降干扰沉降。（1）每个颗粒因受附近颗粒的干扰，颗粒之间流动空）每个颗粒因受附近颗粒的干扰，颗粒之间流动空隙的形状和面积不断变化，使得靠近颗粒处的速度梯度加隙的形状和面积不断变化，使得靠近颗粒处的速度梯度加大，因而剪力应力加大，颗粒受到比自
11、由沉降时更大的阻大，因而剪力应力加大，颗粒受到比自由沉降时更大的阻力。力。7.2.1 非匀相混合物中颗粒的实际沉降过程非匀相混合物中颗粒的实际沉降过程（2）大颗粒是相对于小颗粒的悬浮体系进行沉降，所以，）大颗粒是相对于小颗粒的悬浮体系进行沉降，所以，介质的表观密度和表观黏度都大于纯净的液体或气体介质。介质的表观密度和表观黏度都大于纯净的液体或气体介质。悬浮体系中颗粒浓度越大，介质的表观密度越大，表观悬浮体系中颗粒浓度越大，介质的表观密度越大，表观黏度也越大，使得沉降速度越小。黏度也越大，使得沉降速度越小。悬浮体系中的小颗粒有被沉降较快的大颗粒向下拖曳的悬浮体系中的小颗粒有被沉降较快的大颗粒向下
12、拖曳的趋势，故而被加速，趋势，故而被加速，因此，悬浮体系中颗粒浓度的沉降速度减慢，小颗粒的因此，悬浮体系中颗粒浓度的沉降速度减慢，小颗粒的沉降速度加快。沉降速度加快。图图7-7 间隙沉降实验间隙沉降实验2、沉降实验、沉降实验3、沉降曲线、沉降曲线4、凝聚剂和絮凝剂、凝聚剂和絮凝剂凝聚剂和絮凝剂都可使胶体（固体颗粒小于凝聚剂和絮凝剂都可使胶体（固体颗粒小于1um的固的固体分散体系）或悬浮液中微细固体聚集而使尺寸变大，体分散体系）或悬浮液中微细固体聚集而使尺寸变大，从而会大大提高沉降速度。从而会大大提高沉降速度。絮凝剂絮凝剂是利用含有极性官能团的高分子聚合物是利用含有极性官能团的高分子聚合物絮絮凝
13、剂分子上吸附多个微粒的架桥作用而使多个微粒形凝剂分子上吸附多个微粒的架桥作用而使多个微粒形成絮团。成絮团。相对凝聚，絮凝产生的聚集物要大得多。相对凝聚，絮凝产生的聚集物要大得多。凝聚剂凝聚剂对固体县浮颗粒表面上双电层的消除或压缩，对固体县浮颗粒表面上双电层的消除或压缩，从而降低微细颗粒间的排斥能来达到的，从微细颗粒从而降低微细颗粒间的排斥能来达到的，从微细颗粒作用明显。作用明显。5、影响沉降分离的因素、影响沉降分离的因素重力沉降分离的依据是重力沉降分离的依据是分散相分散相和和连续相连续相之间的密度差。之间的密度差。（1）颗粒的性质。）颗粒的性质。同种固体物质，粗颗粒比细颗粒沉降同种固体物质，粗
14、颗粒比细颗粒沉降速度快，球形的颗粒也沉降速度快。速度快，球形的颗粒也沉降速度快。（2）悬浮体系中颗粒的浓度。）悬浮体系中颗粒的浓度。在液体中增加均匀分散的在液体中增加均匀分散的颗粒的数量（颗粒的数量（浓度增加浓度增加），则会减少每个单独颗粒的沉降速），则会减少每个单独颗粒的沉降速度。度。（3）介质的性质。）介质的性质。介质与颗粒的密度差越大，介质介质与颗粒的密度差越大，介质的黏度越小，沉降速度就越快。的黏度越小，沉降速度就越快。（4）凝聚剂和絮凝剂的种类与用量。）凝聚剂和絮凝剂的种类与用量。（5）沉降容器。）沉降容器。沉降槽的分离效率和液体的澄清度沉降槽的分离效率和液体的澄清度随物料在容器内停
15、留的时间的增加而提高。随物料在容器内停留的时间的增加而提高。7.2.2 沉降池沉降池小型选矿厂使用。小型选矿厂使用。精矿流入沉降池后，由于截面积扩大，流速大大降低，精矿流入沉降池后，由于截面积扩大，流速大大降低，粗颗粒精矿首先沉降下来，然后是细粒和细泥。在沉降池粗颗粒精矿首先沉降下来，然后是细粒和细泥。在沉降池后部的不同高度设计有上清液排放管，沉降后的溢流清水后部的不同高度设计有上清液排放管，沉降后的溢流清水由此排出。由此排出。通常设有两个或多个沉降池，使溢流沉淀更加彻底。通常设有两个或多个沉降池，使溢流沉淀更加彻底。7.2.3 耙式浓缩机耙式浓缩机l 分为分为中心传动式中心传动式和和周边传动
16、式周边传动式两大类，由池体、耙架、两大类，由池体、耙架、传动装置、给料、排料装置、安全信号和耙架提升装置组传动装置、给料、排料装置、安全信号和耙架提升装置组成。成。l 池体一般用水泥制成，小型的可用钢板焊制。为了便池体一般用水泥制成，小型的可用钢板焊制。为了便于运输物料，池体底部有于运输物料，池体底部有60120的倾角；与池底距离最的倾角；与池底距离最近的是耙架，耙架下有刮板。近的是耙架，耙架下有刮板。工作原理工作原理：由给料溜槽将矿浆给入池中的中心受料筒，：由给料溜槽将矿浆给入池中的中心受料筒，而后再向四周辐射。矿浆中的固体颗料逐渐浓缩并沉到而后再向四周辐射。矿浆中的固体颗料逐渐浓缩并沉到底
17、部，由耙架下的刮板入池底中心的圆锥形卸料斗中，底部，由耙架下的刮板入池底中心的圆锥形卸料斗中，再用砂泵排出。池体的上部周边设有环形溢流槽，最终再用砂泵排出。池体的上部周边设有环形溢流槽，最终的澄清水由环形溢流槽排出。的澄清水由环形溢流槽排出。当给料量过多或沉积物浓度过大时，安全装置便发出信号，当给料量过多或沉积物浓度过大时，安全装置便发出信号，通过人工手动或自动提耙装置将耙架提起，以免烧坏电机或通过人工手动或自动提耙装置将耙架提起，以免烧坏电机或损坏机件。损坏机件。 1中心传动耙式浓缩机中心传动耙式浓缩机传动方式：传动方式：电机电机蜗轮减速蜗轮减速齿轮齿圈齿轮齿圈稳流筒稳流筒中心中心旋转架旋转
18、架 图图7-12 中心传动耙式浓缩机的结构中心传动耙式浓缩机的结构(尺寸单位：尺寸单位：mm) 1.桁架；桁架；2.传动装置；传动装置；3.耙架提升系统；耙架提升系统；4.受料筒；受料筒；5.耙架；耙架； 6.倾斜板；倾斜板；7.浓缩池；浓缩池；8.环形溢流槽；环形溢流槽；9.竖轴；竖轴；10.卸料斗卸料斗中心传动耙式浓缩机结构中心传动耙式浓缩机结构 2周边传动耙式浓缩机周边传动耙式浓缩机传动方式：传动方式：传动小车上电机经蜗轮减速到齿轮齿条，使小车在传动小车上电机经蜗轮减速到齿轮齿条，使小车在轨道上滚动，从而带动耙架回转。轨道上滚动，从而带动耙架回转。过载保护过载保护：（1）摩擦式：借助辊轮
19、与轨道间摩擦传动过载时会自动打滑。）摩擦式：借助辊轮与轨道间摩擦传动过载时会自动打滑。（2）齿轮式：通过设置过负荷继电器。）齿轮式：通过设置过负荷继电器。 7.2.4 高效浓缩机高效浓缩机 在待浓缩的物料中在待浓缩的物料中添加一定量的絮凝剂添加一定量的絮凝剂，使矿浆中的固体，使矿浆中的固体颗粒形成絮团或凝聚体，以加快其沉降速度、提高浓缩效率；颗粒形成絮团或凝聚体，以加快其沉降速度、提高浓缩效率； 给料筒向下延伸，将絮凝料浆送至沉积和澄清区界面下；给料筒向下延伸，将絮凝料浆送至沉积和澄清区界面下； 设有自动控制系统控制药剂用量、底流浓度等。设有自动控制系统控制药剂用量、底流浓度等。 主要特点主要
20、特点高效浓缩机的的主要区别在于高效浓缩机的的主要区别在于给料给料-混凝装置混凝装置和和自控自控的方式。的方式。图图7-14 艾姆科艾姆科(Eimco)型高效浓缩机型高效浓缩机艾姆科艾姆科(Eimco)型高效浓缩机型高效浓缩机料浆先给入排气系统，排出空气后经进料槽进入给料筒料浆先给入排气系统，排出空气后经进料槽进入给料筒，絮凝剂，絮凝剂则由絮凝剂进料管分段给入筒内和料浆混合，混合后的料浆由下则由絮凝剂进料管分段给入筒内和料浆混合，混合后的料浆由下部呈放射状的给料筒直接进入，形成的沉淀表面层料浆絮团迅速部呈放射状的给料筒直接进入，形成的沉淀表面层料浆絮团迅速沉降。在沉淀层的底部安装了普通机械耙臂机
21、构，将浓缩的沉淀沉降。在沉淀层的底部安装了普通机械耙臂机构，将浓缩的沉淀刮向圆锥中心而澄清的清液则经浓缩一沉淀层过滤出来并向上流刮向圆锥中心而澄清的清液则经浓缩一沉淀层过滤出来并向上流动，形成溢流排出。动，形成溢流排出。 7.2.5 深锥浓缩机深锥浓缩机池深大于池直径，整机为立式池深大于池直径，整机为立式桶锥形，悬浮液和絮凝剂的混桶锥形，悬浮液和絮凝剂的混合是工作的关键工序，合是工作的关键工序，采用连采用连续多点加药。续多点加药。主要特点主要特点图图7-15 7-15 深锥浓缩机深锥浓缩机图图7-16 7-16 艾姆科艾姆科(Eimco)(Eimco)型高桶深锥高效浓缩机型高桶深锥高效浓缩机
22、7.2.6 多层倾斜板浓缩机多层倾斜板浓缩机在理想条件下，分隔成在理想条件下，分隔成n层的浓缩机，其处理能力理论层的浓缩机，其处理能力理论上可为不分层时的上可为不分层时的n倍。为解决各层浓缩相的清排问题，倍。为解决各层浓缩相的清排问题，工程上将水平隔层改为与水平面倾斜成一定角度工程上将水平隔层改为与水平面倾斜成一定角度a 的的斜面，以便沉降的颗粒自动下滑。这种形式的浓缩设备斜面，以便沉降的颗粒自动下滑。这种形式的浓缩设备称为斜板浓缩机。称为斜板浓缩机。如各倾斜板之间还进行分隔，成为斜管浓缩机。如各倾斜板之间还进行分隔，成为斜管浓缩机。根据水流在倾斜板内的流动方向与颗粒沉降和滑动方向的关系根据水
23、流在倾斜板内的流动方向与颗粒沉降和滑动方向的关系可将倾斜板浓缩机分为三种形式。可将倾斜板浓缩机分为三种形式。（1）反向流形式。）反向流形式。水流在倾斜板内的流动方向与颗粒沉降和水流在倾斜板内的流动方向与颗粒沉降和滑动方向相反。滑动方向相反。倾斜板浓缩机大多采用这种形式。倾斜板浓缩机大多采用这种形式。（2 2）同向流形式。）同向流形式。水流的流动方向与颗粒沉降和滑动方向相水流的流动方向与颗粒沉降和滑动方向相同。同。（3 3）横向流形式。）横向流形式。也称侧向流形式，水流方向与颗粒沉降和也称侧向流形式，水流方向与颗粒沉降和滑动方向相垂直。滑动方向相垂直。 从理论上讲，同向流形式的倾斜板浓缩机的效率
24、最高，从理论上讲，同向流形式的倾斜板浓缩机的效率最高，但是，由于水与沉淀物流向相同时，两相的分离较困但是，由于水与沉淀物流向相同时，两相的分离较困难，所以目前普遍采用的是反向流形式。难，所以目前普遍采用的是反向流形式。7-19 7-19 多层倾斜板浓缩箱结构示意图多层倾斜板浓缩箱结构示意图1. 1. 给料槽；给料槽；2 2倾斜板倾斜板（浓缩板）浓缩板）；3 3稳定板；稳定板；4 4排砂嘴排砂嘴斜方形箱体下装一角锥形斜方形箱体下装一角锥形漏斗。箱内安装有一定间漏斗。箱内安装有一定间隔的平行倾斜板，分为上隔的平行倾斜板，分为上下两层排列。下两层排列。小型多层倾斜板浓缩箱小型多层倾斜板浓缩箱l 料浆
25、沿整个箱体宽度给入到两层倾斜板之间，然后向料浆沿整个箱体宽度给入到两层倾斜板之间，然后向上流过上层倾斜板的间隙。上流过上层倾斜板的间隙。l 在料浆流动过程中，固体颗粒在板间沉降，故上层倾在料浆流动过程中，固体颗粒在板间沉降，故上层倾斜板称为斜板称为浓缩板浓缩板。沉降到板面的固体颗粒在重力作用下下。沉降到板面的固体颗粒在重力作用下下滑到下层板的空隙继续浓缩。下层倾斜板的用途主要是减滑到下层板的空隙继续浓缩。下层倾斜板的用途主要是减少漩、涡的搅动，使沉降过程得以稳定进行，所以也称下少漩、涡的搅动，使沉降过程得以稳定进行，所以也称下层板为层板为稳定板稳定板。底流沉淀的固体颗粒从锥形漏斗的底口排。底流
26、沉淀的固体颗粒从锥形漏斗的底口排放，溢流清液则从上部溢流槽排出。放，溢流清液则从上部溢流槽排出。倾斜板浓缩机溢流临界粒度通常倾斜板浓缩机溢流临界粒度通常510um。倾斜板（倾斜板（浓缩板浓缩板）材质要求）材质要求：强度大，不变形、质轻、：强度大，不变形、质轻、表面光滑、疏水、不黏结物料。表面光滑、疏水、不黏结物料。常用的材料常用的材料：玻璃板、硬质塑料板、涂面钢板等。聚四：玻璃板、硬质塑料板、涂面钢板等。聚四氟乙烯有良好的应用前景。氟乙烯有良好的应用前景。中心传动耙式浓缩机：中心传动耙式浓缩机：加装的倾斜板安装在清液区下部，加装的倾斜板安装在清液区下部，料浆沿倾斜板的空间向斜上方流动，使固体颗
27、粒在两板料浆沿倾斜板的空间向斜上方流动，使固体颗粒在两板之间垂直沉降，沉降路程被缩短，沉降时间减少。之间垂直沉降，沉降路程被缩短，沉降时间减少。多层倾斜板浓缩机多层倾斜板浓缩机过过 滤滤过滤：过滤：在推动力的作用下，迫使含有固体颗粒的液体通在推动力的作用下，迫使含有固体颗粒的液体通过多孔介质，而固体颗粒则被截留在介质上，从而达到过多孔介质，而固体颗粒则被截留在介质上，从而达到液体与固体分离的目的。液体与固体分离的目的。过滤过程的物理实质是流体通过多孔介质和颗粒床层的过滤过程的物理实质是流体通过多孔介质和颗粒床层的流动过程，因此，流体通过均匀的、不可压缩的颗粒床流动过程，因此，流体通过均匀的、不
28、可压缩的颗粒床层的流动规律是研究过滤的基础。层的流动规律是研究过滤的基础。7.3 过滤过滤1 、过滤过程、过滤过程u过滤在悬浮液的分离中用得较多。过滤用的悬浮液称为过滤在悬浮液的分离中用得较多。过滤用的悬浮液称为滤浆或料浆滤浆或料浆，分离得到的，分离得到的清液为滤液清液为滤液，截留在过滤介质上，截留在过滤介质上的颗粒称为的颗粒称为滤饼或滤渣滤饼或滤渣。u促使流体流动的推动力可以是重力、压力差或离心力。促使流体流动的推动力可以是重力、压力差或离心力。过滤过滤操作中用以拦截流体所含固体颗粒并对滤饼起支撑作用的各操作中用以拦截流体所含固体颗粒并对滤饼起支撑作用的各种多孔性材料。种多孔性材料。要求：要
29、求：（1）流体阻力小；流体阻力小； （2）细孔不易被颗粒堵塞或即使堵塞也能简单清除；）细孔不易被颗粒堵塞或即使堵塞也能简单清除； （3）介质上的滤饼要求能够容易剥离。）介质上的滤饼要求能够容易剥离。具备具备：（1）多孔性；）多孔性； （2）具有化学稳定性；）具有化学稳定性； （3）足够的机械强度，使用寿命长。）足够的机械强度，使用寿命长。2 、过滤介质、过滤介质工业上常用的过滤介质有：工业上常用的过滤介质有：编织材料（滤布），编织材料（滤布），由天然或合成纤维、金属丝等编织而成的由天然或合成纤维、金属丝等编织而成的滤布和滤网，此类材料价格便宜，清洗和更换方便滤布和滤网，此类材料价格便宜，清洗和
30、更换方便,可截留的最可截留的最小粒径为小粒径为565m。用聚酰胺、聚酯或聚丙烯等纤维制成的单缕滤网，质地均匀、耐用聚酰胺、聚酯或聚丙烯等纤维制成的单缕滤网，质地均匀、耐腐蚀、耐疲劳，正在逐步取代其他织物滤布。腐蚀、耐疲劳，正在逐步取代其他织物滤布。多孔性固体，多孔性固体，包括多孔陶瓷、烧结金属（粉末冶金材料）或玻包括多孔陶瓷、烧结金属（粉末冶金材料）或玻璃，或由塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管等。此类材料可截留璃，或由塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管等。此类材料可截留的最小粒径为的最小粒径为13m，常用于处理含有少量微小颗粒的悬浮液。，常用于处理含有少量微小颗粒的悬浮液。多孔膜，多孔膜，由高分子材
31、料制成，膜很薄，孔很细，可以分离到由高分子材料制成，膜很薄，孔很细，可以分离到0.05m的颗粒，有的颗粒，有超滤超滤和和微滤微滤。此外，工业滤纸也可与上述过滤介质合用，以拦截悬浮液中少量微细此外，工业滤纸也可与上述过滤介质合用，以拦截悬浮液中少量微细颗粒。近年来，颗粒。近年来，高分子多孔膜高分子多孔膜的制造与应用有很大发展，应用于更微的制造与应用有很大发展，应用于更微小的颗粒的过滤，以获得高度澄清的液体。小的颗粒的过滤，以获得高度澄清的液体。 堆积介质，堆积介质，如砂、砾石、木炭和硅藻土等颗粒状物料，或玻璃如砂、砾石、木炭和硅藻土等颗粒状物料，或玻璃棉等非编织纤维的堆积层。一般用于处理固体含量
32、很少的悬浮液，棉等非编织纤维的堆积层。一般用于处理固体含量很少的悬浮液，如城市给水和待净化的糖液等。如城市给水和待净化的糖液等。3 、过滤方式与过滤机分类、过滤方式与过滤机分类（1）滤饼过滤）滤饼过滤又称为表面过滤。使用织物、多孔材料或膜等又称为表面过滤。使用织物、多孔材料或膜等作为过滤介质。过滤介质的孔径不一定要小于最小颗粒的粒作为过滤介质。过滤介质的孔径不一定要小于最小颗粒的粒径。径。过滤开始时，部分小颗粒可以进入甚至穿过介质的小孔。但很过滤开始时，部分小颗粒可以进入甚至穿过介质的小孔。但很快由颗粒的架桥作用使介质的孔径缩小形成有效的阻挡。被截快由颗粒的架桥作用使介质的孔径缩小形成有效的阻
33、挡。被截留在介质表面的颗粒形成称为滤饼的滤渣层，透过滤饼层的则留在介质表面的颗粒形成称为滤饼的滤渣层，透过滤饼层的则是被净化了的滤液。是被净化了的滤液。随着滤饼的形成真正起过滤介质作用的是随着滤饼的形成真正起过滤介质作用的是滤饼本身，因此称为滤饼本身，因此称为滤饼过滤滤饼过滤。滤饼过滤主要适用于含固量较。滤饼过滤主要适用于含固量较大（大（1%）的场合。）的场合。（2）深层过滤）深层过滤一般应用介质层较厚的滤床类（如沙层、硅藻一般应用介质层较厚的滤床类（如沙层、硅藻土等）作为过滤介质。土等）作为过滤介质。颗粒小于介质空隙进入到介质内部，而长而曲折的孔道中被截颗粒小于介质空隙进入到介质内部，而长而
34、曲折的孔道中被截留并附着于介质之上。深层过滤无滤饼形成，主要用于净化含留并附着于介质之上。深层过滤无滤饼形成，主要用于净化含固量很少（固量很少（0.1%）的流体，如水的净化、烟气除尘等。）的流体，如水的净化、烟气除尘等。 过滤的操作方式过滤的操作方式 根据使用的过滤设备、过滤介质及所处理的物系的性质根据使用的过滤设备、过滤介质及所处理的物系的性质和产品收集的要求，过滤操作分为和产品收集的要求，过滤操作分为间歇式间歇式和和连续式连续式两种主要两种主要方式。方式。 根据提供过滤推动力的方式，又有根据提供过滤推动力的方式，又有重力过滤重力过滤、加压过滤加压过滤、真空过滤真空过滤和和离心过滤离心过滤之
35、分，其目的都是克服过滤阻力。之分，其目的都是克服过滤阻力。 重力过滤重力过滤：依靠液体的位差使液体穿过过滤介质的流动。推：依靠液体的位差使液体穿过过滤介质的流动。推动力不大。动力不大。加压过滤加压过滤：使用普遍。：使用普遍。离心过滤离心过滤：利用使滤浆旋转所产生的离心压力使滤液流过滤：利用使滤浆旋转所产生的离心压力使滤液流过滤饼和过滤介质，从而与颗粒分离。过滤效率高。饼和过滤介质，从而与颗粒分离。过滤效率高。 三菱高效沉降式离心脱水机三菱高效沉降式离心脱水机 利用离心力使悬浮液中的固体浓缩并沉降在筒壁上、用利用离心力使悬浮液中的固体浓缩并沉降在筒壁上、用螺旋刮刀进行卸料。螺旋刮刀进行卸料。 设
36、备采用圆柱形滚筒，污泥处于长时间的最大离心力作设备采用圆柱形滚筒，污泥处于长时间的最大离心力作用，通过滚筒内的密封、挤压作用，将脱水程度最高的污泥用，通过滚筒内的密封、挤压作用，将脱水程度最高的污泥传送到压榨部分，经过强力的压榨进一步脱水。传送到压榨部分，经过强力的压榨进一步脱水。 高速旋转产生离高速旋转产生离心力心力。2、料浆性质。指料浆浓度、粒度和、料浆性质。指料浆浓度、粒度和pH值。浓度值。浓度增加可提高过滤效果，增加产量；粒度细难过滤；增加可提高过滤效果，增加产量；粒度细难过滤；pH值小于值小于8.5；温度提高可提高过滤速度。；温度提高可提高过滤速度。1、过滤的推动力，是指真空度，压力
37、差的增、过滤的推动力，是指真空度，压力差的增加可提高过滤机的处理能力和降低滤饼水份。加可提高过滤机的处理能力和降低滤饼水份。3、过滤介质的性质。过滤阻力小，滤液中固体少，、过滤介质的性质。过滤阻力小，滤液中固体少，易清洗且强度好，尼龙布比较理想。易清洗且强度好，尼龙布比较理想。4、助滤剂的添加种类和量。、助滤剂的添加种类和量。7.3.3 真空过滤机真空过滤机1、圆盘真空过滤机、圆盘真空过滤机（disc type filter ）由槽体、主轴、过滤盘、分配头和瞬时吹风装置五部分由槽体、主轴、过滤盘、分配头和瞬时吹风装置五部分组成。组成。（1）槽体：）槽体：由钢板焊制而成。由钢板焊制而成。（2）主
38、轴：）主轴：由多段空心轴组成，轴的断面上有由多段空心轴组成，轴的断面上有810个滤液个滤液孔，并带动过滤圆盘旋转，两端与分配头连接。孔，并带动过滤圆盘旋转，两端与分配头连接。（3）过滤盘：）过滤盘：由若干个扇形过滤板组成。个数与真空主轴上由若干个扇形过滤板组成。个数与真空主轴上过滤孔数目一致。过滤孔数目一致。（4）分配头：）分配头：作用是把过滤过程分成过滤、干燥和吹落三个作用是把过滤过程分成过滤、干燥和吹落三个区，在不同的区中过滤扇分别与真空泵、鼓风机轮换相通。区，在不同的区中过滤扇分别与真空泵、鼓风机轮换相通。（5）瞬时吹风装置：）瞬时吹风装置：由蜗轮减速器控制阀和风阀组成。当过由蜗轮减速器
39、控制阀和风阀组成。当过滤盘转入吹落区时，风阀开启，压缩空气由风阀给入分配头，滤盘转入吹落区时，风阀开启，压缩空气由风阀给入分配头，通过分配头将压缩空气鼓入扇形滤块并吹落。通过分配头将压缩空气鼓入扇形滤块并吹落。过滤扇每转一周，风阀开启的次数与扇形过滤块的块数过滤扇每转一周，风阀开启的次数与扇形过滤块的块数相一致。相一致。圆盘真空过滤机圆盘真空过滤机的工作原理的工作原理当过滤圆盘顺时值旋转时，依次经过过滤区（当过滤圆盘顺时值旋转时，依次经过过滤区（I I区）、脱区）、脱水区（水区（IIII区）和滤饼吹落区（区）和滤饼吹落区（IIIIII区），使每个扇形块与区），使每个扇形块与不同的区域连接。不同
40、的区域连接。1、当过滤扇位于过滤区时，与真空泵相连，在真空泵的作、当过滤扇位于过滤区时，与真空泵相连，在真空泵的作用的抽气作用下过滤扇内腔具有负压，浆料被吸向滤布，固用的抽气作用下过滤扇内腔具有负压，浆料被吸向滤布，固体颗粒附着在滤布上形成滤饼，滤液通过滤布进入滤扇区的体颗粒附着在滤布上形成滤饼，滤液通过滤布进入滤扇区的内腔，并经主轴的滤液孔排出，从而实现过滤。内腔，并经主轴的滤液孔排出，从而实现过滤。当滤扇位于脱水区时，仍与真空泵相连，但此时过滤扇已离开当滤扇位于脱水区时，仍与真空泵相连，但此时过滤扇已离开料浆液面，因此真空泵的抽气作用只是让空气通过滤饼并将空料浆液面，因此真空泵的抽气作用只
41、是让空气通过滤饼并将空隙中的水分带走而使滤饼进一步降低。隙中的水分带走而使滤饼进一步降低。2、当滤扇进入滤饼吹落区（卸料区）时，则与鼓风机相连，、当滤扇进入滤饼吹落区（卸料区）时，则与鼓风机相连，利用鼓风机的吹气作用而将滤饼吹落。利用鼓风机的吹气作用而将滤饼吹落。三个工作区间有过渡区，过渡区是一个死区，其作用是防止三个工作区间有过渡区，过渡区是一个死区，其作用是防止过滤块从一个工作区进入另一个工作区时互相串气，影响工过滤块从一个工作区进入另一个工作区时互相串气，影响工作效果。作效果。2、圆筒形真空过滤机、圆筒形真空过滤机(drum vacuum filter)（1）筒形外滤真空过滤机筒形外滤真
42、空过滤机外滤式圆筒真空过滤机内部是由铁制或木制的中空大圆筒，筒面外滤式圆筒真空过滤机内部是由铁制或木制的中空大圆筒，筒面上有许多小水沟，其表面覆盖以滤布。整个圆筒大致可以分为三上有许多小水沟，其表面覆盖以滤布。整个圆筒大致可以分为三个区间，在个区间，在1、3区间的小水沟通过管道和抽气机（即真空泵）连区间的小水沟通过管道和抽气机（即真空泵）连接，在接，在2区间的小水沟通过管道和压风机（即压气机）连接。区间的小水沟通过管道和压风机（即压气机）连接。l 当圆筒在第当圆筒在第3区间时，由于抽气机（即真空泵）的抽气，区间时，由于抽气机（即真空泵）的抽气，矿浆中的矿粒被吸到圆筒的滤布上，形成初步的滤饼，此
43、区叫矿浆中的矿粒被吸到圆筒的滤布上，形成初步的滤饼，此区叫。l 圆筒继续运转到第圆筒继续运转到第1区时，由于真空泵的继续抽气，滤饼区时，由于真空泵的继续抽气，滤饼的水分进一步吸干，此区称为的水分进一步吸干，此区称为。l 当圆筒转到第当圆筒转到第2区时，由于管道连接在压风机上，把粘在圆区时，由于管道连接在压风机上，把粘在圆筒滤布上的滤饼进行吹落，并被刮板从滤布上刮下。这样完成筒滤布上的滤饼进行吹落，并被刮板从滤布上刮下。这样完成了一个过滤循环。了一个过滤循环。 分配头由三个部件组成。在外的板分配头由三个部件组成。在外的板a是分配头的固定部件，其中是分配头的固定部件，其中孔孔1和孔和孔2与真空泵连
44、接在一起。在图中右边是固定板的反面，与真空泵连接在一起。在图中右边是固定板的反面，在它上面有环形沟槽，并由隔片在它上面有环形沟槽，并由隔片3把沟槽分为两部分，其用途是把沟槽分为两部分，其用途是必要时可以将滤液与洗涤液分开。必要时可以将滤液与洗涤液分开。1，2孔与真空泵连接孔与真空泵连接6，7，8孔与空压机相连孔与空压机相连在图中的板在图中的板b为分配头可动部件，它与圆筒一起转动，圆筒的为分配头可动部件，它与圆筒一起转动，圆筒的真空室用管子连接于板真空室用管子连接于板b的孔眼上。板的孔眼上。板c为可更换的转动板，在为可更换的转动板，在它上面的螺栓它上面的螺栓4穿入板穿入板a的孔的孔5中。借弹簧使
45、这两块板压紧。当中。借弹簧使这两块板压紧。当板板b与板与板c随过滤机圆筒一起转动时，与管子连接的板随过滤机圆筒一起转动时，与管子连接的板b的孔可的孔可以和板以和板a的环形槽沟相吻合，这个环形沟又是经孔的环形槽沟相吻合，这个环形沟又是经孔1和孔和孔2直接直接与真空泵相连接。因此这些管的孔眼正对着板与真空泵相连接。因此这些管的孔眼正对着板a的环形槽沟时，的环形槽沟时，即被抽成真空。即被抽成真空。 板板a a除了有孔除了有孔1 1与孔与孔2 2之外，还有孔之外，还有孔6 6、孔、孔7 7、孔、孔8 8。压缩空气即经。压缩空气即经过这三个孔吹入，使滤饼吹落，就是在圆筒某部分的管子正好过这三个孔吹入，使
46、滤饼吹落，就是在圆筒某部分的管子正好对着板。对着板。 筒形内滤真空过滤机的筒体内表面为其过滤面。筒形内滤真空过滤机的筒体内表面为其过滤面。矿浆给到筒体内部，由于重力作用，粗粒物料先于细颗粒沉积矿浆给到筒体内部，由于重力作用，粗粒物料先于细颗粒沉积于滤布上。形成间隙较大的粗颗粒层，随着细颗粒物料的沉积，于滤布上。形成间隙较大的粗颗粒层，随着细颗粒物料的沉积，孔隙中会发生孔隙中会发生“架桥现象架桥现象”，因而使得直径小于孔道的细颗粒，因而使得直径小于孔道的细颗粒也能被拦住，从而提高了过滤效果。也能被拦住，从而提高了过滤效果。在饼层过滤中，在饼层过滤中，真正发挥分离作用的主要是滤饼层，而不真正发挥分
47、离作用的主要是滤饼层，而不是过滤介质。是过滤介质。（2）筒形内滤真空过滤机）筒形内滤真空过滤机 图图732 筒形内滤真空过滤机（溜槽卸料）筒形内滤真空过滤机（溜槽卸料） 1分配头；分配头；2托辊；托辊；3卸料装置；卸料装置； 4筒体；筒体；5传动装置传动装置因此，筒形内滤式真空过滤机在形成滤饼时除了依靠真空因此，筒形内滤式真空过滤机在形成滤饼时除了依靠真空作用外，还可借助于物料沉降作用，在过滤易沉降的物料作用外，还可借助于物料沉降作用，在过滤易沉降的物料时可获得较高的生产能力。这对于过滤粗粒物料和磁性团时可获得较高的生产能力。这对于过滤粗粒物料和磁性团聚现象特别严重的磁铁矿尤为适宜。聚现象特别
48、严重的磁铁矿尤为适宜。真空泵是真空过滤机重要的配套辅助设备。真空泵是真空过滤机重要的配套辅助设备。（1）水环式真空泵。）水环式真空泵。水环式真空泵主要由泵、叶轮、前后泵盖，水环式真空泵主要由泵、叶轮、前后泵盖，轴承架，填料函等部分构成。轴承架，填料函等部分构成。3真空泵真空泵工作原理：工作原理：泵体内安装一个叶轮，叶轮回转中心与泵体中心有泵体内安装一个叶轮，叶轮回转中心与泵体中心有一个偏距。叶轮按图示方向旋转。向泵体中注入一定量的水，一个偏距。叶轮按图示方向旋转。向泵体中注入一定量的水，水同叶轮一起旋转，形成水环。由于离心力的作用，水环和叶水同叶轮一起旋转，形成水环。由于离心力的作用，水环和叶
49、轮之间形成空腔，在轮之间形成空腔，在A区，水环逐渐离开叶轮，产生抽吸作用，区，水环逐渐离开叶轮，产生抽吸作用，端盖上对正此区开口，就可以抽吸气体。在端盖上对正此区开口，就可以抽吸气体。在B区，水环逐渐靠近区，水环逐渐靠近叶轮，产生压缩作用，端盖上对正此区开口，就可以将进气口叶轮，产生压缩作用，端盖上对正此区开口，就可以将进气口吸入的气体排出泵外。吸入的气体排出泵外。单作用泵的叶轮旋转一周完成一次抽气和排气。单作用泵的叶轮旋转一周完成一次抽气和排气。(2)射流式真空泵。射流式真空泵。射流式真空泵简称射流泵，又称水喷射射流式真空泵简称射流泵，又称水喷射泵。泵。结构组成：结构组成：水室、气室、喷嘴、
50、喷嘴座板、喉管和尾管水室、气室、喷嘴、喷嘴座板、喉管和尾管等。等。若干个喷嘴在水室均匀分布，它们喷射出的水汇交于一点若干个喷嘴在水室均匀分布，它们喷射出的水汇交于一点（称为焦点），喉管的作用是防止外面的空气在大气压的（称为焦点），喉管的作用是防止外面的空气在大气压的作用下通过尾管进入气室，破坏泵的工作。作用下通过尾管进入气室，破坏泵的工作。图图7-34 射流式真空泵工作原理图射流式真空泵工作原理图工作原理：工作原理：水泵把水送入到泵的水室，并使水室保持一水泵把水送入到泵的水室，并使水室保持一定的压力，水通过喷嘴高速喷入混合室，在周围形成负压，定的压力，水通过喷嘴高速喷入混合室，在周围形成负压，
