湿法冶金过程及设备
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湿法冶金过程及设备. 第3篇 液固分离设备. 固液分离指从悬浮液分离固相和液相的过程。 包括沉清、浓密、分级及过滤等过程。 固液分离设备可分为两大类: 一类是液体运动受制约,而固体颗粒自由运动,如重力沉降设备,离心沉降设备等; 另一类是固体颗粒运动受制约,而液体自由运动,如过滤设备及湿式筛分设备等。. 一般来说,当处理大量低固含量的固体悬浮液时,首先采用沉降浓缩,将固体颗粒从大量的液体中浓缩分离出来;其后再进行过滤、离心脱水、干燥等分离操作,这是最经济合理的方法。.

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Presentation Transcript


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湿法冶金过程及设备

第3篇 液固分离设备


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固液分离指从悬浮液分离固相和液相的过程。

包括沉清、浓密、分级及过滤等过程。

固液分离设备可分为两大类:

一类是液体运动受制约,而固体颗粒自由运动,如重力沉降设备,离心沉降设备等;

另一类是固体颗粒运动受制约,而液体自由运动,如过滤设备及湿式筛分设备等。


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一般来说,当处理大量低固含量的固体悬浮液时,首先采用沉降浓缩,将固体颗粒从大量的液体中浓缩分离出来;其后再进行过滤、离心脱水、干燥等分离操作,这是最经济合理的方法。


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由于悬浮液有时具有某种胶体性,这种胶体性严重影响固液分离效果。采用凝聚与絮凝的方法可使很细小的颗粒附聚,破坏胶体和改善固液分离过程。加入某些离子以降低固液界面双电层的斥力,使胶态分散体不稳定而发生聚集的现象叫做“凝聚”。而胶体悬浮液由于溶液连续相中的高分子聚合物的作用,而发生聚集的的现象叫做“絮凝”。将凝聚和絮凝通称为“絮凝”。

原理: 由于絮凝剂中极性基团的存在,通过搭桥作用而形成团状絮凝物,促进液固分离.


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絮凝剂有三类:

(1) 无机絮凝剂:有石灰、硫酸、明矾、硫酸亚铁、苛性钠、盐酸和氧氯化锌等。

(2) 天然高分子絮凝剂:有淀粉和含淀粉的蛋白质物质,如马铃薯、玉米粉、红薯粉及动物胶等。

(3) 合成高分子絮凝剂:有离子和非离子型高分子聚合物,如聚丙烯酰胺、羰基纤维素和聚乙烯基乙醇等。


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沉降分离设备

重力沉降适宜处理固液相密度差比较大、固体含量不太高、而处理量比较大的悬浮液。

重力沉降操作分为浓缩和澄清两类。浓缩操作的目的主要是为了将悬浮液增稠,而澄清操作的目的是为了从比较稀的悬浮中除去少量悬浮物。两种沉降操作所用的设备分别称为沉降槽或澄清槽。

沉降分自由沉降和干涉沉降.在生产中遇到的悬浮物,固体含量较高,主要为干涉沉降。


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沉降槽的结构


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锥底沉降槽


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平底沉降槽


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  • 悬浮液特性及沉降分离影响因素

  • 浆液本身性质

  • 浆液温度

  • 浆液固体颗粒粒度

  • 液固密度差


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原因:

1、槽内积泥过多,清液层深度过薄;

2、絮凝剂添加量小,赤泥微小颗粒不能聚集成大颗粒下沉;

3、温度太低,浆液粘度过大,赤泥颗粒下降速度慢;

4、进料液固比太小,液固两相分层不清;

5、赤泥粒度过细,造成赤泥沉降性能变差。

跑浑


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处理方法:

1、拉大底流,增加赤泥排出量;

2、增加絮凝剂的添加量;

3、提高溶出浆液的温度;

4、提高进料液固比;

5、磨矿时控制赤泥粒度不要过细,提高沉降性能。

跑浑


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沉降速度

  • 悬浮液的雷诺数等于或小于0.2时采用斯托克斯定律:

式中:ν0——自由沉降速度,m·s-1;

d——沉降颗粒的直径,m;

ρ1、ρ2—颗粒和介质的密度,kg·m-3;

g—重力加速度,m·s-2,g=9.8m·s-2;

μ—介质的动力粘度,Pa·s

考虑到颗粒通过悬浮液层时发生相互碰撞,粒子的实际沉降速度可按下式计算:

ν=0.5ν0


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沉降速度

  • 悬浮液雷诺数大于0.2,采用良申柯法计算 :

式中:Re—雷诺数;

—修正系数

ρ—介质的密度,kg·m-3;

μ—介质的动力粘度,Pa·s;

d——沉降颗粒的直径,m;


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沉降槽生产能力

在沉降槽中,澄清液层高度为h,则沉降槽澄清液的生产能力按下式计算:

式中:A—沉降槽的沉降面积,m2;

h—澄清液层高度,m;

t—澄清时间,h。

沉降时间t取决于颗粒的沉降速度υ0:

沉降槽的生产能力与沉降槽的槽帮高度无关,而仅取决于沉降速度和槽体的沉降面积


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  • 大型平底沉降槽¢46×6m 底流固含25~30%;

  • 高效深锥沉降槽¢20×20m 底流固含42~50%;

  • 处理量为大型平底槽的5倍

  • 占地面积为大型平底槽的30%

  • Dorr-Oliver Eimco 公司设计


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连续沉降反向洗涤系统


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水力旋流器


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过滤分离设备

沉降槽技术指标:

  • 进料固含<100g/L(65~75g/L);

  • 底流固含300~500g/L(L/S 1~3);

  • 溢流浮游物≤0.25g/L。

过滤机技术指标:

  • 进料固含300~400g/L

  • 滤饼含水率≤ 40%

  • 进料固含≤250g/L

  • 精制液浮游物≤ 0.015g/L


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过滤原理

借助一种截留固体颗粒而让液体通过的多孔介质将固体颗粒从悬浮液中分离出来的过程称为过滤。

通常将这种多孔介质称为过滤介质。过滤介质可以是细砂、织物、纸或多孔固体(如陶瓷)等,大多数采用织物,如尼龙、麻布、玻璃丝布、铁丝网布等。即使过滤介质不是布,也习惯地称之为过滤布。

过滤介质的孔径经常稍大于被分离固体颗粒的平均直径。如果不这样,每一个小孔被单个颗粒所堵塞,使过滤介质的流体阻力迅速增加。由于介质孔径较大,所以过滤机在操作初期所得的滤液是浑浊的,在过滤介质上截留一层固体颗粒,而形成最初的沉积物后,过滤机就能有效地进行工作。


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工业滤布材质主要性能介绍


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压力过滤机

压滤机适用于过滤粘度大、固体颗粒细、固体含量较低、难过滤的悬浮液,也较适用于多品种、生产规格不同的场合。


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板框压滤机计算

滤框数=滤室数

=滤板数+1

过滤面积=滤板数×单个滤板面积×2

过滤容积=滤框数×单个滤框容积

洗涤速度=过滤速度/4


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开车前准备工作

1.检查滤板数量是否足够,有无破损,滤板是否清洁,安放是否符合要求;

2.检查滤布是否折叠,有无破损,过滤性能是否良好;

3.检查各需润滑、冷却设备是否符合开车要求;

4.检查各处联接是否紧密,有无泄露;

5.检查压滤机油压是否足够,油位是否符合要求(1/2~2/3);

6.其它配套设施是否齐备

7.需要压滤的母液按工艺要求调好PH值。

板框压滤机操作规程


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1.将“松/停/紧”开关拨到“紧”位置,活塞杆前移,压紧滤板,达到20~25兆帕压力时,将“松/停/紧”开关拨到“停”位置上,压滤机进入自动保压状态。

2. 打开压滤泵的冷却水阀、进口阀、出口阀,启动压滤中转泵,开始压滤,通过出口阀的开度调节控制压滤进度。(当滤布上形成滤饼后,停车时没有下渣,渣冷却后可能形成结晶堵塞滤布,再次开车时可以先通蒸汽预热,再进料)

二、开车


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1、关闭母液循环泵出口的分支阀门,关闭液钾碱阀门。

2、当压滤中转槽中液位较低时,依次停搅拌、压滤泵,关闭压滤泵进口阀门,关出口阀门,停冷却水;

3、正常压滤下,当压滤出液嘴出液很小时,放松滤板,人工御渣,清洗滤板,清除滤板密封面上残渣;

4、对出浑液的滤板进行检查,滤布如有破损及时修复或更换;

5、关闭电源,打扫场地卫生。

三、停车


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1.将“松/停/紧”开关拨到“松”位置,活塞回程,滤板松开。活塞回退到位后,压紧板触及行程开关而自动停止,回程结束。 2.手动拉板卸饼:采用人工手动依次拉板卸饼。 3.拉板卸料以后,残留在滤布上的滤渣必须清理干净,滤布应重新整理平整,开始下一工作循环。当滤布的截留能力衰退时,则需对滤布进行清洗或更换。

四、下渣


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6、搬运、更换滤板时,用力要适当,防止碰撞损坏,严禁摔打、撞击,以免使滤板/框破裂。滤板的位置切不可放错;过滤时不可擅自拿下滤板,以 免油缸行程不够而发生意外;滤板破裂后,应及时更换,不 可继续使用,否则会引起其它滤板破裂; 7、液压油应通过空气滤清器充入油箱,必须达到规定油面。并要防止污水及杂物进入油箱,以免液压元件生锈、堵塞; 8、电气箱要保持干燥,各压力表、电磁阀线圈以及各个电气元件要定期检验确保机器正常工作。停机后须关闭空气开关,切断电源。 9、油箱、油缸、柱塞泵和溢流阀等液压元件需定期进行空载运行循环法清洗,在一般工作环境下使用的压滤机每六个月清洗一次,工作油的过滤精度为 20μm。新机在使用1-2周后,需要换液压油,换油时将脏油放净,并把油箱擦洗干净第二次换油周期为一个月,以后每三个月左右换油一次(也可根据环境不 同适当延长或缩短换油周期)。

五、注意事项


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1、在压紧滤板前,务必将滤板排列整齐,且靠近止推板端,平行于止推板放置,避免因滤板放置不正而引起主梁弯曲变形; 2、压滤机在压紧后,通入料浆开始工作,进料压力必须控制在出厂铭牌上标定的最大过滤压力(表压)以下,否则将会影响机器的正常使用; 3、过滤开始时,进料阀应缓慢开启,起初滤液往往较为浑浊,然后转清,属正常现象; 4、由于滤布纤维的毛细作用,过滤时,滤板密封面之间有清液渗漏属正常现象; 5、在冲洗滤布和滤板时,注意不要让水溅到油箱的电源上;

五、注意事项


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板框压滤机滤饼形成不均匀或形成不成

故障分析: 造成板框压滤机滤饼形不成或不均匀的原因有很多,供料不足或太稀,或者有堵塞现象都会引起这种现象。针对这些故障要细细的排查原因,最终找到确切的问题所在,然后对症施治解决问题。

板框压滤机常见故障分析和解决方法


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解决方法: 主要的解决办法有:增加供料、调整工艺,改善供料、清理压滤机滤布或更换压滤机滤布、清理堵塞处、清理供料孔、清理排水孔、清理或更换压滤机滤布、增加压力或泵功率、低压启动,不断增压等方法。


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故障分析:

1.滤板破损2.滤布选择不当3.滤布开孔过大4.滤布袋缝合处开线5.滤布带缝合处针脚过大

滤液不清


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1.检查并更换滤布 2.重做实验,更换合适滤布 3.更换滤布 4.重新缝合 5.选择合理针脚重新缝合

解决方法:


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板框压滤机

优点:

过滤机占地很小,过滤面积很大,过滤推动力大,设备构造简单。

缺点:

设备笨重,装卸时劳动强度很大;为间歇式操作,洗涤速率小且不均匀


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叶滤机


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真空过滤机


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转鼓真空过滤机


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转鼓真空过滤机


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转鼓真空过滤机


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转鼓真空过滤机—折带式


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立盘真空过滤机


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立盘真空过滤机


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平盘真空过滤机


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平盘真空过滤机


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  • 圆盘真空过滤机特点

  • 过滤面积大;

  • 过滤强度高;

  • 自动化及机械化程度高;


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水平带式过滤机(固定真空盘式)


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水平带式过滤机(固定真空盘式)


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水平带式过滤机(移动真空盘式)


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水平带式过滤机(移动真空盘式)


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  • 带式真空过滤机特点

  • 过滤速度快;

  • 过滤洗涤连续进行;

  • 滤布连续清理;

  • 操作灵活;无级变速,可动隔板

  • 滤饼含水率低;

  • 设备构造简单。


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立式离心机(连续)

立式离心机(间断)


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自动卸料卧式离心机


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