固液分离4--离心沉降

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1、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。类别工作原理产物特性工作效率应用范围筛分严格按粒度分级同级产物中粒度大小比较均匀，平均直径相同对细粒物料筛分效率较

2、低大于2一3mm的物料分级按沉降速度分级，密度对按粒度分级有影响同级产物中主要是等降颗粒。大密度矿粒平均直径比小密度矿粒平均直径小处理细粒物料效率比筛分法高一般用于不小于2-3mm的物料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

3、)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

4、)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

5、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，mit——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

6、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

7、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。每次水析的试料约为5

8、0g，装入带搅拌器的玻璃杯内，给矿前备分级管及连续管内均充满水，打开管夹使矿浆流人各分级管内。在一般情况下给料时间约1·5h，2h后停止搅拌，大约6h后停止给水(以溢流水是否清澈为准)。然后用夹子夹住各分级管下端的软胶管，按粗细顺序将各粒级产物清洗排出，进行澄清、过滤、烘干、称重、化验等一系列处理。这种连续水析器一次可获得多级产品，操作简便，只要保持工作正常(及时放出管内气泡且不使矿粒堵塞胶管)，所得结果就较为准确，但水析时间较长。3.2.3离心沉降法原