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物料的预处理

从斯托克斯定律知道,颗粒的沉降速度vg与颗粒的直径成平方关系,与颗粒和液体的密度差成正比,与液体粘度成反比,为使分离操作变得容易进行,对于一些分离难度较大的物料,常设法通过物理和化学的方法,使颗粒直径增大、液体粘度减小和固液密度差增大。另外,为了提高设备的处理能力和降低物料对设备的磨损,也应采用相应的增浓、预浓缩与防磨损的措施。
一、 用化学或物理方法增大悬浮液的颗粒
化学预处理主要是凝聚法和絮凝聚法,物理预处理为结晶、温度调节、陈化、冷冻和引入掺合剂等,以改变悬浮液的性质。用化学方法增大悬浮液颗粒的处理技术有以下几种。
1、凝聚法
用无机电解质,如明矾、石灰、二价、三价铁盐,铝盐等作为凝聚剂,加入到悬浮液中,由于它们的电离作用,减小了颗粒表面的效电位,使小颗粒相互凝聚变成了大颗粒。
2、 絮凝法
由于有机高分子聚合物的直链具有高的正电荷或负电荷,它们自相排拆,但能吸引异性的表面带电粒子,形成絮凝粒子。
3、 凝聚、絮凝混合法
由于悬浮液中悬浮颗粒的种类、粒度和浓度,悬浮液中溶解离子的成分和浓度;凝聚和絮凝过程中液相的pH值和温度,各种絮凝剂的投入顺序以及搅拌的强度和时间等对凝聚和絮凝的效果都有影响,因此,凝聚和絮凝过程是非常复杂的。对于某种悬浮液采用的絮凝剂和加入剂量,都只能靠搅拌试验决定,试验设备一般采用定时变速多组搅拌机。
无机絮凝剂和高分子絮凝剂配合使用在液固分离中的应用越来越广,其作用机理是无机絮凝剂通过中和作用使胶体脱稳形成小颗粒,高分子絮凝剂后加入悬浮液中,主要起吸附架桥及絮体捕罗作用,以形成易沉淀的大颗粒,而且由于无机絮凝剂的作用,增大了高分子絮凝剂的吸着量,大大增加了层清液的澄清度,降低浓相体积。用这种方法枯降低药剂的使用成本,提高凝聚效果。
对凝聚与絮凝处理效果的要求是:絮凝物的沉降速度要快;上层清液的澄清度要好;絮凝物的抗破碎强度要高或滤渣的可滤性要好;滤渣或絮凝物的脱水性能要好。
凝聚剂与絮凝剂的作用机理虽然不同,但当剂量增加时,效果会逐渐改善,直到峰值特性点为止,剂量过多,效果反而减弱,因此必须控制在适当的剂量范围内。此外,絮凝剂的投加点和絮凝所需的时间也很重要,需通过试验确定。
二、通过温度调节改善分离液的粘度和密度
如矿物和水的分离,二者在通常情况下密度均接近于1,但矿物油的密度随着温度的升高呈明显下了的趋势。因此可通过加温来加大矿物油和水的密度差。如某矿物质油t=20℃,ρ=1000㎏/m3; ρ=960㎏/m3。再如糖蜜加水稀释,即可加大密度差,又可减小粘度。很多油品在室温下粘度较高,但加热后粘度明显下降。
三、增稠和预浓缩处理
当悬浮液的浓度很低时,如直接选用离心机,因处理量大,会使设备费和运行费加大。如果通过增稠和预浓缩,使悬浮液的浓度提高,处理量减小,再选用离心机,可使机型、投资以及运行费均减小。
常见的预浓缩方法有:重力沉降,筛分和旆液分离器等。具体应用时还需根据工艺要求,经济分析综合考虑。
四、 防磨损处理
    有些物料在分离过程中对离心机的磨损较大,根据研究分析和试验结果,建议在进入离心机前,先除去物料中较大的颗粒,这对改善离心机转鼓的磨损有很好的效果。

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