浮选精煤的恒压过滤方程.pdf

第 “卷 第期中国矿业大学学报自然科学版 1 ; AA A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A * “ “ 文章编号B “ “ “ C D E F * “ “ “ C “ * D “ C “ F 浮选精煤的恒压过滤方程 刘 焕 胜 中国矿业大学 化工学院G江苏 徐州* * “ “ H 摘要B简要论述了浮选精煤的过滤性质G通过研究过滤过程中的过滤速度G系统地推导出了待定 常数的恒压过滤过程对某种浮选精煤试样进行了过滤脱水和滤饼脱水试验G详细介绍了试验装 置I试验步骤I试验条件I试验结果和过滤常数的确定过程G最终给出了试验煤浆的恒压过滤方 程G可为精煤压滤机的设计I选型和调试提供参考 关键词B浮选精煤J压滤J过滤试验J过滤方程 中图分类号B KD F文献标识码BL 在选煤厂G浮选精煤一直用真空过滤机脱水G 由于近年来煤炭用户要求降低精煤水分G遂正在推 广用压滤机脱水虽然用压滤机处理浮选尾煤已有 多年历史G技术经验比较成熟G但是精煤与尾煤的 过滤性质相差很大G工艺要求也不一样无论是根 据市场要求设计压滤机G还是根据生产需要选用压 滤机G或是根据工艺条件调试压滤机G都需要确定 处理量I过滤面积和过滤时间等技术参量G而这些 参量的确定都需要预知被处理物料的过滤方程尽 管一些文献M N O都在一般意义上介绍了过滤方程G 但在系统性和实用性方面尚有欠缺因此G研究浮 选精煤的过滤性质和过滤方程G具有重要的意义 通常把过滤方式分为F种M F OB恒压过滤J恒速 过滤J变压变速过滤J先恒速后恒压过滤M F O严格地 说G过滤压差和过滤速度都是时间的变数但是G浮 选精煤中存在大量泡沫G用离心泵难于将其输送到 滤腔内并产生较大的过滤压差为保证正常供料和 追求较大的生产能力G常用储料罐并借助压缩空气 的压能向滤腔供料这种供料方式由于压气系统具 有维持压力的功能G使压滤方式更接近恒压过滤 因此G本文只研究恒压过滤的规律 P 浮选精煤的过滤性质 浮选精煤浆的固体浓度为 , “ N , “Q R S 固相中T“ ,SS级占, UN “ UG V“ “ ,SS级 占* “ UNE “ UG平均粒度为“ N“ FSSJ固相密 度为 , “ W, “ Q R SJ灰分为X UN * UG在灰 分中有 “ U以下的粘土类物质滤层体积比阻为, Y “ *N “ “ Y “ *SV*J 压缩性指数比浮选尾煤小 得多M O 对于单个颗粒B Z [ \“R \ G \/[ ] * _R Z ] _R E [ E Z _ ‘ a b G 式中BZ为颗粒的形状系数G无因次G Z c J \为某 一不规则颗粒的表面积G S*J \ “为与该不规则颗粒 具有相同体积的球体表面积G S*J \ /为某一不规则 颗粒的单位体积比表面积G S*R SJ _为该不规则 颗粒的粒度G S 对于滤层B d [ eVe_ R e[ Vf_R f G \ g /[ h ] * _R Z h ] _R E V d [ E V d Z _ ‘ a b G * 式中Bd为滤层空隙率G UJ e为滤层所占体积G SJ e_为颗粒所占体积G S J f _为颗粒密度G Q R S J f为 颗粒群集密度G Q R SJ G \ g /为空隙率为d的滤层的 单位体积比表面积G S*R S 浮 选 精 煤 的 颗 粒 形 状 系 数 Z约 为“ H , N “ D , G滤层空隙率约为 , UNF , UM O i 浮选精煤的过滤过程 i P 过滤速度 由精煤颗粒构成的滤层孔道是不规则的G弯曲 细小的G互相交错连通的液体在滤层空隙中流动 收稿日期B* “ “ “ “ 作者简介B刘焕胜 D , , C G男G河北省乐亭县人G中国矿业大学副教授G从事矿物加工和矿山机械方面的研究j 万方数据 时因接触孔道表面而产生较大的阻力损失流速 较慢属于层流状态“仿照流体在管道内层流时的 情况流体在滤层孔道中的实际流速为 1 3 0 A 0 ’ 为滤层所有孔道的体积和 526 为 滤层所有颗粒表面的表面积和 56 A为将弯曲交 错的孔道的长度用滤层厚度表示的折算系数无因 次6 0 ’为滤层厚度 56 是变 量故任意时刻的过滤速度可表示为 I K J “1 L 3 在 式1 G 3 1 L 3中 消 去 I K J . / E I 0 ; B C D E I 1 R 3 式中40 为将滤布折算成具有相同过滤阻力的当 量滤饼厚度 56 ; 为产生当量滤饼厚度1 03时滤 出的滤液体积 526 0 P ;P分别为滤饼厚度1 S3及相 应的滤液体积1 523 “ 将式1 R 3代入式1 N 3 并用指数幂. / 1 为滤 饼 压缩性指数无因次3修正体积比阻即以可压 缩性滤饼的体积比阻M . / 代替不可压缩性滤饼的 体积比阻M 得到浮选精煤过滤速度的微分表达式 K ; I K J I . / Q;3 1 T 3 U “ U 恒压过滤方程 对于一定的恒压过滤操作I . / 皆为常量设形成当量滤饼厚度时所产生的滤液量 由V至; 相应的虚拟过滤时间由J 至V 将式 1 T 3积分 W ; V 1 ;Q;3 K ; I . / I . / 2 但由于 前面已将滤布折算成当量滤饼则滤液量应由; 至;Q; 而相应的过滤时间由V至J 再对式1 T 3 积分 W ; Q; ; 1 ;Q;3 K ; I . / Q F ;; I . / Q ;3 I F . / 2 E I X ;E I分别为与时间J 及J 对 应 的 单 位 过 滤 面 积 滤 液 量 52E 56 Y F . / R滤液S “ T / UVW A A W o A A A WA A ; A A A A W o; A A WA A oA A ; p 过滤常数的确定 据表数据绘出式“ , 8*- , , 3 将过滤常数, 8* . , , 3 - , A - 式 , A -即为所求浮选精煤恒压过滤方程式中.及 “的单位分别为B及C 3; C 图恒压过滤增量比与单位面积滤液量的关系 D E F G H I J E K L B M E NO J P LE L Q R C L J I H R I J E K I L SH E T U E SV K H U CK W U L E J I R I X 结束语 , -本文提出的恒压过滤方程Y式 , A - Z 系由 有代表性的浮选精煤试验得出具有一般性可供 精煤压滤机的设计[造型及调试过程中参考当原 料的过滤性质相差较大时建议进行专门的过滤试 验以建立特定的过滤方程 -因受条件限制本文介绍的过滤试验没有 检测耗气量过滤阶段的耗气量是可根据料浆浓度 和滤腔容积等参量计算确定的而吹饼阶段的耗气 量却不易计算为准确设计压气系统应在过滤试 验时检测吹饼耗气量 3 -浮选精煤的浓度[固相灰分和粒度分布是 其基本的过滤性质在不具备试验条件的场合只 考察这些指标便可大致比较和借鉴而检测这些指 标是容易和经济的诸如颗粒形状[比表面积[空隙 率[体积比阻和压缩性等指标基本上被浓度[粒度 和灰分间接反映而检测它们是相对困难和不经济 的\与其刻意追求倒还不如进行专门的试验研究 参考文献] Y , Z 斯瓦罗夫斯基 固液分离Y _Z 朱企新金鼎五译 北京]化学工业出版社 , ‘ ‘ Y Z 陈树章非均相物系分离Y _Z 北京]化学工业出版 社 , ‘ ‘ 3 Y 3 Z 勃鲁克 ab 煤泥水的过滤方程Y _Z \谈宏烈王敦 曾高鸿翔等译北京]煤炭工业出版社 , ‘ ‘ Y A Z 罗茜余仁焕徐继润固液分离Y _Z 北京]冶金工 业出版社 , ‘ ‘ c K L B J I L J d R B B U R D E H J R I J E K Le T U I J E K L K W D H K J I J E K Lc H I Lc K I H f g hU I L i B M L F j Q M K K H K W c M CE Q I H e L F E L R E L FI L Sk Q M L K H K F l c g_k m U n M K U o E I L F B U , c M E L I- p q r s t u v s ]k M W E H J R I O E H E J lK W W H K J I J E K LQ K I H PI B O R E W H lS E B Q U B B S k M V H K Q E J lE LJ M W E H J R E L FN R K Q B B PI B R i B I R Q M SI L SJ M LJ M Q K L B J I L J N R B B U R W E H J R I J E K L T U I J E K LPE J MI LU L S J R CE L SQ K W W E Q E L J PI B S R E V SB l B i J CI J E Q I H H l e w N R E C L J B K W W E H J R I J E K LS PI J R E L FI L SQ I x S PI J R E L FP R Q I R R E SK U J U B E L FJ M J l N E Q I H Q H I L Q K I H B I CN H B k M S V E Q Q K L S E J E K L B I L SJ M R B U H J K W w N R E C L J B I B P H H I B J M N R K Q B B K W S J R CE L E L FJ M W E H J R I J E K LQ K L B J I L J P R E L J R K S U Q S k M R B U H J M I B N R K V E S SIR W R L Q W K R J M S B E F LK W J M Q H I LQ K I H N R B i B U R W E H J R I J E K LCI Q M E L yz {| } t r ]W H K J I J E K LQ H I LQ K I H N R B B U R W E H J R I J E K L W E H J R E L FJ B J W E H J R I J E K L T U I J E K L 3‘ 第3期刘焕胜]浮选精煤的恒压过滤方程 万方数据