《选矿学》（分离技术）授课教案1.doc

黑龙江科技学院 备课笔记 第1次课 授课时间2004年3月2日 章节及主要内容 第一章的第一节和第二节 主要内容脱水及脱水的方法、作用；除尘的方法及作用；吸附、离子交换法、膜分离法；水的性质、矿物粒度表示法、悬浮液的性质 重点内容脱水、除尘及粒度的表示法和悬浮液的性质 难点内容粒度的表示法 参考资料重力选矿、分离技术、选煤信息、 选煤技术 教学手段面授。 扩展内容 教学后记 第一章 悬浮液的性质 第一节 概述 一、分离非均相混合物的分离固液，固气。 均相混合物的分离蒸馏、吸收、萃取。 二、脱水 1、脱水方法 1）重力脱水靠重力实现的脱水。 ①自然重力脱水利用物料颗粒表面水分的重力作用而脱水，如脱水斗子、脱水仓等。 ②重力浓缩脱水依靠细粒物料的重力作用在液体中沉降的方法。如浓缩机、沉淀池。 2）机械力脱水靠机械力而实现的水和物料的分离。 ①筛分脱水靠物料与筛面作相对运动时产生的惯性力脱水，如直线振动筛。 ②离心脱水利用离心力作用使固液分离或提高悬浮液的浓度如过滤式离心脱水机。 ③过滤脱水利用真空抽吸的负压力使固液分离，如真空过滤机。 ④压力脱水利用机械力造成的正压力使固液分离，板式压滤机脱水。 3）热能脱水利用热能使水汽化而蒸发的脱水如火力干燥、日光曝晒等。 4）磁力脱水利用强磁场对磁性矿物产生磁力实现的固液分离。如磁力脱水槽。 5）其它脱水方法 ①物理化学脱水法用吸水性的物体或化学品吸收水分。 ②电化学脱水煤水混合物在外加电场的作用下，水分子带正电荷移向阴极，煤粒等固体细粒带负电荷移向阳极，实现固液分离。 2、脱水的作用 对选煤厂来说，脱水的主要作用 1）降低选煤产品的水分，满足一定的产品质量要求； 2）减少运输费用； 3）防止影响冬季铁路运输，避免冻车或涨车； 4）洗水回收。 二、除尘将散布在空气中细微颗粒与空气分离的过程叫除尘。 1、除尘方法 ① 密封把扬尘设备加密封罩，限制尘埃的扩散再抽风除尘。 ② 湿法除尘通过喷水加湿物料，减少粉尘的产生。 ③ 机械除尘常用除尘器有单筒旋风除尘器、多管旋风除尘器、水膜除尘器、袋式除尘器等。 ④ 电除尘常用的有单区（级）电除尘器、双区（级）电除尘器。 2、除尘的作用与意义 ① 一定生产工艺的必备作业，如干法分选工艺。 ② 减少对环境的污染，改善工作的工作条件。 ③ 回收细微矿粒再利用。 ④ 杜绝尘埃的积聚，以免引起粉尘爆炸。 三、吸附是利用某些固能够以流体体系中有选择地凝聚一定组分在其表面上的能力，可用于气体的干燥、气体混合物中有价值蒸汽的回收，气体中有些杂质的清除、石油产品和糖浆的脱色、水中不良气味的清除。 四、离子交换法指利用固相离子交换剂基团所带的可交换离子，与接 触交换剂的溶液中相同电性的离子进行交换反应，而达到离子的质换 分离、去除、浓缩的目的。 五、膜分离法用天然或人工合成的高分子膜，以外界能量或化学位 为推动力对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分 级、提纯和富集的方法，统称为膜分离法。 第二节 悬浮液的性质 一、水的性质 （1）水的极性极性分子 形成氢键（一方面影响液态水的结构，另一方面还影响水与固体物料的作用方式）增加脱水的难度。 （2）水的粘性（是流体反抗变形的一种性质）以本质上说粘性反映的是流体分子间的相互作用。 （3）水的表面张力（又称表面自由能）物质增加单位表面积时外界所做的功。 （4）水的硬度反映水中钙、镁离子的含量的多少。 二、矿物的性质 1、矿物的粒度 （1） 粒度的表示方法 颗粒粒度表示的方法 名 称 符号 定 义 类 别 筛分粒度 Xa 能够通过颗粒的最小方孔的宽度 当量球直径 表面粒度 Xs 与颗粒具有相同表面积的球体的直径 当量球体直径 体积粒度 Xv 与颗粒具有相同体积的球体的直径 当量球体直径 比表面积粒度 Xsp 与颗粒具有相同比表面积的球体的直径 当量球体直径 投影粒度 Xp 在垂直于稳定平面上与颗粒具有相同投影面积的球体的直径 当量圆直径 自由沉降粒度 Xf 在同一流体中与颗粒具有相同沉降速度的球体直径 当量球体直径 斯托克斯粒度 Xst 雷诺数Re＜0.2时的自由沉降粒度 当量球体直径 2、粒度对固液分离的影响 在固液分离过程中，颗粒粒度在很大程度上决定固液分离的程度。 3、矿物的组成对脱水的影响 影响最大的是粘土矿物，含量越高，悬浮液处理过程越困难。 三、悬浮液的性质（浓度、密度、粘度） 1、浓度 （1） 液固比Ｒ一吨干矿物所含水的体积 m3/t RV/G其中Ｇ 煤水混合物中煤的质量 Ｖ 煤水混合物中水的体积 常用于洗选、浓缩、分级作业中。 （２）固体含量q---１Ｌ悬浮液中所含矿物的克数（用浓度壶进行测定） qδ/（δ-1）（G-1000） 其中δ矿物的密度；G浓度壶中矿物和水的总质量 常用于浮选入料、出料、浓缩机的溢流、底流及跳汰机的循环水的浓度。 （3）质量百分比浓度C表示煤水混合物中干矿物的质量占整个煤水混合物的总质量的百分数。 C G/（GW）100 其中W煤水混合物中水的质量； G煤水混合物中煤的质量。 常用于浓缩、过滤作业。 4指标之间的换算 上述各指标，从不同的角度表示在一个湿产物中水与固体在量的方面的关系，它们在工艺计算中有不同的用途。可互相换算。 a液固比与固体含量的换算 已知液固比R和矿物的密度δ，可按下式计算固体含量q q1000δ/（δR1） g/L b重量百分浓度与固体含量之间的换算 已知产物的质量百分比浓度C和其中的固体的密度δ，可按下式计算固体含量 q1000C/〔100-C（C/δ）〕 g/L c液固比与质量百分比浓度之间的换算 已知产物的液固比R，可按下式计算质量百分比浓度 C1/（R1）100 2、密度 化学纯水的密度在5℃时为1000kg/m3，温度增加到50℃时为980 kg/m3，变化并不大。选矿厂认为在516℃可以认为等于1000 kg/m3。 当水中含有矿物时，悬浮液的密度与矿物的含量有关。见表1-4。 3、粘度 化学纯水的动力粘度与温度有关，但影响不大。温度对于含矿物的悬浮液的影响也不大。对于浓稠的非牛顿体悬浮液的粘度应采用有效粘度。不同悬浮液的有效粘度可按下式计算 μeμ1t1△1/t2△2 式中μe 悬浮液的有效粘度，Pa/s； μ1 纯水的动力粘度，Pa/s； t1 纯水自粘度计流出的时间，s； t2悬浮液自粘度计流出的时间，s； △1纯水的密度，1000 kg/m3； △2悬浮液的密度，kg/m3。 悬浮液的有效粘度，既与悬浮液的浓度有关，又与悬浮液中的矿物的粒度组成有关，后者影响尤其明显。当水中的矿物的粒度小于45μm时有效粘度急剧加大；当水中的矿物粒度大于45μm时，则此悬浮液的有效粘度与普通水相差不大。 9