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与离心机选型有关的物料特性

脱水、澄清、浓缩、分级、分离等过程的效率除与离心机的机型选择有关外,还与分离物料的特性,即悬浮液的特性、固体颗粒特性、乳浊液特性等有关。一、悬浮液特性悬浮液是指液体和悬浮于其中的固体颗料所组成的系统。根据固体颗料的大小于浓度可分为:粗颗粒悬浮液、高浓度悬浮液和低浓度悬浮液。固体颗粒的粒度、悬浮液的浓度及滤渣或沉渣的厚度增长率与离心机的处理能力有密切关系,在设备选型中占有重要的地位。悬浮液的粘度取决于液相粘度和悬浮液的浓度:μ1=μ2(1+4.5X0)式中 μ1—悬浮液的粘度,Pa·s;μ2—纯液相的粘度,Pa·s;X0—悬浮液中所含固体颗粒的体积百分浓度。
二、 固体颗粒特性固体颗粒特性一般指颗粒群中颗粒的主要物理性质,包括颗粒的大小、粒度分布、形状、密度、表面性质等。它们与分离有着密切的关系。(1) 悬浮液或料浆中的固体颗粒,是由许多单个颗粒和聚集在一起的颗粒团组成的混合体,颗粒的大小和几何形状与周围液体表面间相互作用有关,颗粒越小,表面积越大,固-液间的表面效应就越显著。(2) 有些颗粒由于结晶力或分子间的吸引力很强,颗粒与液体有明显的界面,因此分离容易,如金属粉末、砂粒及某些结晶盐。有些颗粒如硅酸、粘土、氢氧化铝、氢氧化铁,颗粒与液体没有明显的界面,分离较困难。(3) 颗粒可分为坚硬和软脆二种类型,坚硬的颗粒比较稳定,软脆的颗粒在输送、搅拌、混合、凝聚等过程中可能会引起破碎而降低颗粒度,从而影响固液分离效果。(4) 固体粒径分类和分离设备的关系可参见如下:

 三、 乳浊液特性乳浊液是由液体和悬浮于其中的一种或数种其他液体组成的多相系统,其中至少有一种液体以液珠的形式,均匀地分散于一个和它不互溶的液体之中。以液珠形式存在的液体称为分散相(内相或非连续相);另一相称为连续相(外相或非分散相)。乳浊液的液珠直径一般大于0.1μm。乳浊液的液珠的稳定性低,当悬浮液珠达一定大小时,组成它的两相会较快地分层。悬浮液珠的“临界”大小约等于0.4~0.5μm,当悬浮液珠小于此值时,乳浊液显得稳定,组成它的两层相不会分层。此种体系皆有一个最低稳定度,当有表面活性剂或固体粉末存在时,稳定度可明显增加。乳浊液可根据组分是连续相或是非连续相而分为两种截然不同的类型,例如油和水所成的乳浊液可以是油内水外,也可以是油外水内(凡不与水混合者皆谓之油)。一般常用O/W或W/O表示(/右边是外相)。乳浊液与悬浮液的最大区别是,乳浊液内由于浓度的变化可能发生两相的转换,即分散相变成连续相,而连续相成为分散相。乳浊液的内摩擦或粘度和悬浮液一样,因浓度的不同而改变,而在两相发生转换的浓度下,乳浊液的粘度为最大。描述乳浊液的物理性质主要包括液珠的大小及其分布、浓度、布朗运动及电现象等。其中液珠粒度分布测定与时间的关系常常是研究乳浊液稳定时的一项重要数据,一般可在显微镜下直接观察,或用各种测定沉降的技术及光散射法来测定。其原理与测量方法基本上与固体颗粒相同,不再详述。

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