文档介绍：黑龙江科技学院备课笔记
第5次课授课时间:2004年3月16日
章节及主要内容:
第二章第二节细颗粒物料的处理。
主要内容:沉降试验、沉降曲线、浓缩原理、凯奇第三定理。
重点内容:浓缩原理及凯奇第三定理。
难点内容:凯奇第三定理。
参考资料:《流体力学》、《分离技术》。
教学手段:面授。
扩展内容:
教学后记: 可结合试验进行。
第二节细颗粒悬浮液的处理
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。这部分和的处理方案通常是浓缩浮选。这里主要介绍浓缩及其原理。
一、沉降试验及沉降曲线
(一)沉降试验
将一定浓度的悬浮液装在量筒中,经过均匀搅拌并静止进行观察。其沉降过程如图2-19所示。
B
图2-19量筒沉降过程
A—澄清区;B—沉降区;C—过渡区;D—压缩区
在沉降开始时,整个悬浮液浓度均匀,如图中1所示。沉降开始后,悬浮液中的固体颗粒以其沉降末速进行沉降,颗粒越大沉降速度越快,并逐渐堆积在容器的底部。因此,底部沉降固体密度增大,如量筒2中的D区,称为压缩区;同时量筒的上部出现澄清区A。澄清区的下部是沉降区,称为B区。该区的浓度和开始沉降时的悬浮液浓度相同。沉降区和压缩区之间没有明显的界线,中间存在一个过渡区C。随着沉降时间的增长,A区和D区均逐渐增加,B区则逐渐减小直到消失。B区消失后,C区也随之消失,只剩下澄清区A和压缩区D,如量筒5示。再过一段时间,由于煤泥的重力挤压作用,其高度还要减小,澄清区扩大。B区消失时的点称为临界点。
(二)沉降曲线
根据沉降试验,每隔一定时间要记录澄清层的高度。以沉降时间为横坐标、澄清区的高度为纵坐标,做出沉降时间与澄清高度的关系曲线,称为沉降曲线。
沉降曲线一般由三段组成。第一段
和第三段为直线,而中间段为曲线。第
一段如图中的AB段,表明悬浮液在沉
降区是等速沉降,直线的斜率越大沉降
速度越快;而后,曲线的斜率减小,并
且个渐变的过程,曲线呈弯曲状, 如
BC段,主要是因为悬浮液浓度渐增加
而沉降速度减小。第三段CD为斜率很
小的直线,已属沉淀物被压缩的阶段,
压缩区的高浓度浆体在上面的压力作用下,逐渐把存在于颗粒间部分水向上挤压出去,压缩区的体积逐渐缩小,直到过程终止。
AB和CD段延长线夹角的分角线与曲线的交点P称为临界点。在达到临界点之前,即沉降时间小于t1时,沉降区存在,接近t1时沉降区迅速消失,沉降速度减慢。沉降时间大于t1时,即达临界点以后,澄清区与压缩区相连。沉降区消失的瞬时,压缩区致密程度稍差、空隙较多,所以开始时的压缩区沉降速度变化较快,曲线呈弯曲状。线段CD斜率代表悬浮液在压缩区的沉降速度。在实际生产过程中,都是连续的沉降过程。
(三)沉积曲线
以沉降时间为横坐标、沉积层高度为纵坐标,做出的关系曲线称为沉积曲线。将沉降曲线与沉积曲线画在一张图上,即为沉降—沉积曲线。
根据物料性质,此曲线可分为三种,如图所示:
(a) (b) (c)
图2-22 不同类型的悬浮液沉降—沉积曲线示意图
(a)所示,沉降时不出现浓度过渡区,沉降和沉积过程同时结束,且物料在沉积过程中没有压缩效应。物料粒度较粗且可压缩性较差的悬浮液具有这类沉降—沉积曲线。
(b)所示,过渡区比较大,物料沉降结束后沉积