选矿学整理资料

1、一、化学及生物选矿（重点掌握生物化学选矿的本质、基本过程及每个过程的定义）化学选矿矿物的化学处理定义：矿物的化学处理是一种化学加工方法。它以矿物原料为加工对象，利用不同矿物在化学性质上的差异，采用化学处理或化学处理与物理选矿相结合的方法，使有价组分得以富集和提纯，最终产出化学精矿或单独产品（金属或金属化合物）。化学选矿的一般过程：1）原料准备：矿物原料的破、磨、配料；预先富集。2）焙烧：使目的组分矿物转变为易浸的或易于物理分选的形态，部分杂质分解挥发或转变为难浸的形态，且可改变原料的结构构造。3）浸出：使有用组分或杂质组分选择性地溶于浸出液中，从而使两种组分分离。一般情况下浸出含量少的组分。4

2、）固液分离：采用沉降倾析、过滤和分级等方法处理浸出液，以获得供后续处理的澄清溶液或含少量细矿粒的稀矿浆。5）浸出液净化：采用化学沉淀法、离子交换法或溶液萃取法等进行净化分离，以获得有用组分含量高的净化溶液6）制取化学精矿：从净化液中采用化学沉淀法、金属置换法、金属沉积法以及物理选矿法，沉淀析出化学精矿。 常见的化学选矿方法：1）矿石焙烧2）矿物浸出3）离子交换 4）溶剂萃取5）离子沉淀6）置换沉淀7）金属沉积1） 矿石焙烧：在适当气氛中加热矿物原料至低于矿物组分熔点温度，使目的组分与炉气发生化学反应转变成适于后续作业所要求的形态的过程，称为焙烧。（氧化焙烧，硫酸化焙烧，氯化焙烧，离析焙烧，还原

3、焙烧，磁化焙烧，加盐焙烧，煅烧，微波加热）2）矿物浸出：浸出是溶剂选择性地溶解矿物原料中某组分的工艺过程。矿物原料浸出的任务，是选择适当的溶剂使矿物原料中的目的组分选择性地溶解于溶液中，达到有用组分与杂质组分或脉石组分相分离的目的。因此，浸出过程本身是一个目的组分提取与分离的过程。（依浸出过程物料的运动方式，可分为渗滤浸出和搅拌浸出。依浸出试剂种类，浸出可进一步分为：酸法，碱法，盐浸，细菌浸出，氰化法及混汞法等）3）离子交换：离子交换净化法是溶液中的目的组分离子与固态离子交换剂之间进行多相复分解反应。吸附与淋洗是离子交换的两个最基本作业。使目的组分优先由液相转入固态交换剂，这一过程称为“吸附”

4、。用适当的试剂淋洗被目的组分饱和了的离子交换剂，使目的组分重新转入溶液，从而达到净化与富集的目的叫“淋洗”、“洗提”或“洗脱”。通常把这两个过程简称“离子交换”或统称为“吸附”。4）溶剂萃取：金属从一个液相转入与该液相互不相溶的另一个液相的物质转相过程，称为溶剂萃取。这两相当中，其中一相为含有有价组分的水溶液，另一相为有机溶剂。溶剂萃取过程（循环）至少包括两个相反的步骤。首先将萃取原液与有机相充分混合，使有机组分选择性地萃入有机相，这一步叫正萃取（或萃取）；两相分离之后进入第二步，即将负载有机相与反萃剂充分混合，使目的组分定量地转入反萃液，这一步叫反萃取。两相分离之后，水相送续后处理，有机相返

5、回萃取。为提高分离效率，而又不降低回收率，常在正反萃取之间引进对负载有机相进行洗涤。5）离子沉淀：借助沉淀剂的作用，使溶液中的目的组分（离子）选择性地呈难溶化合物形态沉淀析出的过程。称为离子沉淀。6）置换沉淀：在水溶液中，用较负电性的金属取代较正电性的金属的过程称为置换沉淀，简称沉淀。置换沉积法作为金属提取的典型实例是用锌从含氰化物浸出液中转换贵金属7） 金属沉积金属电解精炼：将粗金属作为阳极，以同种纯金属作为阴极，以该金属盐溶液作为电解液组成电解槽。这样，目的组分既可在阳极溶解，又可在阴极析出，从而得到提纯的过程。金属沉积又称不溶阳极电解。即在电解进行的条件下，阳极材料是不溶或惰性的。为保证

6、不溶解阳极电解过程的持续进行，一般将电解过程与前一过程（反萃或浸出）结合起来，使得在溶液循环过程中使目的组分不断得到补充。化学选矿的特点优点：1）化学处理不嫌矿石“贫”、“细”、“杂”，对原料的适应性广；有利于矿产的综合利用。2）最终产品纯度高。除形成化学精矿外，还可生产较纯的化合物以至金属，直接满足社会需求或供应金属加工市场。缺点：1）因试剂较贵或消耗较大而造成试剂费用较高；2）因介质腐蚀性强而造成设备投资大和材料费用高。生物选矿1、 什么是生物选矿工艺？人类有目的的采用生物技术从矿物中直接或间接提取有用金属的方法。根据生物作用于目的矿物的过程与结果的不同，生物对矿物的氧化过程可以分为两类：

7、生物浸出(Bioleaching)和生物氧化(Biooxidation)。2、微生物浸矿工艺包括什么？微生物浸矿工艺包括堆浸法、地浸法、槽浸法以及搅拌浸出法等。3、 什么是生物浸出？生物浸出是指利用细菌对含有目的元素的矿物进行氧化，被氧化后的目的元素以离子状态进入溶液中，然后对浸出的溶液进一步进行处理，从中提取有用元素，浸渣被丢弃的过程。如细菌对铜、锌、铀、镍、钴等硫化矿物的氧化，即属于生物浸出。4、什么是生物氧化？生物氧化是指利用细菌对包裹目的矿物(或元素)的非目的矿物进行氧化，被氧化后的非目的矿物以离子状态进入溶液中，溶液被丢弃处理，而目的矿物(或元素)或被解离，或呈裸露状态仍留存于氧化后

8、的渣中，待进一步处理提取有用元素的过程。如细菌对含有金、银的黄铁矿、毒砂等矿物的氧化，即属于生物氧化。5、生物浸出和生物氧化的主要区别是什么？生物浸出是对含有目的元素的矿物进行氧化，有用元素以离子状态进入溶液中，而生物氧化是对包裹目的矿物的非目的矿物进行氧化，使有用元素存留在氧化的渣中然后进一步处理。6、生物氧化细菌分为哪几类？目前，正在利用或研究利用的与生物冶金有关的细菌可分为4类：(1)硫杆菌和微螺旋菌属的嗜中温细菌；(2)磺杆菌属及许多未鉴别菌种的中等嗜热细菌；(3)叶硫球菌属，双向酸酐菌属及硫球菌的非常嗜热细菌；(4)异养细菌。目前工业上已经利用的是嗜中温细菌和中等嗜热细菌。（老师上课

9、说煤炭的生物/化学脱硫/脱灰只作一般性了解）煤炭的化学脱灰通过化学药剂和煤中含灰组分的化学反应而实现煤炭脱灰的方法(过程),称为煤炭的化学脱灰。主要影响因素1）反应温度： 随温度的升高，精煤的灰分显著降低，当温度到一定程 度时，精煤的灰分降低不明显达到最佳值。 2）药剂浓度 ：随碱（酸）液浓度升高，精煤灰分下降显著。碱（酸）液浓度最适宜范围。 3）煤浆浓度：液固比2:1较为合适。液固比升高，精煤灰分降低。 4）脱灰时间 5）粒度煤炭化学脱硫化学脱硫法是利用化学试剂在一定的条件下与煤发生化学反应,使煤中硫分转化为可溶物, 继而从煤中洗脱的一种脱硫技术方法。根据所用的化学试剂的种类和反应原理的不同

10、, 化学脱硫法可分为碱处理法,氧化法,溶剂萃取法, 热解法,微波处理法。煤炭生物脱硫通过培育出针对含硫化合物的菌种，利用煤中含硫化合物的生物化学反应，或微生物在黄铁矿表面的吸附改性，用沥滤或浮选的手段实现脱硫的目的。与传统方法相比，煤炭生物脱硫具有常温、常压、温和、耗能低、污染少、成本小、不损耗热值等优点，同时具有脱除有机硫的潜力。煤的微生物脱硫技术可以分为微生物浸出法和微生物表面处理法两大类。二、固液分离（确切知道固液两相基本性质及其影响因素，浓度表示方法的换算）脱水方法1）重力脱水 指依靠重力作用而实现的脱水。可细分为自然重力脱水及重力浓缩脱水。自然重力脱水是指利用物料颗粒表面水分的重力作

11、用而脱水，如脱水斗子及脱水仓等；重力浓缩脱水指依靠细粒物料的重力作用，在液体中沉降的方法来实现固液分离，如浓缩机、沉淀池等。2）机械力脱水 指依靠机械力而实现的水和物料的分离。可细分为筛分脱水、离心脱水及过滤脱水。 筛分脱水指靠物料与筛面作相对运动产生的惯性力而脱水，如直线振动筛的脱水；离心脱水指利用离心力作用使固液分离或提高煤泥水的浓度，如过滤式离心脱水机和沉降式离心脱水机等脱水；过滤脱水指使液体透过细密的纤维织物或金属丝网而留住固体，并用真空或压力以加速其分离的一种固液分离过程。如真空过滤机、加压过滤机等的脱水。3）热能脱水 指利用热能使物料中的水汽化而蒸发的脱水，如热力干燥及日光曝晒等。

12、4）磁力脱水 指利用磁场对磁性物料产生的磁力来实现的固液分离，如磁力脱水槽。5）其它脱水方法物理化学脱水 指利用吸水性的物体或化学品（如生石灰）吸收水分，从而实现固液分离。电化学脱水 固液混合物在外加电场作用下，水分子带正电荷移向阴极，固体细粒带负电荷移向阳极，从而实现固液分离。脱水意义Ø 1) 达到用户和运输对产品水分要求。Ø 2) 充分利用水资源，维持选煤厂正常生产。Ø 3) 减少或堵绝废水外排，改善厂区及周围环境。Ø 4) 防止煤泥流失，及时回收并合格利用能源。除尘（一般性了解）方法：1.密封把散尘的设备加封封罩，限制尘埃的扩散，再进行抽风除尘。2

13、.湿法除尘通过喷水加湿物料，减少粉尘的产生。3.机械除尘选煤厂常用的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。意义及作用：1.一定生产工艺的必备作业。2.减少对环境的污染，改善工人的工作条件。3.回收细微颗粒再利用。4.杜绝尘埃的积聚，以免引起粉尘爆炸。悬浮液的性质悬浮液固液两相包括液相（一般为水）和固相（煤泥）。液相的性质：1.水的极性：水的极性能与负电性元素形成氢键，不仅影响到液态水的结构，而且影响到水与固体物料的作用方式。水的极性增加了脱水的难度。2.水的黏性：水的黏性的存在对脱水是不利的，黏性是温度的函数，但在实际情况中通过提高温度改变介质黏性来降低产品水分的方法

14、不经济。3. 水的表面张力：水的表面张力对固液分离过程有重要影响。一般来说，表面张力越大，固液分离越困难。可以通过向固液体系添表面活性物质来降低表面张力。4. 水的硬度：水的硬度对悬浮液的分离和沉降都有很大影响。在选煤厂的煤泥水处理中，若水的硬度大，则煤水的分离就会很容易。固相的性质：1.煤泥的粒度组成：由于颗粒粒度是决定固液两相间相对运动速度的主要因素之一，因此在很大程度上决定了固液分离的难易程度。颗粒越大，沉降越快，当粒度较小时，可以加凝聚剂或絮凝剂来使小颗粒聚集成团加速沉降。2. 煤泥的矿物组成较为复杂，主要有石英，方解石，黏土矿物，黄铁矿等，其中黏土矿物很多，有高岭土，绿柱石等，可达上

15、百种。其中对脱水影响最大的是黏土矿物，遇水泥化后产生的微细颗粒除本身难于沉降而且还使煤泥水的黏度大幅度增加。粘土类矿物含量越高，煤泥水处理过程越困难。三种指标及其换算：（重点）1. 液固比：1t干物料所带水的立方米数。用R表示。2. 固体含量：1L固液混合物中所含固体物料的克数。用q表示。3. 重量百分比：固液混合物中干物料的重量占整个固液混合物总重量的百分数。用C表示。换算; 液固比与固体含量换算：三、煤泥水处理1. 沉降分离作业包括分级、浓缩、沉淀(或澄清)。三者共同构成选煤厂煤泥水处理的主体。 分级，确切讲是水力分级，要求按沉降方式把固体物料分成不同粒度级别。 浓缩，即通过颗粒沉降得到高

16、浓度固体沉淀物。 沉淀，要求使固体物充分沉降回收并同时得到澄清水。 2. 海伦模型 假定：悬浮液中固体颗粒在整个沉降断面上的流动速度是均匀的；沉降颗粒一旦沉降离开流动层，就认为已进入底流。 实际生产中分级是连续的过程，入料一端给入，溢流另一端排出，沉物底流排出。 分级设备长L，宽B，进入的煤泥水量为W。分级设备需有足够的深度，溢流排出时，上部有一流动层h，下部可以认为静止。 流动层中颗粒受两个力作用，即重力与入料推力。以海伦模型为依据推导浅池原理W=A·V式中，W-代表煤泥水流量； A-代表沉降断面面积； V-代表d50颗粒的沉降末速。 对于要求的分级粒度，浅池原理认为：设备所能处理

17、的煤泥水量仅与沉降面积大小成正比沉降3. 浅池原理应用浅池原理应用是在沉降设备中加设倾斜板，通过增大沉降面积来增大设备的处理能力。倾斜板中的矿浆流动分三种形式：上向流、下向流、横向流(各种流动方式的倾斜板有效沉淀面积如表)。 三种流动方式的主要差别： 上向流沉降有效面积最大，但粗粒先沉到下部，不易下滑的细粒在上部，由于物料来不及滑走，容易被上向流带入溢流中。 下向流沉降有效面积最小，但细粒沉降在板下部，在粗粒下滑过程中容易一起排走，但向下流溢流排走方式不如上向流容易实现。 横向流介于二者之间。通过增设倾斜板，增大了有效沉降面积。在同样矿浆通过量条件下，降低了d50颗粒的沉降速度(即降低了分级粒

18、度)。反过来，在保证同样分级粒度条件下，可大大增加设备处理能力。4. 间断浓缩过程(四个区)：澄清区、沉降区、过渡区、压缩区。 沉降区：絮团以整体状态下降，水从絮团之间流至澄清区；整个区内浓度相等，沉降速度恒定（线性沉降）。 过渡区：浓度逐渐增加，沉降速度不断降低，一般认为沉降速度降低是由于向下流动受到限制与高浓度区域向上扩展的结果。固体通量在沉降区的基础上开始增加，达最大值时逐渐减小。 压缩区：压缩区比较复杂，但普遍认为压缩时孔隙水的排出速度，正比于固体颗粒中水的含量。单元试验压缩段矿浆的压实程度，是矿浆在压缩区中停留时间的函数。 连续浓缩过程(五个区)。连续沉降浓缩比间断浓缩多一个浓缩物区

19、，且这五个区同时存在。A 澄清区 B 悬浮沉降区 C 过渡区 D 压缩区 E 浓缩物区 在连续沉降过程中,由于排放底流,固体颗粒向下的速度由两部分组成,即重力引起的沉降速度及底流排放引起的悬浮物向下的输送速度。5.关浓缩沉降的理论应用较多的是科-克莱文杰(Coe-Clevenger)静态沉降模型及凯奇第三定律。该点之斜率即为固体对筒壁的沉降速度u，则 u=(Hi-H)/t 将前式结果代入，即为 C · Hi=C0 · H0上式即为凯奇第三定理的表达式，此式表明: (1)在量筒的任一高度处的浓度值可由该式计算； (2)浓度为C的悬浮液的沉降速度u可以计算。 6.粗煤泥回收7、

20、浓缩机的基本工作原理及其结构1)耙式浓缩机结构：耙式浓缩机主要由浓缩池、耙架、传动机构、给料装置、排料装置组成。辅设有溢流池，底流泵等。耙架把沉淀物送到卸料口。由于池底坡度不大，耙架必须具有足够强度以承受耙送固体沉淀物转矩。自动提耙装置在沉积固体过多时将耙自动提起，避免电机过负荷。底流通过管道及隧道通往浓缩机泵房，由底流泵抽取排放。给料装置多采用带侧孔的中心入料筒，以利于水流平缓运动。 工作过程：当入料由中心给入后，大部分水流由中心向周边流动。颗粒在伴随水流运动的同时，受重力作用而下沉，经过连续的沉降浓缩过程，澄清水由周边溢出，高浓度沉降物由底部排出。 此外，浓缩机的工作过程受到颗粒沉降类型的

21、影响，自然沉降浓缩(不加絮凝剂)和絮凝沉降浓缩(加入絮凝剂)效果的明显差异，是它们浓缩过程不同的直接证明。2) 深锥浓缩机 结构与耙式浓缩机相近，具体尺寸上有较大差异： 1)深锥浓缩机锥角较小，一般为60°； 2)高度与直径之比大。 耙式浓缩机以沉降面积大，处理能力大为特色，而深锥浓缩机以沉淀空间大，易得到高浓度的沉淀物及澄清的溢流水为特色。性能特点：沉淀面积小，台时处理量低；沉降过程持续时间长，有利于得到高浓度底流与澄清水。但一般需加入絮凝剂、底流排放困难。目前选煤厂用于循环水的深度澄清。2) 高效浓缩机 高效浓缩机是新型浓缩设备，其结构与耙式浓缩机相似。主要特点是:在待浓缩的物料

22、中添加一定量的絮凝剂，使矿浆中的固体颗粒形成絮团或凝聚体，加快其沉降速度，提高浓缩效率;结料筒向下延伸，将絮凝浆料送至沉淀及澄清区界面下;设有自动控制系统，控制药剂用量、底流浓度等。 高效浓缩机的单位处理能力为常规耙式浓缩机的4-9倍；单位面积造价虽然较高，但按照单位处理能力的投资来算，比常规浓缩机约低30%。4) 多层倾斜板浓缩机在理想条件下，分隔成n层的浓缩机，其处理能力理论上可为不分层时的n倍。为解决各层浓缩相的清排问题，工程上将水平隔层改为与水平而倾斜成一定角度的斜面，以便沉降的颗粒自动下滑。如各倾斜板之间还进行分隔，成为斜管浓缩机。 根据水流在倾斜板内的流动方向与颗粒沉降或滑动方向的

23、关系可将倾斜板浓缩机分为：(1)反向流形式；(2)同向流形式；(3) 横向流形式。目前普遍采用的是反向流形式倾斜板浓缩机5) 沉淀塔（老师没提，了解一下吧）沉淀塔是一种高度较大、直径较小(通常直径在12m左右)的倒立圆锥形水塔式浓缩澄清设备，用钢筋混凝土浇制，锥角60°，塔高可达20m。中心入料，周边溢流，底流通过锥体底部的自重阀门排放。 主要用于循环水的浓缩和澄清，由于塔身较高，其溢流水可直接进入跳汰机，而不用定压箱。由于处理量较小，逐渐被其他浓缩设备取代。8、 凝聚与絮凝（根据老师说的整理出来很多，大家自行重点背诵）定义凝聚:加入某些离子，通过降低颗粒间电性斥力使分散体系失去稳定

24、性而形成凝聚体的过程。 絮凝:由于高分子聚合物与细颗粒的粘附以及自身架桥作用，使分散体系失于稳定性而形成絮状结合体的过程。凝聚剂与絮凝计作用原理1）凝聚原理胶体稳定性理论，简称DLVO理论。此理论认为一对颗粒之间的相互势能由两部分组成： (1)双电层静电排斥能VR；（由于颗粒接近到一定距离时，带有同号电荷的微粒产生斥力引起的，对颗粒凝聚不利） (2)分子作用能VA；（分子间的范德华力，是引力，对凝聚有利） 这两方面作用能具有加合性，相互作用总势能VT为： VT=VA+VR随颗粒间距减少，总能量出现三个极值： 1)第二能谷。颗粒间距较大，形成准稳态凝聚体，自发过程； 2)能峰(势垒)。形成稳定凝

25、聚体的能量障碍。 3)第一能谷。颗粒充分靠近，形成稳态凝聚体，自发过程。 对于微细颗粒体系，无法施加外部能量克服势垒，只有通过降低势垒的方法使其凝聚。而势垒主要取决于颗粒静电能，只有通过添加某些离子，改变水中离子数量及构成，降低颗粒电动电位是促成颗粒凝聚的一条有效途径。这就是凝聚的作用原理，也是不同水质煤泥水为什么处于不同分散状态的原因所在。（煤泥颗粒一般带有负电荷，加入的电解质在悬浮液中很快电离出带正电的离子，这些带正电的离子中和了颗粒表面的电荷，使其双电层被压缩，降低了它的电动电位，减小了斥力，使凝聚发生） 同相凝聚：具有相同颗粒表面电位的颗粒之间的凝聚。由于表面电位相同，颗粒之间受静电斥

26、力作用。同相凝聚过程由DLVO理论加以叙述。 异相凝聚：表面电位不同的异类颗粒之间的凝聚。异类凝聚的静电作用分两种情况：1)相反电性(或一方不带电)的颗粒，总受到其静电引力作用；2)具有相同电性但大小不一的颗粒，相距较远时表现为静电斥力；而距离变小后又呈现静电吸引。在两类异相凝聚中，前者为自发过程，而后者则取决于荷电较小的颗粒电量。 在煤泥水体系中，由于煤和矿物质颗粒在正常pH条件下都荷负电，且电位相差不大，因此以同相凝聚为主。 2）絮凝原理 絮凝原理与絮凝剂的结构相关联。 絮凝剂通常是有机高分子化合物，它有两部分构成：活性基团和高分子骨架。絮凝作用是由它们共同完成的。 活性基团与颗粒表面通过

27、各种键合作用，使得颗粒与絮凝剂结合。它决定了絮凝剂的键合类型以及键合的颗粒种类(即絮凝的选择性)。 高分子骨架起到一种架桥作用，把粘结颗粒的絮凝剂分子联系在一起，形成絮团。 分子大小与絮团结构及大小密切关系，因此，絮凝剂分子量对絮凝效果影响很大。絮凝剂在颗粒表面的吸附，主要有静电键合、氢键键合和共价键合三种类型的键合作用。 1)静电键合。主要由双电层的静电作用引起。例如，颗粒表面带正电荷，阴离子型高分子絮凝剂可进入双电层取代原有的配衡离子。离子型絮凝剂一般密度较高，带有大量荷电基团，即使用量很低，也能中和颗粒表面电荷，降低其电动电位，甚至变号。 2)氢键键合。当絮凝剂分子中有-NH2和-OH基

28、团时，可与颗粒表面电负性较强的氧进行作用，形成氢键。虽然氢键键能较弱，但由于絮凝剂聚合度很大，氢键键合的总数也大，所以该项能不可忽视。单纯氢键键合的选择性较差，因此，靠氢键吸附的聚合物，只能用于全絮凝，不宜用于选择性絮凝。3)共价键合。高分子絮凝剂的活性基因在矿物表面的活性区吸附，并与表面离子产生共价键合作用。此种键合，常可在颗粒表面生成难溶的表面化合物或稳定的络合物、螯合物，并能导致絮凝剂的选择性吸附。三种键合可以同时起作用，也可仅一种或两种起作用，具体视颗粒-聚合物体系的特性和水溶液的性质而定。凝聚剂和絮凝剂1）凝聚剂1. 铝盐和铁盐凝聚剂铝盐和铁盐在水中存在形态不同，产生凝聚的机理也不同

29、。 1)电中和凝聚。在离子含量较低情况下，Al3+和Fe3+主要以低聚合度高正电荷多核络离子形态存在，对水中颗粒起电中和作用。 2)架桥絮凝。当离子含量达到一定浓度时，Al3+和Fe3+主要以高聚合度低电荷的无机高分子及凝胶状化合物的形式存在，它们在颗粒间起粘接架桥作用，使之絮凝。 3)吸附卷扫。当离子含量较大时，Al3+和Fe3+以微小的氢氧化物凝聚形态存在，吸附和粘结水中胶体杂质，卷带它们一起从水中分离出去。2. 无机高分子聚合物聚合氯化铝是这类物质的代表。它并非单一分子，而是同一不同形态的化合物，其通式为Aln(OH)mCl3n-m或Al2(OH)mCl6-mn,例如，Al2(OH)5C

30、l、Al6(OH)14Cl4、Al13(OH)34Cl5以及Al2(OH)5Cln等。 聚合氯化铝是一种将铝盐预先控制在适宜条件下而制成的带有适量电荷和较大聚合度的无机高分子电解质。它本质上与其它铝盐相同，只是以最优形态投入水中以立即发挥作用。聚合氯化铝采用两个指标去表征：碱化度B、聚合度n。碱化度B=OH/3Al，即化合物中的羟基与铝的当量比。B值越高，说明化合物物中羟基比例越大，其粘接架桥作用越强，但易生成AlOH3沉淀而稳定性差。聚合度n即分子式中的n值，它表明高分子的分子量。3. 低价金属的盐类 碳酸镁、碳酸氢镁、硫酸铜、氯化镁、硫酸锌、硫酸亚铁等低价金属盐类在水中多以离子形式存在，主

31、要通过压缩双电层降低表面电位达到凝聚的目的。 以上三类凝聚剂由于无机离子凝聚剂用量少，效果好，目前应用最广泛。2）絮凝剂絮凝剂分为天然高分子化合物和人工合成有机高分子化合物。 天然高分子絮凝剂有淀粉类、纤维素的衍生物、腐植酸钠、藻类及盐、蛋白质等。它们为水溶性聚合物，其化学结构、分子量、活性基各不相同，目前我国应用和生产这类絮凝剂很少。 1 类型 人工合成高分子絮凝剂分为以下三种类型： 1）阴离子型。如聚丙烯酸盐，水解聚丙烯酰胺、脂、腈；聚苯乙烯磺酸，纤维素/淀粉黄药，聚丙烯酰胺二硫代氨基甲酸，聚磷酸乙烯脂。 2）阳离子型。聚乙烯亚铵，聚（N-甲基-4-乙烯氯化吡啶），聚（2-甲基丙烯酰氧乙基

32、三甲基氯化铵）。 3）非离子型。聚乙烯醇，聚氧化烯，聚丙烯酰胺。3）絮凝剂水解度对絮凝效果的影响聚丙烯酰胺在碱性或中性水中水解，使得COO-基团带负电，为阴离子型絮凝剂。水解度越大，带负电的基团就越多，对伸长分子链有利，由于用絮凝剂处理的微细颗粒大部分带负电，而絮凝剂本身带过多的负电又对吸附颗粒不利，所以，聚丙烯酰胺的水解有一定的限度。当水解度小雨30%时，COO-基团较少，相互间产生的斥力较小。分子链卷曲的较厉害，架桥作用较差，但它受同性电荷的排斥力较小。当水解度大于30%时，COO-基团增加，产生斥力增大，分子链比较伸展，但此时受到同性电荷的排斥力较大，阻止架桥作用，使絮凝效果不理想。当水

33、解度为30%时，分子链上每隔两个酰胺基团就有一个COO-离子基团，分子链也不过于卷曲，絮凝效果最好。三 煤泥水处理流程四 洗水闭路循环洗水闭路循环、煤泥厂内回收，是消除煤泥水排放厂外、侵占农田、防止污染环境的一项有力措施。标准：1) 一级洗水闭路循环。要求煤泥厂内回收，洗水全部复用，事故放水也要复用；选煤清水消耗0.15m3/t以下。 2) 二级洗水闭路循环。要求洗水全部复用，煤泥采用包括机械化沉淀池在内的设备进行厂内回收，事故放水仍复用；选煤清水消耗在0.2m3/t以下。 3) 三级洗水闭路循环。要求大部分洗水回收复用，不污染环境，煤泥用沉淀池、尾矿坝回收。排放水达到国家或地区环保标准；清水

34、消耗低于0.25m3/t。 4) 开路洗煤。用沉淀池回收一部分粗煤泥，细泥随洗水流失，污染周围环境，清水消耗较大。 选煤厂洗水闭路循环状况用循环系数体现（参见选煤手册）。 洗水闭路循环状况涉及煤泥水性质、生产工艺、设备条件、生产组织、技术管理诸多因素。实现洗水闭路循环必须从以下几方面着手进行： 1) 确定合理的煤泥水处理方法与流程； 2) 完善各作业环节，保证和提高设备能力； 3) 了解煤泥水性质，确定合理加药制度与措施；4) 强化各项管理。脱水及脱水机械1、 四种水分选煤产品水分有四种存在形式：化合水分(内在水分)、结合水分(吸湿水分)、毛细水分、自由水分(游离水分)。化合水：作为物质的组成

35、部分而存在，不能用物理脱水方法脱除； 结合水：由颗粒表面吸附形成，此类水分与物料表面性质(极性)及比表面大小有直接关系。当固体颗粒与液体接触时，由于在两相界面上的物理化学性质不同于固体内部，即具有表面能而吸附水分子形成水化膜。结合水又可细分为强结合水和弱结合水。强结合水(吸附结合水)，它是指紧靠颗粒表面的直接水化的水分子及稍远离颗粒表面，但由于偶极作用而定向排列的水分子。前者由静电力、氢键力作用，水分子牢固地吸附于颗粒表面，具有高的粘度和抗剪切强度，很少受温度影响。后者与颗粒表面结合较弱，但仍有较高的吸附和抗剪切强度。弱结合水是指与颗粒表面结合较弱的结合水，在温度、压力变化时，偶极分子之间的连

36、接破坏，使水分子离开颗粒表面，在其稍远部位形成一层水化膜。这种赋存形态具有氢键连接的特点，但水分子属于无序排列，不像定向排列那么牢固。通常进入双电层紧密层的水分子为强结合水，在双电层扩散层上的水分子为弱结合水。结合水与固体结合紧密，不能用机械方式脱除，用干燥方式可脱除一部分，但当干燥物料与湿空气接触时，部分水又会复吸而再度“返潮”。毛细水：是在毛细管压力作用下赋存在颗粒内部裂隙及颗粒之间微小间隙内的水分。其大小取决于表面疏水性、孔隙率、粒度。物料亲水性越高(越小)，孔隙越发达。物料粒度越细，毛细压力越大，毛细水份越高。毛细水分可用机械方法脱除一部分。自由水：是指颗粒机械地携带的水，它也充填于颗

37、粒间隙中，不同之处是由于粗颗粒间隙大(理论上，毛细压力不存在)而容易受重力作用脱除，因而也称重力水。重力水很容易脱除。化合水与结合水又统称为内在水分，毛细水与自由水又统称为外在水分。化合水是由物质种类所决定，与物料粒度无关，不能用脱水方法脱除。其余三种水分形式都与粒度有关。结合水不能用机械方式脱除，须采用干燥方法。2、 脱水筛特点、用途条缝筛：筛面呈平面，固定安装，无需动力，筛子长度根据需要确定，太短脱水效率低，太长易造成物料筛面上的堆积堵塞。主要用于跳汰精煤溢流或块煤重介精煤溢流的泄水。弧形筛：筛面呈弧形，物料在离心力和筛条分割作用下，水通过筛缝泄出，并泄出部分细泥。筛缝间隙是实际分离粒度的

38、1.5-2倍，它是由于物料在弧形筛面上的概率透筛形成的。增加了筛子处理能力，减少筛面堵塞，这是弧形筛较之固定条缝筛的明显优势和逐步取而代之的原因。缺点：筛面磨损严重，安装与维护要求高。采用逆转180°筛面方式可有效延长弧形筛寿命。用途：细粒物料脱泥脱水、悬浮液中细小颗粒精确分级、重介选矿产品脱介。旋流筛：固定筛，筛面上部为圆柱形(导向槽)，下部为倒锥形，物料沿切线方向流入，80%-90%水和部分细粒煤透筛，剩余物料在锥形筛面上旋流而下，继续脱水。兼具固定筛和离心脱水机的优点，处理能力却比振动筛大2-3倍。可用于末精煤预先脱水，末煤预先脱泥、脱水、分级以及粗煤泥回收作业(筛孔0.75、

39、1mm)。直线振动筛：靠两根带不平衡重的轴作同步异向旋转而产生振动，筛面呈水平或倾斜安装，运动轨迹为直线。优点：动力平衡，物料在筛面上的运动情况较好，性能稳定；占地面积小；全封闭、不堵孔、坚固耐用，筛面有两层、三层和四层之分；筛箱运动中有较大的加 速度(振动强度大)。由于结构简单，运动状态稳定，脱水效果好，设备备件供应及更换方便等原因，直线振动筛在选煤厂得到广泛应用。3、 离心脱水离心力是离心脱水的关键所在，其大小用分离因数Z 表示(或称离心强度)。Z = 离心加速度/重力加速度分离因数越大，物料所受的离心力越强，固液分离效果越好，但会造成煤的破碎量增加。通过调节转筒半径和转速，可有效改变离心

40、机分离因数的大小。末煤脱水的离心分离因数一般为80-200。惯性卸料离心脱水机惯性卸料是指依靠惯性离心力使物料沿筛面移动并排出的过程。这种离心机要求筛兰的半锥角须大于物料摩擦角，排料方式决定了离心机的筛篮结构，影响其处理能力与脱水效果，目前已基本不用。螺旋卸料离心脱水机又称立式刮刀卸料离心脱水机。它由三部分构成，传动机构、工作部件、润滑系统。其工作部件有带螺旋刮刀的转子，整体筛兰和给料分配盘。转子和筛兰向同一方向转动，转子转速稍低二者之间的差动速度为(r/min)。分配盘将脱水物料甩到筛兰和转子的间隙中，在离心力作用下，产品水分透过料层和筛板缝隙，汇集到机体下的溜槽中排出(离心液)，脱水产品则

41、由转子刮刀刮落到机下。由于采用机械刮刀卸料，这种离心机的入料上限要求严格，脱水过程中煤的破碎现象严重。 螺旋卸料离心脱水机的特点：1) 脱水效率高，产品水分可达6%左右；离心液的固含量不大于8%，且对煤泥含量不敏感。2) 机械振动小，布置容易。 3) 传动机构简单紧凑，润滑系统完善。4) 结构较复杂，制造与检修要求精度高。振动卸料离心脱水机振动力在离心脱水中的作用：筛篮在绕轴旋转的同时，作轴向振动。(1) 克服筛面运动阻力使物料向前移动并排出。(2) 物料不断得到松散，强化了脱水。(3) 有助于清理筛面，防止筛面堵塞。(4) 减轻物料对筛面的磨损。此外，振动卸料减小了筛篮半锥角(10-15&#

42、176;)，改变了筛篮结构，进一步改善了设备机械性能与脱水效果；减轻了筛面磨损对物料的机械破碎，放宽了入料粒度上限。结构与工作原理振动离心机由工作系统、回转系统、振动系统、润滑系统四部分构成（见下页图）。工作系统是在离心脱水过程中与物料直接接触的设备部件，这些部件包括受料斗、入料管、筛篮、筛座和机壳，它是设备工作的核心。物料由受料漏斗经入料管均匀给到高速旋转的筛篮上，并同筛篮一起运动。与此同时，物料受轴向振动作用由入料端向排料端移动，在移动过程不断受离心力作用排出水分。筛篮孔隙一般为0.5mm，透过筛篮且含有一定细粒固体的为离心液，脱水产品在筛篮端口排出。振动离心机的设备类型及特点 按照筛篮的

43、空间位置，振动离心机分卧式振动卸料离心机(简称卧振)和立式振动卸料离心机(简称立振)两种。 卧振特点： (1)产品水份8-10%，离心液固含量200-260g/L，其中+40目的量极少；(2)动平衡好，噪音小，可直接固定在地板上； (3)结构紧凑，体积小，重量轻，筛篮更换方便；(4)功率小，有自动控制系统；(5)筛网易磨损、安装、检查、维修技术要求较高。立振(LTL-1000型)特点：(1) 筛体强烈振动，脱水效率较高。(2) 重量轻，构造简单。(3) 单位面积处理量高，功率消耗小。(4) 煤不易破碎，离心液中固体损失量小。影响设备工作效果三方面因素包括：(1) 入料性质。主要指入料粒度组成及

44、水份含量；(2) 操作条件。主要是处理能力控制；(3) 设备结构及性能。结构因素包括筛篮半径与倾角，筛篮长度；筛缝大小；动力因素包括筛篮转速、振幅与频率。结构因素和动力因素都综合反映在设备性能上，而这方面通常通过设备的选型来体现。4、过滤压滤设备1) 圆盘真空过滤机 由槽体、主轴、过滤盘、分配头和瞬时吹风装置构成。过滤是在扇形过滤圆盘上进行。随着过滤盘旋转并周期性地进入与离开盛满煤浆的槽体，过滤机连续地经历着过滤(从矿浆中吸取煤浆形成滤饼)、干燥(离开矿浆后进一步脱水)，滤饼脱落三个阶段。 过滤和干燥过程是在负压条件下进行的，滤饼脱落则是依靠瞬时吹风完成的。分配头则起着各阶段相应负压和正压的分配与控制作用。 盘式过滤机2. 圆筒式和带式真空过滤机与盘式真空过滤机相比，筒式真空过滤机密封