固液分离4--离心沉降.ppt

水 力 分 级 6·1 概述 1 水力分级 水力分级是根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同，将粒度级别较宽的矿粒群，分成若干窄粒度级别产物的过程。 2 水力分级与筛分比较 水力分级和筛分的性质相同。 筛分比较严格地按几何尺寸分开，筛分产物具有严格的粒度界限。 水力分级则是按沉降速度差分开。矿粒的形状、密度以及沉降条件对按粒度分级均有影响，因而 分级不是严格按粒级进行的，具有较宽的粒度范围。它们的主要区别见表2-3-1。 3 分级的界线粒度 1）分级产物的粒度 分级产物的粒度以该产物的粒度范围（如0.25-0.5mm)表示，或分级产物的粒度 (如大于或小于0·074mm)在该产物中的含量表示。 它仅说明分级产物的粒度范围，而不能表示出两种分级产品的分界粒度。 2）分级的分界粒度 a) 分级粒度 分级粒度是指按沉降速度计算的分开两种产物的临界颗粒的粒度. b) 分离粒度 分离粒度指实际进人沉砂和溢流中分配率各占50%的极窄粒级的平均粒度。 大于分离粒度的颗粒大多进入沉砂中，小于分离粒度的颗粒大多进入溢流中。 4 水力分级介质流形式及判断式 垂直运动。 v = v0 - ua (2-3-1) 式中 v。— 矿粒在静止介质中的沉降末速; ua —上升介质流速。 接近水平、或回转 5 分级过程 分级过程的示意图见图2-3-1(a)，沉降末速 大于上升介质流速的矿粒下沉到分级设备的底部，作为沉砂或底流排出;沉降末速小于上升介质流速的细粒级产物从上端溢出，成为溢流。如果要得到多个粒级产物，则可将溢流(或沉砂)在依次减小(或增大)的上升水流中继续进行分级。 在接近水平流中进行分级时，最粗的颗粒较早地沉降下来，中等及细粒级的颗粒依次沉降下来，故在各分级室可得到不同粒度的沉砂，如图2-3-1(b)所示。最细粒级由分级室末端溢出。 在回转流中，颗粒根据径向速度差分离。介质的向心运动速度是决定分级粒度的基本因素。 6 水力分级在选矿中的应用 1）与磨矿作业构成闭路作业，及时分出合格粒度产物，以减少过磨。 2）在某些重选作业(如摇床选、溜槽选等)之前，作为准备作业，对原料进行分级，分级后的产物，分别给人不同设备或在不同操作条件下进行分选。 3）对原矿或选后产物进行脱泥或脱水。 4）在实验室内，测定微细物料的粒度组成。 3.2 水力分析 水力分析(简称水析)是借测定颗粒的沉降速度间接测量颗粒粒度组成的方法。 范围：常用于小于0·lmm物料的粒度组成测定。 常用水析法有三种:重力沉降法、上升水流法和离心沉降法。 测定条件：自由沉降，悬浮液的固体容积浓度小于3%。 计算公式：斯托克斯沉降速度公式 式中 h——沉降距离，mi t——沉降时间，s; 其他符号意义同前。 为了防止水析过程中固体颗粒团聚，通常加入水玻璃等分散剂，浓度:0.01%~0.02%。 3.2 沉降水析法 原理：逐步缩短沉降时间，由细至粗将各粒级物料淘析出来。 实验装置： 步骤： 1） 算出粒度为 d 的矿粒在水中沉降 h 所用时间 t ； 2）将矿浆倒入杯中，（矿浆液固比 6:1 ），加清水至零刻度，搅拌。（容积浓度 3% ）。 3）静置，沉降，经 t 时段，用虹吸管将 h 上部的矿浆全部吸出；（小于分级粒度） 4）杯中补加清水，重复上述步骤，直至吸出液体中不含小于分级粒度的矿粒为止； 5）烘干，称重，化验。 对多粒级类似，多做几步。 此法简单、可靠，但费时、费工。用于校核。 3.2.2 上升水流法 1、原理：利用相同的上升水量，在不同直径的分级管中，产生不同的上升水速，粒度不同的矿粒按其不同沉降速度，分成若干粒级。 2、装置：如图2-3-3所示为一组四管水析器，该水析器除主要工作部件分级管外，还有给水装置、水玻璃添加装置、给矿装置和溢流接收装置等 。 3、分级管的直径由给水量和分级粒度确定。 如分级管断面积为A，给水量为Q，分级管的内径为D，则存在如下关系: 在每个分级管中，沉降速度uo大于管内上升水流速度 ua的颗粒便沉降下来，小于u0的颗粒便进入下一个分级管内依次进行分级。在每个分级管内保持悬浮的颗粒即是该次分级的临界粒度。