悬浮液的基本性质

第一章悬浮液的基本性质,煤泥水：由不同粒度的细小煤炭颗粒与水介质混合而成的悬浮液。煤泥水处理：煤泥水处理指将煤从煤泥水中分离出来即一种固液分离过程。,悬浮液:指固体颗粒度大于10-5cm以上的固液分散体系分散体系基本类型：粗分散体系胶体分散体系分子分散体系,第一节液相的基本性质1、水的极性水分子是极性分子，导致水具有特殊性氢键。氢键的特点：键能较高，键长较大。氢键的存在使固液分离更加困难。,图(2-1)水分子的电子云图(2-2)水分子的结构参数,液态水中的瞬时缔和体,2、水的粘性粘性流体分子间相互作用的体现。水具有粘性，是常见的牛顿流体，其粘度与温度有一定的关系。降低水的粘度，有利于固液分离。3、水的表面张力物质增加单位表面积外界所做的功。水具有很高的表面张力，且随温度的变化而变化。表面张力对固液分离的影响：主要表现在液体介质表面张力越大，固液分离越困难。,第二节固相的基本性质1、固相颗粒粒度颗粒粒度表示方法:有筛分粒度、表面粒度、自由沉降粒度等，适用场合各不相同。,粒群的粒度分布：固液体系是多分散形体系，颗粒粒度有一定的分布规律。表示粒群粒度的方法：特征量法、列表格法及公式法。粒度对固液分离的影响：固液分离过程中，只要物料中细粒颗粒含量增多，分离效率就会降低。实际工作中，应尽量增大颗粒粒度。,颗粒粒度及其相应的分离设备,图2-4,2、颗粒的形状描述颗粒形状的定量参数：球形系数，其定义为：=Sb,v/Sg,vSb,v-与颗粒具有相同体积的球体的表面积；Sg,v-实际颗粒的表面积。颗粒形状在某些特定场合下，对分离效果有一定影响。如重力沉降过程等。,第三节固液体系的基本性质1、固液体系的稳定性稳定性：固体物料在液相介质中保持均匀分散的能力。影响稳定性的因素：物料密度、浓度、粒度及组成、界面电位、体系温度、搁置时间等。（表2-5）稳定性越高悬浮液，固液分离效果越差。,表2-5影响固液体系稳定性的因素分析,2、悬浮液的流变性悬浮液的流变行为与均质液相相比，复杂的多。影响悬浮液粘度的因素：浓度、颗粒粒度、分散度、表面电荷等。3、水在固体物料中的赋存状态化合水、结合水、毛细管水、自由水化合水：水分和物质按固定比率直接化合，成为新物质的一部分。,结合水：极性很强的水，在与具有极性的物料共存时，很容易在固体表面形成一层“水化膜”结合水。结合水又分为：强结合水和弱结合水。毛细管水：固液体系中，当固体颗粒本身含有裂隙及颗粒之间形成许多细小空隙时，水会存在这些裂隙,和孔隙中，形成毛细管水。（图2-7）,图2-7毛细管水分示意图a-颗粒间毛细管；b-颗粒本身毛细管,物料中孔隙率越大，毛细管水分越多。孔隙率m=（V1-V2）/V1式中m物料的孔隙度；V1物料的体积，m3；V2物料中固体颗粒所占据的体积，m3。,平衡状态毛细管中水柱高度图,毛细管中水注高度水的表面张力N/m，平衡接触角（）g重力加速度m/s2水的密度kg/m3,自由水：即重力水，其运动受重力控制，容易被脱除。,4、颗粒表面电性及润湿性（1）颗粒表面电性：颗粒表面荷电的原因固体物料在水中分散时，其表面与极性水分子相互作用，发生溶解、吸附、表面电离现象，从而使颗粒表面荷电。颗粒表面荷电机理优先溶解机理优先吸附机理电离作用机理,表面荷电过程,石英表面荷电机理,（2）颗粒表面润湿性润湿性的衡量标准：接触角扬氏方程：cos=sg、sl、gl固-气、固-液及气-液界面的界面张力；接触角，可定量表示固体的润湿性。,固液气三相平衡体系90，固体难以润湿（或疏水的）90，固体易于润湿（或亲水的）=0，液体则完全润湿固体。,润湿性对固液分离的影响固体物料的润湿性越差，固液分离效果越好。实际工作中，应尽量增大被分离物料的疏水性。,第四节煤泥水的基本性质（简介）煤泥水的主要性质：浓度、粘度、化学性质、煤泥的粒度及矿物组成。1、煤泥水的浓度：适当增大浓度，可提高过滤设备的处理量，进而提高分离效率。选煤厂常用三个指标表示：液固比R、固体含量C（g/L）、重量百分浓度（%）。,煤泥水的有效粘度与煤泥粒度在不同固液含量中的关系（见图）,2、煤泥水的粘度：,影响煤泥水粘度的因素：粒度越细，细颗粒含量越多，煤泥水粘度越大。3、煤泥水的主要化学性质主要化学性质是指水的硬度、水中溶解物的组成、酸碱度。水的硬度：硬度较大时，促使固体颗粒分散或凝聚，改变沉降特性。,水中溶解物的组成：主要是由一些可溶性盐类组成，（如K+、Na+、Fe2+、HCO3、CL-等）洗水中积累过多，影响煤泥沉降和洗水澄清。水的酸碱度：主要对絮凝过程有影响，煤泥水处理过程中很少调节。,4、煤泥水中煤泥的性质煤泥的粒度及粒度组成,对煤泥水处理的影响：煤泥粒度越小，微细颗粒含量越多，越不利于煤泥的澄清、沉降、浓缩、过滤。,粒度群的特征值：众值粒度分布曲线中与峰值相对应