固液分离技术

固液分离技术固液分离技术固液分离技术固液分离技术固液分离技术固液分离技术1固液分离技术选煤厂固液分离是分选的辅助作业，但在整个选煤过程中具有十分重要的地位。从工艺环节，设备各类及数量、固定资产投资与运行费用、占地面积与占有空间几方面，它占选煤厂一半以上的构成。它是选煤厂降低成本，提高效率，增加效益的一个重要方面。由于涉及到整个微细粒级料物的处理，这部分作业也成为选煤研究、组织生产以及提高管理水平的一个热点与难点。降低选煤产品水分，实现洗水闭路循环、煤泥厂内回收是选煤长期奋斗的目标。固液分离技术选煤厂固液分离是分选的辅助作业，但2固液分离技术第一节固液分离体系第三节粗粒物料的脱水设备第二节固液分离工艺第四节细粒物料的脱水方法及设备第五节分离效果及评价固液分离技术第一节固液分离体系第三节粗粒物料的脱水设3第一节固液分离体系松散体（脱水产品）粗粒悬浮体系细粒悬浮体系（煤泥水）悬浮体固液两相体系

在上述三种体系中，粗粒悬浮体系和细粒悬浮体系是固液分离的对象，松散体则是固液分离的产品及目标。掌握它们的组成、性质、特点是我们进行固液分离作业的基础。固液两相体系的类型第一节固液分离体系松散体粗粒悬浮体系细粒悬浮体4

第二节固液分离工艺固液分离工艺：

1.粗粒产品脱水(重选产品脱水)2.细粒产品脱水(浮选精煤、浮选尾煤、煤泥脱水)3.煤泥水处理(以细粒悬浮液的沉降分离为核心，包括分级、浓缩、澄清、煤泥厂外沉淀、洗水循环、散失煤泥水回收等作业)。

实际上没必要也不可能对上述三部分进行严格分割，但作为一个完整选煤厂，这三部分都是不可缺少的。不同形式的三部分的组合，构成了各式各样固液分离工艺。

第二节固液分离工艺固液分离工艺：5

第二节固液分离工艺一、粗粒产品脱水工艺

粗粒产品脱水实质上是粗粒物料及煤泥水的固液固泥分离。由于产品水分要求，各粒级物料脱水特比以及脱水设备性能差异，形成了不同的脱水工艺。1.粗粒精煤脱水工艺2.粗粒中煤脱水工艺

3.矸石脱水工艺

第二节固液分离工艺一、粗粒产品脱6

第二节固液分离工艺三、煤泥水流程

煤泥水处理应从解决煤泥在洗水中循环积聚，解决洗水浓度和粘度入手。实现“煤泥厂内回收，洗水闭路循环”。动力煤选煤厂单纯涉及煤泥回收，多采用前述的二段浓缩二段回收工艺。炼焦煤选煤厂除了上述要求外，还涉及到浮选作业。按照煤泥水去向(直接入浮还是循环)，炼焦煤选煤厂煤泥水流程分为：浓缩浮选、直接浮选、半直接浮选。

第二节固液分离工艺三、煤泥水流程7

第二节固液分离工艺1.浓缩浮选它是一种传统工艺。流程结构特点是：全部煤泥水先进行浓缩，底流进入浮选；溢流及尾煤浓缩机溢流共同作为循环水。浓缩浮选优点是，可有效调节浮选入料浓度与通过量。缺点:1)细泥循环并对重选、浮选及煤泥水处理系统构成影响。较高浓度煤泥水进入重选作业，恶化了较细物料的分选效果，提高了重选设备的分选粒度上限；对浮选和煤泥水的影响主要是降低了煤泥的可浮性，沉降特性和可过滤性。2)细泥循环容易导致细泥积聚，造成不得不外排煤泥水，洗水系统平衡受到破坏，影响选煤生产的正常进行。因此，该工艺目前推广应用较少。在已应用该工艺的选煤厂探索采用“底流大排放”和“全底流排放”的运行方法，在适当调节入浮浓度的同时，有效地减少了细泥循环和积聚带来的不利影响。

第二节固液分离工艺1.浓缩浮选8

第二节固液分离工艺2.直接浮选直接浮选流程是把全部重选煤泥水直接给入浮选机加以处理。浮选尾煤浓缩机的溢流作为循环用水的唯一来源。从理论上讲，这种流程的煤泥循环系数为零。直接浮选优点是：1)流程简单；2)减少细泥循环及积聚；3)克服由于长时间滞留造成的煤泥泥化与氧化，提高煤泥可浮性；4)由于可浮性改善和低浓度浮选，有效地降低浮选精煤灰分；5)循环水浓度降低以至清水洗煤，改善了重选及整个煤泥水系统的作业环境，为细粒煤分选以及实现洗水闭路循环创造了条件。相比较于浓缩浮选的缺点是：入浮浓度低，电耗药耗偏大；浮选机台数多；过程波动大。因此在实际中要注意控制重选用水量，以确保合适的浮选入料浓度；同时必须在浮选前设置入料缓冲池，以确保给料的均衡稳定。

第二节固液分离工艺2.直接浮选9

第二节固液分离工艺3.半直接浮选半直接浮选形式上即部分直接浮选，即部分煤泥水直接进入浮选，部分用作循环水。但从循环角度，由于始终有部分煤泥水循环，该流程从实质上等同于浓缩浮选(只是量上的差别)。这是该工艺应用受到限制的主要原因。常见的有三种情况如：1)主洗捞坑溢流进入浮选，低浓度的再洗捞坑溢流作为循环水；2)捞坑溢流部分用于循环水，部分进入浮选；3)捞坑溢流部分进入浓缩设备，溢溢作循环水，底流和剩余部分进入浮选。显然，这种流程在实际当中有较大的灵活性和合理性。同时保证了浮选入料应用浓度，降低了循环水浓度，兼有浓缩浮选和直接浮选的优点。

第二节固液分离工艺3.半直接浮10

第二节固液分离工艺应该强调指出，煤泥水流程从两方面去评价：1)对可浮性改变及浮性效果；2)煤泥循环系数。随着选煤技术发展，人们从观念上接受了“低浓底浮选”和清水洗煤”。这是直接浮选得到广泛应用的根本原因。

第二节固液分离工艺应该强调指11

第二节固液分离工艺四、洗水闭路循环

1.洗水闭路循环系统

2.循环系数

3.洗水闭路循环状况

4.洗水闭路循环的实施

第二节固液分离工艺四、洗水闭路循环12

第二节固液分离工艺1.洗水闭路循环系统洗水闭路循环必须通过洗水闭路循环系统来实施，这套系统包括煤泥水回收、澄清及洗水循环三个环节。并从两部分得到体现：一部分是我们已讲到的原煤浓缩机和尾煤浓缩机的溢流，以及厂外沉淀池的回水，它是构成该系统的主体；另一部分包括中煤、矸石、尾煤的脱出水，厂房卫生用水、跑、冒、漏、滴水、设备事故排放水。这部分通过事故捞坑或集中水仓收集后，打到尾煤浓缩机或厂外煤泥沉淀池。尽管这部分水量不大，但不容忽视。

第二节固液分离工艺1.洗水闭13

第二节固液分离工艺

2.循环系数用水量既是湿法选煤工艺过程的生产用水量重复利用水量是指工艺生产的循环水量循环系数既是水重复利用率，它表示的是循环水量或重复用水量及生产水量的比值。选煤厂洗水闭路循环状况用循环系数去体现（参见选煤手册）。

第二节固液分离工艺2.循环14

第二节固液分离工艺3.洗水闭路循环状况1)一级洗水闭路循环。它要求煤泥厂内回收，洗水全部复用，事故放水也要复用；选煤清水消耗0.2m3/t以下。2)二级洗水闭路循环。它要求洗水全部复用，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0.3m3/t以下。3)三级洗水闭路循环。它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；清水消耗低于0.5m3/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。

第二节固液分离工艺3.洗水闭15

第二节固液分离工艺目前，统配矿大多数选煤厂已实现洗水闭路循环，少数选煤厂已实现一级洗水闭路循环。开路洗煤主要局限于中小选煤厂，实现洗水闭路循环是完善选煤厂管理，提高企业经济效益的主要方面。

第二节固液分离工艺目前16

第二节固液分离工艺4.洗水闭路循环的实施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及流程；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。

第二节固液分离工艺4.洗水闭17

第三节粗粒物料的脱水设备粗粒物料脱水设备

分类：粗粒脱水设备重力脱水设备直线条缝筛弧形筛斗子提升机脱水仓振动脱水设备直线振动筛摇动筛共振筛离心脱水设备旋流筛惯性卸料离心脱水机刮刀卸料离心脱水机振动卸料离心脱水机第三节粗粒物料的脱水设备粗粒物料粗粒脱水设备重力脱18

第三节粗粒物料的脱水设备一、重力脱水设备三、离心脱水设备二、振动筛脱水第三节粗粒物料的脱水设备一、重力脱水设备三、离心脱水19

第三节粗粒物料的脱水设备三、离心脱水设备

离心脱水设备用于经过振动筛脱水后的末煤的进一步脱水。这类设备来用离心过滤的原理。即当呈松散体的物料给到旋转筛面后，形成厚度大体均匀的料层(滤层)随筛兰旋转；受离心力作用，物料水份和部分细料物料穿过料层及筛孔排出，形成脱水产品与离心液。第三节粗粒物料的脱水设备三、离心脱水设备20

第三节粗粒物料的脱水设备离心力是离心脱水机关键所在，它的大小用分离因数F表示(或称离心强度)。

F=离心加速度/重力加速度

显然，分离因数越大，物料所受的离心力越强，固体和液体分离效果越好，但会造成煤的破碎量增加。通过调节转筒半径和转速，可有效改变离心机分离因数的大小。末煤脱水的离心分离因数一般为80-200。即离心力比重力大相同的倍数；因而离心脱水效果是重力条件下无法达到的。这就是离心脱水机作为末煤脱水把关设备的原因所在。第三节粗粒物料的脱水设备离心力是离心脱水机21

第三节粗粒物料的脱水设备

卧振特点：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，筛兰更换方便。(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。第三节粗粒物料的脱水设备卧振特点：22

第三节粗粒物料的脱水设备

立振特点(LTL-1000型)：(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。第三节粗粒物料的脱水设备立振特点(LTL-23第四节细粒物料的脱水方法及设备高频振动筛辅助过滤方式真空过滤机加压过滤机厢式压滤机沉滤式离心机沉降式离心机细粒脱水方法沉降振动过滤重力过滤真空过滤加压过滤正压过滤离心过滤离心沉降过滤（表层过滤）原理划分，细粒物料脱水方法:

第四节细粒物料的脱水方法及设备高频振动筛辅助过滤方式真空24第四节细粒物料的脱水方法及设备

1.过滤过程

借助于微孔材料介质，使悬浮液在压力差作用下，实现固液分离的过程称为过滤。过滤得到滤饼及滤液。

过滤过程用过滤基本微分方程描述。

dV/dt=KΔP/μ（R+r）

过滤阻力(R+r)有两部分构成，一部分来自于过滤介质的滤布阻力r，一部分来自于滤并的滤饼阻力R。在过滤过程中，随着滤并的不断增厚，滤并阻力不断增大且构成主要的过滤阻力。第四节细粒物料的脱水方法及设备25第四节细粒物料的脱水方法及设备2.可过滤性可过滤性是煤泥水的又一工艺性质，它表征煤泥脱水过滤的难易程度。由于细粒物料脱水以过滤方法为主，因而采用比滤阻采表征其可过滤性。

比滤阻是指过滤单位质量物料的滤饼阻力，单位为m/kg。显然，比滤阻越大，可过滤性越差，比滤阻首先取决于煤泥水的组成及性质。实践表明，矿物质含量越大，粒度越细，水质越弱，相应的比滤阻就越大。其次，滤饼结构对比滤阻有较大影响。再者，通过添加助滤剂可显著减少比滤助。提高煤泥水可过滤性是改善过滤效果的有效途径。比滤阻可通过专门的压滤试验与过滤试验去获得。可用来预测煤泥过滤性的难易程度和过滤效果，还可用于助滤剂、过滤设备的效果评价。第四节细粒物料的脱水方法及设备2.可过滤性26第四节细粒物料的脱水方法及设备4.过滤及压滤的比较这里所讲过滤，确切讲为真空过滤。1)共同点本质相同，即过滤基本原理。2)差异

(1)推动力性质及大小。过滤是利用真空系统在滤有两侧形成压力差，压力差小。一般200-600mmHg柱高；而压滤则是通过流体加压(矿浆或空气)，形成滤布两侧的压力差，压力差可达0.5-1Mpa，且调节方便。

(2)过滤过程不同。真空过滤为恒压过滤，过滤过程中压力不变，过滤速度逐渐减少。压滤先为恒速过滤，过滤速度不变，压力增加；待形成一定滤饼后，转为恒压过滤，压力保持不变，过滤速度逐渐减小。

(3)适用对象。过滤用于比滤阻小的易过滤物料，如浮选精煤、以粗粒为主的浮选尾煤；压滤则用于难滤物料，如以高灰细粒为主的浮选尾矿。第四节细粒物料的脱水方法及设备4.过滤及压滤的比较27第四节细粒物料的脱水方法及设备4.过滤及压滤的比较2)差异

(4)固液分离程度。过滤介质的孔径大，滤液浓度高且须形成循环。过滤过程没有实现彻底的固液分离；压滤介质孔径小，滤液为清水，固液分离彻底，目前被视为选煤厂实现煤泥厂内回收，洗水闭路循坏的把关设备。

(5)作业方式及效率。过滤连接作业，产品水分为26-28%，新型设备可达到18-20%；设备单位面积处理量大；压滤目前国内以间断作业为主，产品水分为30-32%，设备处理量低。

(6)系统投资及运行弗用。压滤系统总投资高，但运行费用低；而过滤系统投资可降低，但电耗、运行费用较高。第四节细粒物料的脱水方法及设备4.过滤及压滤的比较28第四节细粒物料的脱水方法及设备真空过滤机盘式真空过滤机带式真空过滤机筒式真空过滤机