矿物加工学第3章煤泥水处理

1、xian university of science and technology 第第3 3章章 煤泥水处理煤泥水处理 3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 3.2 细颗粒煤泥水的处理细颗粒煤泥水的处理 3.3 极细颗粒煤泥水的处理极细颗粒煤泥水的处理 3.4 洗水闭路循环洗水闭路循环一、一、 煤泥水处理的目的、意义和任务煤泥水处理的目的、意义和任务 1. 多回收利用资源多回收利用资源 2. 满足不同作业对粒度的要求满足不同作业对粒度的要求 3. 满足不同作业对浓度的要求满足不同作业对浓度的要求 4. 提高循环水质，满足环保要求。提高循环水质，满足环保要求。xian universi

2、ty of science and technology二、二、 煤泥水处理的主要特点煤泥水处理的主要特点（1）流量大。）流量大。（2）性质复杂。）性质复杂。 这就使煤泥水处理的工艺环节、设备和管这就使煤泥水处理的工艺环节、设备和管理具有相当的复杂性。理具有相当的复杂性。 （3）集中了原煤中最细、最难处理的微细颗粒）集中了原煤中最细、最难处理的微细颗粒xian university of science and technology三、三、 煤泥水处理的内容煤泥水处理的内容1. 煤泥的分选、回收、脱水作业煤泥的分选、回收、脱水作业 2. 煤泥水的分级作业煤泥水的分级作业 3. 煤泥水的浓缩作业

3、煤泥水的浓缩作业 4. 循环水的澄清作业循环水的澄清作业xian university of science and technologyxian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 粗颗粒煤泥水：粗颗粒煤泥水：经主选作业产生的煤泥水，粒度经主选作业产生的煤泥水，粒度组成极为复杂，但是粗颗粒含量最大，这部分煤泥水称组成极为复杂，但是粗颗粒含量最大，这部分煤泥水称为粗颗粒煤泥水。为粗颗粒煤泥水。 粗颗粒煤泥水处理一般是进行分级，由于湿法选煤粗颗粒煤泥水处理一般是进行分级，由于湿法选煤大都用水作介质，所以分级有时又叫

4、大都用水作介质，所以分级有时又叫水力分级。水力分级。 水力分级：水力分级：它是它是根据颗粒在水介质中的沉降速度不根据颗粒在水介质中的沉降速度不同，将宽级别粒群分成两个或多个粒度相近的窄级别的同，将宽级别粒群分成两个或多个粒度相近的窄级别的过程。过程。 分级作业和筛分作业性质相同，均是将粒度范围宽分级作业和筛分作业性质相同，均是将粒度范围宽的粒度群分成粒度范围窄的产物。但是筛分是比较严格的粒度群分成粒度范围窄的产物。但是筛分是比较严格地按几何尺寸分开，而分级则是按沉降速度差分开。地按几何尺寸分开，而分级则是按沉降速度差分开。xian university of science and techn

5、ology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理3.1.1 分级的实质分级的实质 分级是在水介质中进行的，颗粒在水介质中的自由分级是在水介质中进行的，颗粒在水介质中的自由沉降速度可按斯托克斯公式求得：沉降速度可按斯托克斯公式求得： 颗粒在煤泥水中的沉降为干扰沉降，其沉降速度可颗粒在煤泥水中的沉降为干扰沉降，其沉降速度可按利亚申柯公式计算：按利亚申柯公式计算： nosg)1 (gdos)(1812（3-1）（3-2）xian university of science and technology 上式中上式中 v0s 颗粒在水中的自由沉降速度，颗粒在水中的自由沉降速度，cm/s； vg

6、颗粒在煤泥水中的干扰沉降速度，颗粒在煤泥水中的干扰沉降速度，cm/s ； 常温下水的粘度，常温下水的粘度，= 0.01 p； 颗粒的密度，颗粒的密度，g/cm3 ； d 颗粒的粒度，颗粒的粒度，cm ； 颗粒的球形系数，一般取颗粒的球形系数，一般取 =0.3； 水的密度，水的密度， =1 g/cm3 ； n 实验指数，一般取实验指数，一般取n=56 ； 煤泥水的固体容积浓度，煤泥水的固体容积浓度，=1/（r+1） ； g 重力加速度，一般取重力加速度，一般取 g = 981cm/s2； r 煤泥水的液固比。煤泥水的液固比。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian universit

7、y of science and technology 把上述已知数值（把上述已知数值（ v0s ）代入式（代入式（3-2）中，可得）中，可得: 从上式可以看出，从上式可以看出，vg 取决于颗粒的粒度、颗粒的密取决于颗粒的粒度、颗粒的密度以及悬浮液的浓度。其中度以及悬浮液的浓度。其中vg d 2 ，即颗粒的粒度对，即颗粒的粒度对vg影响最大，而影响最大，而vg又决定分级，就又决定分级，就可以说对分级起主要作可以说对分级起主要作用的是颗粒的粒度，或者可以说粒度决定分级。用的是颗粒的粒度，或者可以说粒度决定分级。 vg又受颗粒的密度和悬浮液浓度的影响，实际中应又受颗粒的密度和悬浮液浓度的影响，实际

8、中应尽量克服两者的干扰。尽量克服两者的干扰。 3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理ngrd)111 ()1(16352（3-3）xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理3.1.2 分级原理分级原理 分级设备中的沉降分离过程，一般可引用分级设备中的沉降分离过程，一般可引用海伦模型海伦模型。该模型假定：该模型假定： 悬浮液的颗粒和流动速度在整个水池断面上是均匀悬浮液的颗粒和流动速度在整个水池断面上是均匀分布的，并保持不变。悬浮液在分级设备中的流动是理想分布的，并保持不变。悬浮液在分级设备中的流动是理想的缓

9、慢流动，颗粒只要一离开流动层，即认为已经成为沉的缓慢流动，颗粒只要一离开流动层，即认为已经成为沉物。又称浅池原理。物。又称浅池原理。 xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 实际生产中，若分级设备实际生产中，若分级设备的长度为的长度为 l 、宽度为、宽度为 b、进、进入设备的悬浮液量为入设备的悬浮液量为w。如果。如果分级设备有足够的深度，悬浮分级设备有足够的深度，悬浮液溢流从另一端排出时，其上液溢流从另一端排出时，其上部有一流动层，厚度设为部有一流动层，厚度设为 h，在流动层下部的悬浮液可认为在流动层下部的

10、悬浮液可认为是静止的。是静止的。 xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 按照海伦模型，颗粒从按照海伦模型，颗粒从给料端运动到溢流端以前，不给料端运动到溢流端以前，不管在何处由于轨迹的偏移离开管在何处由于轨迹的偏移离开了流动层，那么该颗粒在流动了流动层，那么该颗粒在流动层下部将继续下沉，最终作为层下部将继续下沉，最终作为沉物排出。沉物排出。 反之，颗粒从给料端反之，颗粒从给料端运动到溢流端，仍处于流动层运动到溢流端，仍处于流动层中，则该颗粒将从溢流排出，中，则该颗粒将从溢流排出，成为溢流产品，见图成为溢流产

11、品，见图5-3-1。xian university of science and technology 按上面的分析有以下关系，悬浮液在设备中的水平按上面的分析有以下关系，悬浮液在设备中的水平流速流速 u 为：为： 颗粒从给料端运动到溢流端所需时间颗粒从给料端运动到溢流端所需时间 t1 为：为： 式中式中 s 分级设备面积（分级设备面积（s = bl）。）。 bhwu wshult13.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理（3- 4）（3-5）xian university of science and technology 任一粒度为任一粒度为 d 的的颗粒颗粒，其下沉速度为，其下沉速度

12、为 v ，通过通过流动层所需时间流动层所需时间 t2 为：为： 如果，如果，t1 t2 ，该颗粒成为沉物；当，该颗粒成为沉物；当 t1 t2 ，该，该颗粒成为溢流产品。如果颗粒成为溢流产品。如果t1= t2，该颗粒成为沉物和成，该颗粒成为沉物和成为溢流产品的机会均等，该颗粒的大小被称为为溢流产品的机会均等，该颗粒的大小被称为分级粒度分级粒度。 vht23.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理（3-6）xian university of science and technology当当 t1 = t2时，可得下式：时，可得下式： 该式为悬浮液流量、设备面积和分级粒度下沉速度之间该式为悬浮液

13、流量、设备面积和分级粒度下沉速度之间的关系。的关系。 对固定的设备，不同的处理量可求出不同的对固定的设备，不同的处理量可求出不同的 v 值，即有值，即有不同的分级粒度。不同的分级粒度。 当要求分级粒度一定时，所需要的分级面积当要求分级粒度一定时，所需要的分级面积 s 与悬浮液与悬浮液流量流量 w 成正比。成正比。 当悬浮液的流量一定时，所需的分级面积当悬浮液的流量一定时，所需的分级面积 s 与分级颗粒的与分级颗粒的下沉速度下沉速度v 成反比，即与分级粒度成反比。要求的分级粒度越细，成反比，即与分级粒度成反比。要求的分级粒度越细，所需要的分级设备面积则越大。所需要的分级设备面积则越大。因此，可以

14、通过控制分级设备因此，可以通过控制分级设备的面积来控制分级粒度。的面积来控制分级粒度。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理sw （3-7）xian university of science and technology 通常通常以每平方米沉淀面积、每小时所处理的矿浆量以每平方米沉淀面积、每小时所处理的矿浆量的立方米数表示分级沉淀设备的能力的立方米数表示分级沉淀设备的能力，称为，称为分级沉淀设分级沉淀设备的单位负荷备的单位负荷，用，用表示。所以有：表示。所以有： w = v = 该式说明该式说明分级粒度的下沉速度与分级设备的单位负分级粒度的下沉速度与分级设备的单位负荷在数值上是相等的荷

15、在数值上是相等的。 分级设备面积的选取，在设计中常用沉淀设备的单分级设备面积的选取，在设计中常用沉淀设备的单位面积负荷来计算。该方法为经验数据法。位面积负荷来计算。该方法为经验数据法。 s = kw / 式中式中 k 不均衡系数（悬浮液系统通常取不均衡系数（悬浮液系统通常取1.25）。）。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理（3-8）（3-9）xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理3.1.3 常用的分级设备常用的分级设备分分 级级 设设 备备 重力场中的分级设备重力场中的分级设备 角锥沉淀池角锥沉淀

16、池 斗子捞坑斗子捞坑 倾斜板分级设备倾斜板分级设备 电磁振动旋流筛电磁振动旋流筛 煤泥离心筛分器煤泥离心筛分器 旋液分离器旋液分离器离心力场中的分机设备离心力场中的分机设备xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理3.1.3 常用的分级设备常用的分级设备 1. 重力场中的分级设备重力场中的分级设备 （1）角锥沉淀池）角锥沉淀池 角锥沉淀池由若干个并列的底部角锥沉淀池由若干个并列的底部为角锥形的钢筋混凝土容器组成，各分为角锥形的钢筋混凝土容器组成，各分级室之间及其内部级室之间及其内部无无隔板，角锥底部的隔板，角锥

17、底部的倾角为倾角为6570角锥池一端入料，另角锥池一端入料，另一端为溢流端，沉物沉到锥底，锥底装一端为溢流端，沉物沉到锥底，锥底装有闸门以便排卸沉淀物料。有闸门以便排卸沉淀物料。角锥沉淀池角锥沉淀池有隔板有隔板xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理悬浮液的入料方式有并联和串联两种：悬浮液的入料方式有并联和串联两种： 当以串联方式给料时，入料端底流排放物粒度组成当以串联方式给料时，入料端底流排放物粒度组成较粗；当以并联方式给料时，底流物的质量没有差别。若较粗；当以并联方式给料时，底流物的质量没有差别。若要获得

18、不同的粒度的产品时，可选择串联给料方式。但当要获得不同的粒度的产品时，可选择串联给料方式。但当给料量一定时，采用串联给料方式，液流在角锥池中的流给料量一定时，采用串联给料方式，液流在角锥池中的流速较大，这对分级不利，所以选煤厂实际生产中多用并联速较大，这对分级不利，所以选煤厂实际生产中多用并联给料。给料。 xian university of science and technology 角锥沉淀池对入料的浓度与粒度有一定的限制，较角锥沉淀池对入料的浓度与粒度有一定的限制，较理想的入料浓度是理想的入料浓度是100150g/l，入料粒度一般为，入料粒度一般为01mm。 角锥池的溢流自动排出，底流

19、由阀门靠人工控制排角锥池的溢流自动排出，底流由阀门靠人工控制排放。为防止底流排放管堵塞，需在管路的侧壁接清水管放。为防止底流排放管堵塞，需在管路的侧壁接清水管或压缩空气管。或压缩空气管。 由于人工控制底流排放阀门，所以分级粒度难以掌由于人工控制底流排放阀门，所以分级粒度难以掌握。这是角锥分级设备的一大缺限。握。这是角锥分级设备的一大缺限。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理（2）斗子捞坑）斗子捞坑 捞坑通常为方锥形或圆锥形钢筋混凝土结构，锥壁倾捞坑通常为方锥形或

20、圆锥形钢筋混凝土结构，锥壁倾角为角为6070，由单侧或中心给料，从周边或旁侧流出溢，由单侧或中心给料，从周边或旁侧流出溢流。流。广泛采用的是中心给料周边溢流的方式。广泛采用的是中心给料周边溢流的方式。锥形容器中锥形容器中安装有一台斗子提升机，用它来排放沉物。排出沉物同时安装有一台斗子提升机，用它来排放沉物。排出沉物同时还有脱水作用。还有脱水作用。沉物进入斗子的方式有三种：喂入式、挖沉物进入斗子的方式有三种：喂入式、挖掘式、半喂入式三种。掘式、半喂入式三种。 斗子捞坑的入料粒度范围宽，一般为斗子捞坑的入料粒度范围宽，一般为050mm，有，有时为了提高分级精度，应尽量缩小捞坑入料的粒度范围，时为了

21、提高分级精度，应尽量缩小捞坑入料的粒度范围，实际的入料粒度以实际的入料粒度以013mm多见。捞坑的分级粒度一般多见。捞坑的分级粒度一般为为0.20.5mm。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 斗子捞坑中颗粒的沉淀条件与角锥沉淀池不同，斗子捞坑中颗粒的沉淀条件与角锥沉淀池不同，一一是是矿物在斗子捞坑中将随同较粗精煤颗粒一起沉降，这对矿物在斗子捞坑中将随同较粗精煤颗粒一起沉降，这对较细颗粒的沉降有利；较细颗粒的沉降有利；二是二是沉淀物及时用斗子提升机从捞沉淀物及时用斗子提升机从捞坑中排出，不受人为因素影响。

22、故此，其沉淀与排料条件坑中排出，不受人为因素影响。故此，其沉淀与排料条件都比角锥沉淀池理想。这也正是它分级效率比角锥沉淀池都比角锥沉淀池理想。这也正是它分级效率比角锥沉淀池分级效率高的原因。分级效率高的原因。 为保证捞坑的分级效果，入料处应设为保证捞坑的分级效果，入料处应设缓冲套筒缓冲套筒以减小以减小入料速度对分级设备流动层的影响。锥壁若不光滑，容易入料速度对分级设备流动层的影响。锥壁若不光滑，容易“挂腊挂腊”，导致捞坑不能正常工作。，导致捞坑不能正常工作。 xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理（3）倾斜

23、板分级设备）倾斜板分级设备 倾斜板装置的作用原理倾斜板装置的作用原理 倾斜板的安装可以缩短颗粒的沉降距离，减少沉降倾斜板的安装可以缩短颗粒的沉降距离，减少沉降时间，增大分级设备的沉淀面积，使沉淀好的物料顺利排时间，增大分级设备的沉淀面积，使沉淀好的物料顺利排出。倾斜板的安装角度出。倾斜板的安装角度=5060，越小越有利于增大沉越小越有利于增大沉淀面积，但不利于沉积矿物的排出淀面积，但不利于沉积矿物的排出。在实际中多采用。在实际中多采用60。倾斜板的层数增多，也有利于增加沉淀面积。过小板间距倾斜板的层数增多，也有利于增加沉淀面积。过小板间距会使水流的流动对沉物的沉淀和排放产生干扰。会使水流的流动

24、对沉物的沉淀和排放产生干扰。 倾斜板的材料必须是质轻、平整光滑且耐磨耐腐的，倾斜板的材料必须是质轻、平整光滑且耐磨耐腐的，最好采用质轻的乙烯树脂板，也可采用塑料板、不锈钢板最好采用质轻的乙烯树脂板，也可采用塑料板、不锈钢板或铁板。或铁板。xian university of science and technology 倾斜板的入料形式倾斜板的入料形式 a、上向流、上向流悬浮液由下部给入，溢流由上部排出，沉物悬浮液由下部给入，溢流由上部排出，沉物由下部排出。由下部排出。特点：特点：液流运动方向与沉物运动方向相反，故液液流运动方向与沉物运动方向相反，故液流对已经沉积在板表面上的物料有干扰作用，粗

25、颗粒先沉到板流对已经沉积在板表面上的物料有干扰作用，粗颗粒先沉到板的下部，细颗粒沉在板的上部，细颗粒沉淀物容易被上升流带的下部，细颗粒沉在板的上部，细颗粒沉淀物容易被上升流带走。另外上升流还会对沉淀物的滑落有阻滞作用。但是，上向走。另外上升流还会对沉淀物的滑落有阻滞作用。但是，上向流的有效沉淀面积最大。流的有效沉淀面积最大。 b、下向流、下向流悬浮液从上部给入，沉物由下部排出，溢流悬浮液从上部给入，沉物由下部排出，溢流亦由下部流出。亦由下部流出。特点：特点：入料及沉物运动方向相同，对沉淀有利，入料及沉物运动方向相同，对沉淀有利，细颗粒沉在板的下部，粗颗粒沉在板的上部，对沉物排放有利，细颗粒沉在

26、板的下部，粗颗粒沉在板的上部，对沉物排放有利，但是将沉物和溢流很好的分开却比较难。但是将沉物和溢流很好的分开却比较难。 c、横向流、横向流其入料是一侧给入，沉物由下部排出，另一其入料是一侧给入，沉物由下部排出，另一侧出溢流。侧出溢流。特点：特点：液流方向与沉淀物排出方向有一定的夹角，液流方向与沉淀物排出方向有一定的夹角，液流对沉淀物的干扰作用较小，产物的排除也容易实现。液流对沉淀物的干扰作用较小，产物的排除也容易实现。 3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 上向

27、流倾斜板设备的工作原理上向流倾斜板设备的工作原理 图图5-3-2所示为上向流倾斜板装置的几何尺寸和沉淀所示为上向流倾斜板装置的几何尺寸和沉淀过程各参数的关系过程各参数的关系。 xian university of science and technology 从下部给入的悬浮液，沿着与水平成从下部给入的悬浮液，沿着与水平成角的一组平角的一组平行倾斜的空间，以平均速度行倾斜的空间，以平均速度u向上方运动，当悬浮液量是向上方运动，当悬浮液量是w时，其流速时，其流速u为：为： u=w/blsin 煤粒下沉到板上面以后就不再受水流运动的影响，煤粒下沉到板上面以后就不再受水流运动的影响，只能沿倾斜板下滑

28、。煤粒在倾斜板空间的下沉速度只能沿倾斜板下滑。煤粒在倾斜板空间的下沉速度v，可，可分成垂直于倾斜板和平行于倾斜板两个方向的分速度分成垂直于倾斜板和平行于倾斜板两个方向的分速度vcos和和vsin。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理（3-103-10）xian university of science and technology 当颗粒通过两块倾斜板之间的垂直距离当颗粒通过两块倾斜板之间的垂直距离cb所需时所需时间等于物料从倾斜板一端到另一端的距离间等于物料从倾斜板一端到另一端的距离ac所需的时间所需的时间时，这个颗粒有时，这个颗粒有50%的机会落在的机会落在b点上，也有点上，也有

29、50%的机的机会成为溢流产品，该颗粒的大小即为会成为溢流产品，该颗粒的大小即为分级粒度分级粒度。分级粒。分级粒度颗粒的实际运动途径为度颗粒的实际运动途径为ab曲线。曲线。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology 按上述条件，分级粒度的颗粒通过两块板之间的垂直距按上述条件，分级粒度的颗粒通过两块板之间的垂直距离所需时间与从倾斜板一端到另一端所需时间有如下关系：离所需时间与从倾斜板一端到另一端所需时间有如下关系： （e+lcos）/（u-vsin）= lsin/vcos 把式（把式（3-10）代入整理得：）代入整

30、理得： v = w/（bl + becos） （3-11） 对于长为对于长为b、宽为、宽为l 的地方，其本身具有的沉淀面积为的地方，其本身具有的沉淀面积为bl，加板后增加的面积为板的面积在水平方向上的投影，即加板后增加的面积为板的面积在水平方向上的投影，即becos。若加板前原有的面积用。若加板前原有的面积用a表示，加倾斜板后增加的表示，加倾斜板后增加的面积用面积用ae表示，那么对于长为表示，那么对于长为l的空间，所增加的倾斜板的的空间，所增加的倾斜板的板间距为板间距为l，加倾斜板的个数为，加倾斜板的个数为n=l/l，则式（，则式（3-11）可写成：）可写成： v = w/（bl + nbec

31、os）= w/（a+ae） （3-12） 3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology 为了充分利用倾斜板沉淀设备中的倾斜板面积和为了充分利用倾斜板沉淀设备中的倾斜板面积和原有设备的沉淀面积，在实际工作中，倾斜板上面应该原有设备的沉淀面积，在实际工作中，倾斜板上面应该有一定高度的自由水面，才能保证分级粒度的颗粒恰好有一定高度的自由水面，才能保证分级粒度的颗粒恰好落到落到b上。上。 同理可推导出下向流和横向流的公式。同理可推导出下向流和横向流的公式。 下向流：下向流：v=w/（ae- -a） （3-13） 横向流：

32、横向流：v=w/ae （3-14) n 3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 倾斜板沉淀槽倾斜板沉淀槽 倾斜板沉淀槽是以倾斜板为主要工作部件的悬浮液分倾斜板沉淀槽是以倾斜板为主要工作部件的悬浮液分级设备。级设备。 图图5-3-7为上向流倾斜板沉淀槽简图。槽体是一个斜方为上向流倾斜板沉淀槽简图。槽体是一个斜方体的容器，下部接两个作收集和排放沉淀物用的倒锥体。体的容器，下部接两个作收集和排放沉淀物用的倒锥体。在斜方体容器内排列着斜置的倾斜板。每块板的下部都有在斜方体

33、容器内排列着斜置的倾斜板。每块板的下部都有l形的入料隔板。悬浮液通过入料槽和各开口分配到各倾形的入料隔板。悬浮液通过入料槽和各开口分配到各倾斜板之间。由于斜板之间。由于l形入料隔板的作用，进到每个隔间的悬形入料隔板的作用，进到每个隔间的悬浮液转为上升流，并使入料不致干扰顺板下滑的沉淀矿物。浮液转为上升流，并使入料不致干扰顺板下滑的沉淀矿物。槽体的上部有溢流汇集管，溢流由此排出。槽体的上部有溢流汇集管，溢流由此排出。 xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science

34、and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 大量实践表明，沉淀槽的溢流排放不合理。沉大量实践表明，沉淀槽的溢流排放不合理。沉淀槽使得溢流管处的液流速度急剧增高，对分级不利；淀槽使得溢流管处的液流速度急剧增高，对分级不利；而沉淀槽两端由于受锥形罩的阻力，溢流运动速度很而沉淀槽两端由于受锥形罩的阻力，溢流运动速度很低，大量矿物淤积在溢流箱两端，堵塞了板与板之间低，大量矿物淤积在溢流箱两端，堵塞了板与板之间的溢流水的通道，使板的利用率下降。的溢流水的通道，使板的利用率下降。 改进后的倾斜板沉淀槽将封闭式的溢流箱改为改进后的倾斜板沉淀槽将封闭式的溢流箱改为敞开式敞开式，消

35、除了阻力，防止沉淀槽两端矿物淤积，使消除了阻力，防止沉淀槽两端矿物淤积，使溢流的流速正常，提高了分级效率。溢流的流速正常，提高了分级效率。 xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 圆锥形倾斜板沉淀池圆锥形倾斜板沉淀池 倾斜板装置的设计倾斜板装置的设计 一般倾斜板板长一般倾斜板板长1.2 -1.5m，板宽，板宽0.6-0.8m，倾角，倾角60，板，板间垂直距大于间垂直距大于80mm。倾斜板布置方式需根据沉降设备确定。倾斜板布置方式需根据沉降设备确定。通过设置倾斜板，沉淀设备的沉淀面积可以增大通过设置倾斜板，沉

36、淀设备的沉淀面积可以增大2-3倍，相应地，倍，相应地，其处理能力也增大其处理能力也增大2-3倍。倍。 倾斜板设计按以下步骤进行：倾斜板设计按以下步骤进行： 1)确定矿浆流动方式；确定矿浆流动方式； 2)确定需要的分级粒度；确定需要的分级粒度； 3)计算达到分级粒度要求所需的总沉淀面积；计算达到分级粒度要求所需的总沉淀面积； 4)计算所需倾斜板的面积和相应的安放角度；计算所需倾斜板的面积和相应的安放角度； 5)决定每块倾斜板的长宽及放置距离。决定每块倾斜板的长宽及放置距离。 倾斜板可以放置在所有重力沉降设备中，如倾斜板沉淀槽、倾斜板可以放置在所有重力沉降设备中，如倾斜板沉淀槽、浓缩机等。浓缩机等

37、。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 在自由沉降的条件下，设密度分别为在自由沉降的条件下，设密度分别为1、2，直径，直径分别为分别为 d1、d2的两个颗粒，其沉降速度可由式的两个颗粒，其沉降速度可由式（3-1）计算。当两个颗粒的沉降速度相等时，下式成立：计算。当两个颗粒的沉降速度相等时，下式成立： 即：即： 则其等沉比为：则其等沉比为： （3-15）xian university of science and technology221122()()1818dgdg221122()()dd1221ded

38、3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology 由式由式(3-15)可知，如果有可知，如果有 1=1.4、2 =1.8的两个矿的两个矿物颗粒，在自由沉降速度相等时，其等沉比约为物颗粒，在自由沉降速度相等时，其等沉比约为1.5。 由此可见，在重力场的分级设备中，即使矿物处于由此可见，在重力场的分级设备中，即使矿物处于自由沉降的情况下，如保证使自由沉降的情况下，如保证使 1 =1.4、d1 0.5mm的低的低灰矿物颗粒能成为沉物，则灰矿物颗粒能成为沉物，则 2=1.8、d2 0.34mm的高灰的高灰矿物颗粒也将成为沉物

39、。矿物颗粒也将成为沉物。 这些未经分选的细颗粒高灰矿物将污染己分选的低这些未经分选的细颗粒高灰矿物将污染己分选的低灰粗颗粒矿物，使分级效果恶化。灰粗颗粒矿物，使分级效果恶化。所以，颗粒的密度对所以，颗粒的密度对分级的影响是很明显的，这也是重力场中水力分级设备分级的影响是很明显的，这也是重力场中水力分级设备分级效率不高的原因。分级效率不高的原因。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理2. 离心力场中的分级设备离心力场中的分级设备 (1)电磁振动旋流筛电磁振动旋流筛

40、电磁振动旋流筛构造电磁振动旋流筛构造 构造如图构造如图5-3-4所示。该所示。该筛的外壳由钢板焊制而成，上、筛的外壳由钢板焊制而成，上、下壳体用螺栓连接。其下壳体用螺栓连接。其主要工主要工作部件是导向筛和锥形筛作部件是导向筛和锥形筛。导。导向筛固定不动，筛面向外倾斜向筛固定不动，筛面向外倾斜15，由三块或四块筛板组成，由三块或四块筛板组成，可根据磨损情况及时进行更换。可根据磨损情况及时进行更换。图图5-3-4xian university of science and technology 锥形筛支撑在外壳下部四个支柱橡胶弹簧上，锥形筛支撑在外壳下部四个支柱橡胶弹簧上，圆形防水电磁振动器与锥形

41、筛下部底盘用螺栓固定，圆形防水电磁振动器与锥形筛下部底盘用螺栓固定，振动时使锥形筛面沿垂直方向上下振动。振动时使锥形筛面沿垂直方向上下振动。 锥形筛的外形是倒圆台形，筛面与锥形筛的外形是倒圆台形，筛面与竖竖向成向成45角，角，筛条上部是竖向布置，下部呈圆环状水平排列，且筛筛条上部是竖向布置，下部呈圆环状水平排列，且筛缝比上部宽缝比上部宽50%。这主要是由于物料运动到下部时已。这主要是由于物料运动到下部时已经脱出了一部分水而使物料的浓度增高，阻力加大，经脱出了一部分水而使物料的浓度增高，阻力加大，因此横向布置筛条有利于物料的运输。另外，浓度增因此横向布置筛条有利于物料的运输。另外，浓度增大后，其

42、运动速度变小，透筛机率降低，为保证同一大后，其运动速度变小，透筛机率降低，为保证同一分级粒度而加大了筛缝的宽度。分级粒度而加大了筛缝的宽度。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 工作过程工作过程 旋流筛工作时，将固液混合物料用定压箱或泵导入旋流筛工作时，将固液混合物料用定压箱或泵导入旋流筛喷嘴，物料经喷嘴沿切线方向进入导向筛。在离旋流筛喷嘴，物料经喷嘴沿切线方向进入导向筛。在离心力、摩擦力和物料重力的联合作用下，混合物料由直心力、摩擦力和物料重力的联合作用下，混

43、合物料由直线运动转变为沿筛壁呈螺旋下降的旋流运动。线运动转变为沿筛壁呈螺旋下降的旋流运动。 大颗粒物料因重量大，受离心力也大，所以贴着导大颗粒物料因重量大，受离心力也大，所以贴着导向筛和锥形筛网旋转形成外物料层，而含有细颗粒的液向筛和锥形筛网旋转形成外物料层，而含有细颗粒的液流形成内层，外层和内层均分别作螺旋式向下流动。流形成内层，外层和内层均分别作螺旋式向下流动。 xian university of science and technology 在沿筛网的纵向旋流运动中，外层大颗粒物料受在沿筛网的纵向旋流运动中，外层大颗粒物料受的摩擦阻力大，因而旋流速度低（切向运动速度小），的摩擦阻力大，

44、因而旋流速度低（切向运动速度小），向下螺旋坡度大（即纵向运动速度大）；而内层含液体向下螺旋坡度大（即纵向运动速度大）；而内层含液体较多，物料颗粒小，密度小，受的阻力小，因而旋流速较多，物料颗粒小，密度小，受的阻力小，因而旋流速度高（即切向运动速度大），向下螺旋坡度小（即纵向度高（即切向运动速度大），向下螺旋坡度小（即纵向运动速度小）。因此，由于切向运动速度和纵向运动速运动速度小）。因此，由于切向运动速度和纵向运动速度各自大小的不同，造成合成运动的明显差异，从而使度各自大小的不同，造成合成运动的明显差异，从而使内层液体与外层物料错开。含有小颗粒固体（或高灰细内层液体与外层物料错开。含有小颗粒固体

45、（或高灰细泥）的内层液体透过粗粒固体间隙和筛缝排出，外层的泥）的内层液体透过粗粒固体间隙和筛缝排出，外层的大颗粒筛上物经锥形筛底部排出。大颗粒筛上物经锥形筛底部排出。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 主要应用及要求主要应用及要求 电磁振动旋流筛主电磁振动旋流筛主要应用于选煤厂粗矿物的预先脱要应用于选煤厂粗矿物的预先脱水、脱泥、分级等粗矿物回收作业。允许的入料粒度水、脱泥、分级等粗矿物回收作业。允许的入料粒度013mm。在用于。在用于水力分级作业时，它可代替斗

46、子捞坑。水力分级作业时，它可代替斗子捞坑。 主要缺点主要缺点 旋流筛主要缺点旋流筛主要缺点是筛网（特别是导向筛网）使用寿是筛网（特别是导向筛网）使用寿命较短。可以通过调整入料方向使混合物料在导向筛网命较短。可以通过调整入料方向使混合物料在导向筛网内作左旋或右旋运动，以增加筛网的使用寿命。内作左旋或右旋运动，以增加筛网的使用寿命。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理 (2)煤泥离心筛分器煤泥离心筛分器 煤泥离心筛分器是中国科学院唐山分院新研制的一种煤泥离心筛分器是中国科学院唐山分院新研制的一种高效矿物筛分设

47、备。该设备以离心力作为筛分动力源。其高效矿物筛分设备。该设备以离心力作为筛分动力源。其构造由圆筒形筛篮、切向入料管、筛上物收集漏斗和筛下构造由圆筒形筛篮、切向入料管、筛上物收集漏斗和筛下水收集室组成。水收集室组成。 工作过程工作过程：入料由切线方向给入筛篮内，由于离心力：入料由切线方向给入筛篮内，由于离心力的作用，悬浮液沿筛篮内表面向下作螺旋运动并使煤粒进的作用，悬浮液沿筛篮内表面向下作螺旋运动并使煤粒进行筛分。细粒物料和大部分水透过筛篮缝隙由筛下水收集行筛分。细粒物料和大部分水透过筛篮缝隙由筛下水收集室收集后排出；粗粒物料则运动至筛篮下端的收集漏斗，室收集后排出；粗粒物料则运动至筛篮下端的收

48、集漏斗，其中所夹带的部分细粒物料随上升的内旋流返回筛篮再次其中所夹带的部分细粒物料随上升的内旋流返回筛篮再次进行筛分，而最终的粗粒物料则由收集漏斗的排出口排出。进行筛分，而最终的粗粒物料则由收集漏斗的排出口排出。xian university of science and technology 优点：优点： 结构简单，无运动部件，占地面积小，操作容易等结构简单，无运动部件，占地面积小，操作容易等优点；还有以下优点：优点；还有以下优点： 采用封闭式结构，入料压力可较高，因而可增大采用封闭式结构，入料压力可较高，因而可增大离心力场，提高单位面积筛篮的处理能力和筛分效率。离心力场，提高单位面积筛篮的

49、处理能力和筛分效率。 由于自身离心力场较大，允许采用较小的筛缝，由于自身离心力场较大，允许采用较小的筛缝，能实现降低分级粒度的目的。能实现降低分级粒度的目的。 它完全按粒度筛分，其筛上物中含高灰细泥少，它完全按粒度筛分，其筛上物中含高灰细泥少，而筛下水中不含低灰粗矿物。而筛下水中不含低灰粗矿物。 筛上物浓度和筛分效率可凭借改变筛上物收集漏筛上物浓度和筛分效率可凭借改变筛上物收集漏斗排出口的口径大小进行调节。斗排出口的口径大小进行调节。 筛篮安装方便，筛缝调节容易。筛篮安装方便，筛缝调节容易。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and

50、 technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理(3)旋液分离器旋液分离器 旋液分离器是利用旋转液体产生的离心力将其旋液分离器是利用旋转液体产生的离心力将其中所含液体颗粒物或另一种不相溶液体分离出来的装中所含液体颗粒物或另一种不相溶液体分离出来的装置，通常称为置，通常称为水力旋流器水力旋流器。 广泛应用于：化工、冶金、石油加工、动力发电、广泛应用于：化工、冶金、石油加工、动力发电、废水处理、造纸等部门。废水处理、造纸等部门。 xian university of science and technology 优点优点 旋液分离器有许多功能，可根据应用需要在不同旋液分离器有许多

51、功能，可根据应用需要在不同的场合下使用。的场合下使用。 结构十分简单，内部没有任何需要维修的运动部结构十分简单，内部没有任何需要维修的运动部件、易损件和支承件，也无需滤料等。件、易损件和支承件，也无需滤料等。 占地面积小，安装方便，运行费用低。占地面积小，安装方便，运行费用低。 使用方便、灵活。它可以单台使用，也可以并联使用方便、灵活。它可以单台使用，也可以并联使用以加大处理量，又可以串联使用以增加处理的深度。使用以加大处理量，又可以串联使用以增加处理的深度。 处理工艺比较简单，运行参数确定后可长期稳定处理工艺比较简单，运行参数确定后可长期稳定运行，管理方便，社会效益和经济效益明显。运行，管理

52、方便，社会效益和经济效益明显。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology 缺点缺点 虽然各种旋液分离器的结构相似，分离原理相同，但虽然各种旋液分离器的结构相似，分离原理相同，但其应用都须根据处理介质的性质、进料浓度、流量等的不同其应用都须根据处理介质的性质、进料浓度、流量等的不同而专门设计并确定其操作条件。而专门设计并确定其操作条件。 同其它许多分离装置一样，旋液分离器属不完全分离。同其它许多分离装置一样，旋液分离器属不完全分离。 旋液分离器依靠液体在其内部高速旋转所产生的涡流旋液分离器依靠液体在其内部高速旋转

53、所产生的涡流的作用而使介质分离，因而在分离过程中会造成絮凝体或聚的作用而使介质分离，因而在分离过程中会造成絮凝体或聚结团块的破裂，或者使液滴破碎为更小的液滴而加大了分离结团块的破裂，或者使液滴破碎为更小的液滴而加大了分离的难度。的难度。 在固在固液旋液分离器中，固体颗粒在其内部高速旋转液旋液分离器中，固体颗粒在其内部高速旋转运动时可能会严重损伤旋液分离器体的内表面，从而影响分运动时可能会严重损伤旋液分离器体的内表面，从而影响分离效果和使用寿命。离效果和使用寿命。3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理xian university of science and technology3.1

54、粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理3.1.4 常用粗煤泥回收流程常用粗煤泥回收流程 粗煤泥回收是选煤厂的重要组成部分，其粗煤泥回收是选煤厂的重要组成部分，其任务任务是：是： 分选后的产物进行脱水分选后的产物进行脱水； 回收质量合格的精煤，使之不进入煤泥水中回收质量合格的精煤，使之不进入煤泥水中； 排除没有得到分选的细粒物料，使其进入后续作业排除没有得到分选的细粒物料，使其进入后续作业再处理。再处理。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理1.脱水筛脱水筛斗子捞坑粗煤泥回收斗子捞坑粗煤泥回收流程流程 流程见图

55、流程见图5-3-11。 (1)特点：特点： 管理方便，使用可管理方便，使用可靠，经验丰富，应用较广靠，经验丰富，应用较广； 能能很好地保证浮选的入料上限，但很好地保证浮选的入料上限，但局部有循环量。局部有循环量。 (2)适用范围：适用范围： 适用于主选设适用于主选设备分选下限较低时，若分选下限备分选下限较低时，若分选下限高将污染精煤质量高将污染精煤质量； 不适用于不适用于细粒煤泥含量大的情况。细粒煤泥含量大的情况。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理2.双层脱水筛双层脱水筛角锥池粗煤泥回角锥池粗煤泥回收流

56、程收流程 流程见图流程见图5-3-12。 (1)流程特点：流程特点： 进入角锥池进入角锥池的物料量较少，对分级有利的物料量较少，对分级有利； 高灰细泥对精煤的污染较小高灰细泥对精煤的污染较小； 能很好的保证浮选上料上限。能很好的保证浮选上料上限。 (2)适用范围：适用范围：适用于细泥含适用于细泥含量大，且灰分较高的情况。量大，且灰分较高的情况。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理3.斗子捞坑斗子捞坑双层脱水筛粗煤泥双层脱水筛粗煤泥回收流程回收流程 流程见图流程见图5-3-13。 (1)特点：特点：主选设备

57、的轻产主选设备的轻产物全部进入捞坑，流程简单，设物全部进入捞坑，流程简单，设备少备少；捞坑入料量大，分级精捞坑入料量大，分级精度低，对精煤有一定污染度低，对精煤有一定污染；双双层筛的层筛的脱泥效率低，污染精煤。脱泥效率低，污染精煤。 (2)适用范围：适用范围：适用于轻产物适用于轻产物含量少，煤泥含量低，且灰分不含量少，煤泥含量低，且灰分不高的情况。高的情况。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理4.脱水筛脱水筛电磁振动旋流筛粗煤电磁振动旋流筛粗煤泥回收流程泥回收流程 流程见图流程见图5-3-14。 (1)特

58、点：特点： 旋流筛占地面积旋流筛占地面积小，处理量大，分级准确小，处理量大，分级准确； 旋旋流筛分级同时还有脱水降灰的作流筛分级同时还有脱水降灰的作用。用。 (2)适用范围：适用范围：适用于处理量适用于处理量不大的中小型选煤厂。不大的中小型选煤厂。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理5.离心筛分器离心筛分器高频筛粗煤泥回收高频筛粗煤泥回收流程流程 流程见图流程见图5-3-15。 (1)特点：特点： 流程简单，设备流程简单，设备少少；本身体积小，处理量大，分本身体积小，处理量大，分级准确级准确；能减少高灰细

59、泥对精煤能减少高灰细泥对精煤的污染的污染； 能有效地防止粗颗粒能有效地防止粗颗粒物料进入下一道工序。物料进入下一道工序。 (2)适用范围：适用范围：适用于处理量不适用于处理量不大的中小型选煤厂。大的中小型选煤厂。xian university of science and technology3.1 粗颗粒煤泥水的处理粗颗粒煤泥水的处理6.脱水筛脱水筛捞坑捞坑旋流器粗煤旋流器粗煤泥回收流程泥回收流程 流程见图流程见图5-3-16。 (1)特点：特点： 系统中循环煤系统中循环煤泥量极少，能防止细泥积聚泥量极少，能防止细泥积聚； 能有效的防止粗颗粒物料进能有效的防止粗颗粒物料进入下一道工序。入下一

60、道工序。 (2)适用范围：适用范围：可用于离心可用于离心机筛缝较宽、浮选入料上限要机筛缝较宽、浮选入料上限要求较严的选煤厂。求较严的选煤厂。-xian university of science and technology 所谓细颗粒悬浮液，就是那些在水力分级设备中产所谓细颗粒悬浮液，就是那些在水力分级设备中产生的溢流。生的溢流。 这部分煤泥水处理的原则流程有三种形式：这部分煤泥水处理的原则流程有三种形式：浓缩浮浓缩浮选流程选流程、直接浮选流程直接浮选流程和和半直接浮选流程半直接浮选流程。 这里主要介绍与煤泥水处理有关的各原则流程特点这里主要介绍与煤泥水处理有关的各原则流程特点及其相关的沉降