與離心機選型有關的(de)物料特性
脫(tuo)水、澄(cheng)清、濃縮、分級、分離(li)(li)等(deng)過程(cheng)的(de)效率除與(yu)離(li)(li)心機的(de)機型選擇有關(guan)外,還與(yu)分離(li)(li)物(wu)料的(de)特性,即(ji)懸浮液的(de)特性、固體(ti)顆粒特性、乳濁液特性等(deng)有關(guan)。
一、 懸浮液特性
懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)是指液(ye)體(ti)和懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)于其(qi)中(zhong)的(de)固(gu)體(ti)顆(ke)料(liao)所組成的(de)系(xi)統。根(gen)據固(gu)體(ti)顆(ke)料(liao)的(de)大(da)小于濃度可分為:粗顆(ke)粒(li)(li)(li)懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)、高濃度懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)和低濃度懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)。固(gu)體(ti)顆(ke)粒(li)(li)(li)的(de)粒(li)(li)(li)度、懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)液(ye)的(de)濃度及濾(lv)渣或沉(chen)渣的(de)厚度增長率與(yu)離心機的(de)處理能力(li)有密切關系(xi),在設(she)備選型中(zhong)占有重要(yao)的(de)地(di)位。
懸(xuan)浮液的粘度(du)取決(jue)于液相粘度(du)和懸(xuan)浮液的濃度(du):
μ1=μ2(1+4.5X0)
式中(zhong) μ1—懸(xuan)浮液的粘度(du),Pa·s;
μ2—純液(ye)相的粘(zhan)度(du),Pa·s;
X0—懸浮(fu)液中所(suo)含固(gu)體顆粒(li)的(de)體積(ji)百分濃度。
二、 固體顆粒特性
固(gu)體顆(ke)(ke)粒(li)特性一般指顆(ke)(ke)粒(li)群中(zhong)顆(ke)(ke)粒(li)的主(zhu)要物理(li)性質,包(bao)括顆(ke)(ke)粒(li)的大(da)小、粒(li)度分布、形狀、密(mi)度、表面性質等。它們與(yu)分離有著(zhu)密(mi)切的關(guan)系(xi)。
(1)懸(xuan)浮液或(huo)料漿中的固(gu)體顆(ke)(ke)粒,是由許多單個顆(ke)(ke)粒和聚(ju)集在一起(qi)的顆(ke)(ke)粒團組成的混合體,顆(ke)(ke)粒的大小和幾何形狀(zhuang)與周圍(wei)液體表面間(jian)相互作(zuo)用有(you)關,顆(ke)(ke)粒越(yue)小,表面積(ji)越(yue)大,固(gu)-液間(jian)的表面效應就越(yue)顯著(zhu)。
(2)有(you)(you)些顆(ke)粒由于結晶力或分子間的(de)吸引力很強,顆(ke)粒與(yu)液體有(you)(you)明顯的(de)界(jie)面,因此(ci)分離容易(yi),如(ru)金屬粉末、砂粒及某(mou)些結晶鹽。有(you)(you)些顆(ke)粒如(ru)硅酸、粘(zhan)土(tu)、氫(qing)氧化鋁、氫(qing)氧化鐵(tie),顆(ke)粒與(yu)液體沒(mei)有(you)(you)明顯的(de)界(jie)面,分離較困難(nan)。
(3)顆粒可分為堅(jian)硬和(he)軟(ruan)脆(cui)二種(zhong)類型(xing),堅(jian)硬的顆粒比較穩定,軟(ruan)脆(cui)的顆粒在輸送、攪拌、混合、凝聚等過程(cheng)中可能會引起破碎而(er)降低顆粒度(du),從(cong)而(er)影響(xiang)固液分離效果。
(4)固體粒徑分類和分離設(she)備的關(guan)系可參見如下:
(5)懸浮液(ye)顆粒徑、濃度和所選分離(li)設備的關系可參見如下:
三、 乳濁液特性
乳濁液(ye)(ye)是由液(ye)(ye)體和(he)懸(xuan)浮(fu)于(yu)其中的一(yi)種(zhong)或數種(zhong)其他液(ye)(ye)體組成(cheng)的多(duo)相(xiang)(xiang)系統(tong),其中至少有(you)一(yi)種(zhong)液(ye)(ye)體以液(ye)(ye)珠(zhu)(zhu)的形式,均勻地分(fen)散于(yu)一(yi)個(ge)(ge)和(he)它(ta)(ta)不(bu)互(hu)溶的液(ye)(ye)體之中。以液(ye)(ye)珠(zhu)(zhu)形式存(cun)(cun)在(zai)的液(ye)(ye)體稱為分(fen)散相(xiang)(xiang)(內相(xiang)(xiang)或非連續(xu)相(xiang)(xiang));另一(yi)相(xiang)(xiang)稱為連續(xu)相(xiang)(xiang)(外(wai)相(xiang)(xiang)或非分(fen)散相(xiang)(xiang))。乳濁液(ye)(ye)的液(ye)(ye)珠(zhu)(zhu)直徑(jing)一(yi)般大(da)于(yu)0.1μm。乳濁液(ye)(ye)的液(ye)(ye)珠(zhu)(zhu)的穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性低,當(dang)懸(xuan)浮(fu)液(ye)(ye)珠(zhu)(zhu)達(da)一(yi)定(ding)(ding)(ding)大(da)小(xiao)(xiao)時(shi),組成(cheng)它(ta)(ta)的兩(liang)相(xiang)(xiang)會較快地分(fen)層(ceng)。懸(xuan)浮(fu)液(ye)(ye)珠(zhu)(zhu)的“臨(lin)界”大(da)小(xiao)(xiao)約等于(yu)0.4~0.5μm,當(dang)懸(xuan)浮(fu)液(ye)(ye)珠(zhu)(zhu)小(xiao)(xiao)于(yu)此(ci)值時(shi),乳濁液(ye)(ye)顯得穩(wen)定(ding)(ding)(ding),組成(cheng)它(ta)(ta)的兩(liang)層(ceng)相(xiang)(xiang)不(bu)會分(fen)層(ceng)。此(ci)種(zhong)體系皆(jie)有(you)一(yi)個(ge)(ge)低穩(wen)定(ding)(ding)(ding)度(du),當(dang)有(you)表面活性劑或固體粉末存(cun)(cun)在(zai)時(shi),穩(wen)定(ding)(ding)(ding)度(du)可(ke)明顯增(zeng)加(jia)。
乳(ru)濁液可(ke)根(gen)據組分是(shi)(shi)(shi)連續(xu)相或是(shi)(shi)(shi)非連續(xu)相而分為兩(liang)種截然不同(tong)的(de)類(lei)型,例如油(you)和水(shui)所成的(de)乳(ru)濁液可(ke)以是(shi)(shi)(shi)油(you)內(nei)水(shui)外,也可(ke)以是(shi)(shi)(shi)油(you)外水(shui)內(nei)(凡不與水(shui)混合(he)者皆謂之油(you))。一般常用O/W或W/O表示(shi)(/右(you)邊是(shi)(shi)(shi)外相)。
乳(ru)濁液(ye)與懸浮液(ye)的(de)區(qu)別(bie)是,乳(ru)濁液(ye)內由于濃度的(de)變化可能發(fa)生兩相(xiang)(xiang)的(de)轉換,即分(fen)散相(xiang)(xiang)變成連(lian)續相(xiang)(xiang),而連(lian)續相(xiang)(xiang)成為分(fen)散相(xiang)(xiang)。乳(ru)濁液(ye)的(de)內摩擦或粘度和懸浮液(ye)一樣,因濃度的(de)不同而改變,而在(zai)兩相(xiang)(xiang)發(fa)生轉換的(de)濃度下,乳(ru)濁液(ye)的(de)粘度為大。
描述(shu)乳濁液的(de)(de)(de)物(wu)理(li)性質主要(yao)包(bao)括液珠的(de)(de)(de)大小及其分布、濃(nong)度、布朗運動及電現象等。其中液珠粒度分布測(ce)(ce)定與(yu)(yu)時間的(de)(de)(de)關系常(chang)常(chang)是研究乳濁液穩(wen)定時的(de)(de)(de)一(yi)項重要(yao)數據,一(yi)般可(ke)在顯微鏡下(xia)直接觀察,或用各(ge)種測(ce)(ce)定沉降的(de)(de)(de)技術及光(guang)散射法(fa)來(lai)測(ce)(ce)定。其原理(li)與(yu)(yu)測(ce)(ce)量(liang)方法(fa)基本(ben)上與(yu)(yu)固(gu)體顆粒相(xiang)同,不再詳述(shu)。
