固液分离技术1概述.ppt

第一章 概 述 广义的固液分离指任何体系中固相与液相之间的分离。 常见的固液分离现象在生活中处处可见。 第一章 概 述 随着现代化工业技术的发展，现代文明对固液分离的依赖性日益显现，它直接关系到金属回收率的高低、环境治理、投资的大小及生产作业的难易等； 不同的工业部门、不同的工艺过程，其固液分离费用不一，通常固液分离工艺费用占总工艺费用的10%-20%，投资费用占总投资费用的30%-40%，能耗占20％左右； 发展并解决好固液分离工程具有重大经济和社会意义。 固液分离在矿物加工工程中的位置 第一章 概 述 1.1 固液分离方法分类 一、固液分离的定义 固液分离（solid-liquid separation）：就是把生产中含水的中间或最终产品（包括排出物）的液相和固相分开，即从悬浮液中将固体颗粒与液相分离的作业，是现代冶金、化工、环境、材料、轻工、水利及矿物工程等工艺过程的重要环节。 第一章 概 述 二、固液分离的目的 a.回收有价的固相（如：矿物加工中精矿的脱水，水冶过程中对有价金属的回收）； b.回收液相（如：矿物加工中尾水的循环利用，造纸纸浆的返回使用）； c.同时回收两相（如：产品脱水后的回水利用）； d.不回收任何一相（如：使某些废水达到排放标准排放）。 目前发展趋势为同时回收固液两相。 第一章 概 述 三、固相和液相 固相：具有一定体积和形状的颗粒，包括弹性体和塑性体；甚至包括酒糟、糖渣、蛋白酶等。 液相：包括水、有机液体等牛顿流体和非牛顿流体。 人们将剪切应力与变形率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体，而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。（详细内容见第三章） 固体颗粒为分散相（被分散的物质），连续状态的液相为分散介质。 第一章 概 述 四、固液分离方法分类 固液分离方法按其作用原理可分为三类： 1) 机械分离法：利用机械力使液体与固体颗粒分离，可分为重力场、离心力场、压力、沉淀浓缩及重力、真空、离心、压力过滤等方法； 2) 热力分离法：利用热能使水分汽化而与固体分离；（如蒸发evaporation；结晶crystal） 3) 物理化学分离法：利用物理的或化学工程达到分离。（如电解electrolyse；萃取extraction） 固液分离利用最广泛和最多的是：机械分离和热分离二种，本课程将重点介绍机械分离法 （沉降sedimentation和过滤filtration）（见教材P2图1-1）。 第一章 概 述 四、固液分离方法分类  实现固液分离的基本要点是使固液两相间产生相对运动： 1）液体受限而固体可自由运动;（如：沉降、浮选、结晶、电解等） 2）固体受限而液体可自由运动；（如：干燥、过滤、筛分、蒸发、萃取等） 3）固液两相同时运动。 第一章 概 述 五、固液分离所包含的两类因素或参数 a. 分离浆体性质的量参数；确定场梯度的强度参数。 过滤的量参数 ； 沉降的量参数 ； 重力场的强度参数 ； 离心力场的强度参数 ； 第一章 概 述 过滤时的压力梯度 ； 在重力作用下 ； 在离心力作用下 ； 其中： 为颗粒直径； 为液体粘度； 、 分别为颗粒及液体密度；g为重力加速度；C为离心加速度； 为过滤压力；L为滤饼厚度；Z为离心力强度， 。 第一章 概 述 b. 所有的固-液分离方法或设备都基于两个参数的乘积： 重力浓缩/澄清速度： 重力过滤(gravity filtration)，线性过滤速率: 离心过滤(centrifugal filtration)，线性过滤速率: 压力过滤(真空、压滤)，线性过滤速率: 第一章 概 述 1.2 固液分离的辅助手段 1.2.1 分离助剂 在固液分离的效果不理想时，可以采用加入助滤剂的方