固液分離技術(shù)

固液分離技術(shù)固液分離技術(shù)固液分離技術(shù)固液分離技術(shù)固液分離技術(shù)固液分離技術(shù)1固液分離技術(shù)選煤廠固液分離是分選的輔助作業(yè)，但在整個(gè)選煤過(guò)程中具有十分重要的地位。從工藝環(huán)節(jié)，設(shè)備各類及數(shù)量、固定資產(chǎn)投資與運(yùn)行費(fèi)用、占地面積與占有空間幾方面，它占選煤廠一半以上的構(gòu)成。它是選煤廠降低成本，提高效率，增加效益的一個(gè)重要方面。由于涉及到整個(gè)微細(xì)粒級(jí)料物的處理，這部分作業(yè)也成為選煤研究、組織生產(chǎn)以及提高管理水平的一個(gè)熱點(diǎn)與難點(diǎn)。降低選煤產(chǎn)品水分，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)、煤泥廠內(nèi)回收是選煤長(zhǎng)期奮斗的目標(biāo)。固液分離技術(shù)選煤廠固液分離是分選的輔助作業(yè)，但2固液分離技術(shù)第一節(jié)固液分離體系第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備第二節(jié)固液分離工藝第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備第五節(jié)分離效果及評(píng)價(jià)固液分離技術(shù)第一節(jié)固液分離體系第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)3第一節(jié)固液分離體系松散體（脫水產(chǎn)品）粗粒懸浮體系細(xì)粒懸浮體系（煤泥水）懸浮體固液兩相體系

在上述三種體系中，粗粒懸浮體系和細(xì)粒懸浮體系是固液分離的對(duì)象，松散體則是固液分離的產(chǎn)品及目標(biāo)。掌握它們的組成、性質(zhì)、特點(diǎn)是我們進(jìn)行固液分離作業(yè)的基礎(chǔ)。固液兩相體系的類型第一節(jié)固液分離體系松散體粗粒懸浮體系細(xì)粒懸浮體4

第二節(jié)固液分離工藝固液分離工藝：

1.粗粒產(chǎn)品脫水(重選產(chǎn)品脫水)2.細(xì)粒產(chǎn)品脫水(浮選精煤、浮選尾煤、煤泥脫水)3.煤泥水處理(以細(xì)粒懸浮液的沉降分離為核心，包括分級(jí)、濃縮、澄清、煤泥廠外沉淀、洗水循環(huán)、散失煤泥水回收等作業(yè))。

實(shí)際上沒(méi)必要也不可能對(duì)上述三部分進(jìn)行嚴(yán)格分割，但作為一個(gè)完整選煤廠，這三部分都是不可缺少的。不同形式的三部分的組合，構(gòu)成了各式各樣固液分離工藝。

第二節(jié)固液分離工藝固液分離工藝：5

第二節(jié)固液分離工藝一、粗粒產(chǎn)品脫水工藝

粗粒產(chǎn)品脫水實(shí)質(zhì)上是粗粒物料及煤泥水的固液固泥分離。由于產(chǎn)品水分要求，各粒級(jí)物料脫水特比以及脫水設(shè)備性能差異，形成了不同的脫水工藝。1.粗粒精煤脫水工藝2.粗粒中煤脫水工藝

3.矸石脫水工藝

第二節(jié)固液分離工藝一、粗粒產(chǎn)品脫6

第二節(jié)固液分離工藝三、煤泥水流程

煤泥水處理應(yīng)從解決煤泥在洗水中循環(huán)積聚，解決洗水濃度和粘度入手。實(shí)現(xiàn)“煤泥廠內(nèi)回收，洗水閉路循環(huán)”。動(dòng)力煤選煤廠單純涉及煤泥回收，多采用前述的二段濃縮二段回收工藝。煉焦煤選煤廠除了上述要求外，還涉及到浮選作業(yè)。按照煤泥水去向(直接入浮還是循環(huán))，煉焦煤選煤廠煤泥水流程分為：濃縮浮選、直接浮選、半直接浮選。

第二節(jié)固液分離工藝三、煤泥水流程7

第二節(jié)固液分離工藝1.濃縮浮選它是一種傳統(tǒng)工藝。流程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：全部煤泥水先進(jìn)行濃縮，底流進(jìn)入浮選；溢流及尾煤濃縮機(jī)溢流共同作為循環(huán)水。濃縮浮選優(yōu)點(diǎn)是，可有效調(diào)節(jié)浮選入料濃度與通過(guò)量。缺點(diǎn):1)細(xì)泥循環(huán)并對(duì)重選、浮選及煤泥水處理系統(tǒng)構(gòu)成影響。較高濃度煤泥水進(jìn)入重選作業(yè)，惡化了較細(xì)物料的分選效果，提高了重選設(shè)備的分選粒度上限；對(duì)浮選和煤泥水的影響主要是降低了煤泥的可浮性，沉降特性和可過(guò)濾性。2)細(xì)泥循環(huán)容易導(dǎo)致細(xì)泥積聚，造成不得不外排煤泥水，洗水系統(tǒng)平衡受到破壞，影響選煤生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此，該工藝目前推廣應(yīng)用較少。在已應(yīng)用該工藝的選煤廠探索采用“底流大排放”和“全底流排放”的運(yùn)行方法，在適當(dāng)調(diào)節(jié)入浮濃度的同時(shí)，有效地減少了細(xì)泥循環(huán)和積聚帶來(lái)的不利影響。

第二節(jié)固液分離工藝1.濃縮浮選8

第二節(jié)固液分離工藝2.直接浮選直接浮選流程是把全部重選煤泥水直接給入浮選機(jī)加以處理。浮選尾煤濃縮機(jī)的溢流作為循環(huán)用水的唯一來(lái)源。從理論上講，這種流程的煤泥循環(huán)系數(shù)為零。直接浮選優(yōu)點(diǎn)是：1)流程簡(jiǎn)單；2)減少細(xì)泥循環(huán)及積聚；3)克服由于長(zhǎng)時(shí)間滯留造成的煤泥泥化與氧化，提高煤泥可浮性；4)由于可浮性改善和低濃度浮選，有效地降低浮選精煤灰分；5)循環(huán)水濃度降低以至清水洗煤，改善了重選及整個(gè)煤泥水系統(tǒng)的作業(yè)環(huán)境，為細(xì)粒煤分選以及實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)創(chuàng)造了條件。相比較于濃縮浮選的缺點(diǎn)是：入浮濃度低，電耗藥耗偏大；浮選機(jī)臺(tái)數(shù)多；過(guò)程波動(dòng)大。因此在實(shí)際中要注意控制重選用水量，以確保合適的浮選入料濃度；同時(shí)必須在浮選前設(shè)置入料緩沖池，以確保給料的均衡穩(wěn)定。

第二節(jié)固液分離工藝2.直接浮選9

第二節(jié)固液分離工藝3.半直接浮選半直接浮選形式上即部分直接浮選，即部分煤泥水直接進(jìn)入浮選，部分用作循環(huán)水。但從循環(huán)角度，由于始終有部分煤泥水循環(huán)，該流程從實(shí)質(zhì)上等同于濃縮浮選(只是量上的差別)。這是該工藝應(yīng)用受到限制的主要原因。常見(jiàn)的有三種情況如：1)主洗撈坑溢流進(jìn)入浮選，低濃度的再洗撈坑溢流作為循環(huán)水；2)撈坑溢流部分用于循環(huán)水，部分進(jìn)入浮選；3)撈坑溢流部分進(jìn)入濃縮設(shè)備，溢溢作循環(huán)水，底流和剩余部分進(jìn)入浮選。顯然，這種流程在實(shí)際當(dāng)中有較大的靈活性和合理性。同時(shí)保證了浮選入料應(yīng)用濃度，降低了循環(huán)水濃度，兼有濃縮浮選和直接浮選的優(yōu)點(diǎn)。

第二節(jié)固液分離工藝3.半直接浮10

第二節(jié)固液分離工藝應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，煤泥水流程從兩方面去評(píng)價(jià)：1)對(duì)可浮性改變及浮性效果；2)煤泥循環(huán)系數(shù)。隨著選煤技術(shù)發(fā)展，人們從觀念上接受了“低濃底浮選”和清水洗煤”。這是直接浮選得到廣泛應(yīng)用的根本原因。

第二節(jié)固液分離工藝應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指11

第二節(jié)固液分離工藝四、洗水閉路循環(huán)

1.洗水閉路循環(huán)系統(tǒng)

2.循環(huán)系數(shù)

3.洗水閉路循環(huán)狀況

4.洗水閉路循環(huán)的實(shí)施

第二節(jié)固液分離工藝四、洗水閉路循環(huán)12

第二節(jié)固液分離工藝1.洗水閉路循環(huán)系統(tǒng)洗水閉路循環(huán)必須通過(guò)洗水閉路循環(huán)系統(tǒng)來(lái)實(shí)施，這套系統(tǒng)包括煤泥水回收、澄清及洗水循環(huán)三個(gè)環(huán)節(jié)。并從兩部分得到體現(xiàn)：一部分是我們已講到的原煤濃縮機(jī)和尾煤濃縮機(jī)的溢流，以及廠外沉淀池的回水，它是構(gòu)成該系統(tǒng)的主體；另一部分包括中煤、矸石、尾煤的脫出水，廠房衛(wèi)生用水、跑、冒、漏、滴水、設(shè)備事故排放水。這部分通過(guò)事故撈坑或集中水倉(cāng)收集后，打到尾煤濃縮機(jī)或廠外煤泥沉淀池。盡管這部分水量不大，但不容忽視。

第二節(jié)固液分離工藝1.洗水閉13

第二節(jié)固液分離工藝

2.循環(huán)系數(shù)用水量既是濕法選煤工藝過(guò)程的生產(chǎn)用水量重復(fù)利用水量是指工藝生產(chǎn)的循環(huán)水量循環(huán)系數(shù)既是水重復(fù)利用率，它表示的是循環(huán)水量或重復(fù)用水量及生產(chǎn)水量的比值。選煤廠洗水閉路循環(huán)狀況用循環(huán)系數(shù)去體現(xiàn)（參見(jiàn)選煤手冊(cè)）。

第二節(jié)固液分離工藝2.循環(huán)14

第二節(jié)固液分離工藝3.洗水閉路循環(huán)狀況1)一級(jí)洗水閉路循環(huán)。它要求煤泥廠內(nèi)回收，洗水全部復(fù)用，事故放水也要復(fù)用；選煤清水消耗0.2m3/t以下。2)二級(jí)洗水閉路循環(huán)。它要求洗水全部復(fù)用，煤泥采用包括機(jī)械化沉淀池在內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行廠內(nèi)回收，事故放水仍復(fù)用；選煤清水消耗在0.3m3/t以下。3)三級(jí)洗水閉路循環(huán)。它要求大部分洗水回收復(fù)用，不污染環(huán)境，煤泥用沉淀池、尾礦壩回收。排放水達(dá)到國(guó)家或地區(qū)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；清水消耗低于0.5m3/t。4)開(kāi)路洗煤。用沉淀池回收一部分粗煤泥，細(xì)泥隨洗水流失，污染周圍環(huán)境，清水消耗較大。

第二節(jié)固液分離工藝3.洗水閉15

第二節(jié)固液分離工藝目前，統(tǒng)配礦大多數(shù)選煤廠已實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，少數(shù)選煤廠已實(shí)現(xiàn)一級(jí)洗水閉路循環(huán)。開(kāi)路洗煤主要局限于中小選煤廠，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)是完善選煤廠管理，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的主要方面。

第二節(jié)固液分離工藝目前16

第二節(jié)固液分離工藝4.洗水閉路循環(huán)的實(shí)施洗水閉路循環(huán)狀況涉及煤泥水性質(zhì)、生產(chǎn)工藝、設(shè)備條件、生產(chǎn)組織、技術(shù)管理諸多因素。實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)必須從以下幾方面著手進(jìn)行。1)確定合理的煤泥水處理方法及流程；2)完善各作業(yè)環(huán)節(jié)，保證和提高設(shè)備能力；3)了解煤泥水性質(zhì)，確定合理加藥制度與措施；4)強(qiáng)化各項(xiàng)管理。

第二節(jié)固液分離工藝4.洗水閉17

第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備粗粒物料脫水設(shè)備

分類：粗粒脫水設(shè)備重力脫水設(shè)備直線條縫篩弧形篩斗子提升機(jī)脫水倉(cāng)振動(dòng)脫水設(shè)備直線振動(dòng)篩搖動(dòng)篩共振篩離心脫水設(shè)備旋流篩慣性卸料離心脫水機(jī)刮刀卸料離心脫水機(jī)振動(dòng)卸料離心脫水機(jī)第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備粗粒物料粗粒脫水設(shè)備重力脫18

第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備一、重力脫水設(shè)備三、離心脫水設(shè)備二、振動(dòng)篩脫水第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備一、重力脫水設(shè)備三、離心脫水19

第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備三、離心脫水設(shè)備

離心脫水設(shè)備用于經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩脫水后的末煤的進(jìn)一步脫水。這類設(shè)備來(lái)用離心過(guò)濾的原理。即當(dāng)呈松散體的物料給到旋轉(zhuǎn)篩面后，形成厚度大體均勻的料層(濾層)隨篩蘭旋轉(zhuǎn)；受離心力作用，物料水份和部分細(xì)料物料穿過(guò)料層及篩孔排出，形成脫水產(chǎn)品與離心液。第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備三、離心脫水設(shè)備20

第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備離心力是離心脫水機(jī)關(guān)鍵所在，它的大小用分離因數(shù)F表示(或稱離心強(qiáng)度)。

F=離心加速度/重力加速度

顯然，分離因數(shù)越大，物料所受的離心力越強(qiáng)，固體和液體分離效果越好，但會(huì)造成煤的破碎量增加。通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒半徑和轉(zhuǎn)速，可有效改變離心機(jī)分離因數(shù)的大小。末煤脫水的離心分離因數(shù)一般為80-200。即離心力比重力大相同的倍數(shù)；因而離心脫水效果是重力條件下無(wú)法達(dá)到的。這就是離心脫水機(jī)作為末煤脫水把關(guān)設(shè)備的原因所在。第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備離心力是離心脫水機(jī)21

第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備

臥振特點(diǎn)：產(chǎn)品水份8-10%，離心液固含量200-260g/L，其中+40目的量極少(2)動(dòng)平衡好，噪音小，可直接固定在地板上。(3)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，篩蘭更換方便。(4)功率小，有自動(dòng)控制系統(tǒng)。(5)篩網(wǎng)易磨損、安裝、檢查、維修技術(shù)要求較高。第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備臥振特點(diǎn)：22

第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備

立振特點(diǎn)(LTL-1000型)：(1)篩體強(qiáng)烈振動(dòng)，脫水效率較高。(2)重量輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單。(3)單位面積處理量高，功率消耗小。(4)煤不易破碎，離心液中固體損失量小。第三節(jié)粗粒物料的脫水設(shè)備立振特點(diǎn)(LTL-23第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備高頻振動(dòng)篩輔助過(guò)濾方式真空過(guò)濾機(jī)加壓過(guò)濾機(jī)廂式壓濾機(jī)沉濾式離心機(jī)沉降式離心機(jī)細(xì)粒脫水方法沉降振動(dòng)過(guò)濾重力過(guò)濾真空過(guò)濾加壓過(guò)濾正壓過(guò)濾離心過(guò)濾離心沉降過(guò)濾（表層過(guò)濾）原理劃分，細(xì)粒物料脫水方法:

第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備高頻振動(dòng)篩輔助過(guò)濾方式真空24第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備

1.過(guò)濾過(guò)程

借助于微孔材料介質(zhì)，使懸浮液在壓力差作用下，實(shí)現(xiàn)固液分離的過(guò)程稱為過(guò)濾。過(guò)濾得到濾餅及濾液。

過(guò)濾過(guò)程用過(guò)濾基本微分方程描述。

dV/dt=KΔP/μ（R+r）

過(guò)濾阻力(R+r)有兩部分構(gòu)成，一部分來(lái)自于過(guò)濾介質(zhì)的濾布阻力r，一部分來(lái)自于濾并的濾餅阻力R。在過(guò)濾過(guò)程中，隨著濾并的不斷增厚，濾并阻力不斷增大且構(gòu)成主要的過(guò)濾阻力。第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備25第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備2.可過(guò)濾性可過(guò)濾性是煤泥水的又一工藝性質(zhì)，它表征煤泥脫水過(guò)濾的難易程度。由于細(xì)粒物料脫水以過(guò)濾方法為主，因而采用比濾阻采表征其可過(guò)濾性。

比濾阻是指過(guò)濾單位質(zhì)量物料的濾餅阻力，單位為m/kg。顯然，比濾阻越大，可過(guò)濾性越差，比濾阻首先取決于煤泥水的組成及性質(zhì)。實(shí)踐表明，礦物質(zhì)含量越大，粒度越細(xì)，水質(zhì)越弱，相應(yīng)的比濾阻就越大。其次，濾餅結(jié)構(gòu)對(duì)比濾阻有較大影響。再者，通過(guò)添加助濾劑可顯著減少比濾助。提高煤泥水可過(guò)濾性是改善過(guò)濾效果的有效途徑。比濾阻可通過(guò)專門的壓濾試驗(yàn)與過(guò)濾試驗(yàn)去獲得?？捎脕?lái)預(yù)測(cè)煤泥過(guò)濾性的難易程度和過(guò)濾效果，還可用于助濾劑、過(guò)濾設(shè)備的效果評(píng)價(jià)。第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備2.可過(guò)濾性26第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備4.過(guò)濾及壓濾的比較這里所講過(guò)濾，確切講為真空過(guò)濾。1)共同點(diǎn)本質(zhì)相同，即過(guò)濾基本原理。2)差異

(1)推動(dòng)力性質(zhì)及大小。過(guò)濾是利用真空系統(tǒng)在濾有兩側(cè)形成壓力差，壓力差小。一般200-600mmHg柱高；而壓濾則是通過(guò)流體加壓(礦漿或空氣)，形成濾布兩側(cè)的壓力差，壓力差可達(dá)0.5-1Mpa，且調(diào)節(jié)方便。

(2)過(guò)濾過(guò)程不同。真空過(guò)濾為恒壓過(guò)濾，過(guò)濾過(guò)程中壓力不變，過(guò)濾速度逐漸減少。壓濾先為恒速過(guò)濾，過(guò)濾速度不變，壓力增加；待形成一定濾餅后，轉(zhuǎn)為恒壓過(guò)濾，壓力保持不變，過(guò)濾速度逐漸減小。

(3)適用對(duì)象。過(guò)濾用于比濾阻小的易過(guò)濾物料，如浮選精煤、以粗粒為主的浮選尾煤；壓濾則用于難濾物料，如以高灰細(xì)粒為主的浮選尾礦。第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備4.過(guò)濾及壓濾的比較27第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備4.過(guò)濾及壓濾的比較2)差異

(4)固液分離程度。過(guò)濾介質(zhì)的孔徑大，濾液濃度高且須形成循環(huán)。過(guò)濾過(guò)程沒(méi)有實(shí)現(xiàn)徹底的固液分離；壓濾介質(zhì)孔徑小，濾液為清水，固液分離徹底，目前被視為選煤廠實(shí)現(xiàn)煤泥廠內(nèi)回收，洗水閉路循壞的把關(guān)設(shè)備。

(5)作業(yè)方式及效率。過(guò)濾連接作業(yè)，產(chǎn)品水分為26-28%，新型設(shè)備可達(dá)到18-20%；設(shè)備單位面積處理量大；壓濾目前國(guó)內(nèi)以間斷作業(yè)為主，產(chǎn)品水分為30-32%，設(shè)備處理量低。

(6)系統(tǒng)投資及運(yùn)行弗用。壓濾系統(tǒng)總投資高，但運(yùn)行費(fèi)用低；而過(guò)濾系統(tǒng)投資可降低，但電耗、運(yùn)行費(fèi)用較高。第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備4.過(guò)濾及壓濾的比較28第四節(jié)細(xì)粒物料的脫水方法及設(shè)備真空過(guò)濾機(jī)盤式真空過(guò)濾機(jī)帶式真空過(guò)濾機(jī)筒式真空過(guò)濾機(jī)