1、第一章 懸浮液的基本性質l煤泥水：由不同粒度的細小煤炭顆粒與水介質混合而成的懸浮液。l煤泥水處理：煤泥水處理指將煤從煤泥水中分離出來即一種固液分離過程。懸浮液懸浮液: 指固體顆粒度大于指固體顆粒度大于10-5cm以上的以上的 固液分散體系固液分散體系分散體系基本類型：分散體系基本類型： 粗分散體系粗分散體系 膠體分散體系膠體分散體系 分子分散體系分子分散體系 第一節第一節 液相的基本性質液相的基本性質 1、水的極性、水的極性 水分子是極性分子，導致水具有特殊性水分子是極性分子，導致水具有特殊性 氫鍵。氫鍵。 氫鍵的特點：鍵能較高，鍵長較大。氫鍵的特點：鍵能較高，鍵長較大。 氫鍵的存在使固液分離

2、更加困難。氫鍵的存在使固液分離更加困難。 圖圖(2-1) 水分子的電子云水分子的電子云 圖圖(2-2) 水分子的結構參數水分子的結構參數 液態水中的瞬時締和體液態水中的瞬時締和體 2 2、水的粘性、水的粘性 粘性粘性流體分子間相互作用的體現。流體分子間相互作用的體現。 水具有粘性，水具有粘性，是常見的牛頓流體，其粘度是常見的牛頓流體，其粘度 與溫度有一定的關系。與溫度有一定的關系。 降低水的粘度，有利于固液分離。降低水的粘度，有利于固液分離。 3 3、水的表面張力、水的表面張力 物質增加單位表面積外界所做的功。物質增加單位表面積外界所做的功。 水具有很高的表面張力，且隨溫度的變化而水具有很高的

3、表面張力，且隨溫度的變化而 變化。變化。 表面張力對固液分離的影響：表面張力對固液分離的影響： 主要表現在液體介質表面張力越大，固液分主要表現在液體介質表面張力越大，固液分 離越困難。離越困難。 第二節第二節 固相的基本性質固相的基本性質1 1、固相顆粒粒度、固相顆粒粒度 顆粒粒度表示方法顆粒粒度表示方法: : 有篩分粒度、表面粒度、自由沉降粒度等，有篩分粒度、表面粒度、自由沉降粒度等， 適用場合各不相同。適用場合各不相同。 粒群的粒度分布：粒群的粒度分布： 固液體系是多分散形體系，顆粒粒度有一固液體系是多分散形體系，顆粒粒度有一 定的分布規律。定的分布規律。 表示粒群粒度的方法：特征量法、列

4、表格表示粒群粒度的方法：特征量法、列表格法及公式法。法及公式法。 粒度對固液分離的影響：粒度對固液分離的影響： 固液分離過程中，只要物料中細粒顆粒含固液分離過程中，只要物料中細粒顆粒含量增多，分離效率就會降低。實際工作中，應量增多，分離效率就會降低。實際工作中，應盡量增大顆粒粒度。盡量增大顆粒粒度。 顆粒粒度及其相應的分離設備顆粒粒度及其相應的分離設備圖圖2-42、顆粒的形狀、顆粒的形狀 描述顆粒形狀的定量參數：球形系數描述顆粒形狀的定量參數：球形系數 ，其，其 定義為：定義為：=s b, v/s g, v s b, v-與顆粒具有相同體積的球體的表面積；與顆粒具有相同體積的球體的表面積； s

5、 g , v-實際顆粒的表面積。實際顆粒的表面積。 顆粒形狀在某些特定場合下，對分離效果有顆粒形狀在某些特定場合下，對分離效果有一定影響。如重力沉降過程等。一定影響。如重力沉降過程等。 第三節第三節 固液體系的基本性質固液體系的基本性質 1 1、固液體系的穩定性、固液體系的穩定性 穩定性：固體物料在液相介質中保持均勻穩定性：固體物料在液相介質中保持均勻分散的能力。分散的能力。 影響穩定性的因素：物料密度、濃度、粒影響穩定性的因素：物料密度、濃度、粒度及組成、界面電位、體系溫度、擱置時間等。度及組成、界面電位、體系溫度、擱置時間等。（表（表2-5） 穩定性越高懸浮液，固液分離效果越差。穩定性越高

6、懸浮液，固液分離效果越差。表表2-5 影響固液體系穩定性的影響固液體系穩定性的因素分析因素分析因素變化固體密度增大固體濃度上升固體粒度變大粒度組成變寬界面電位增大體系溫度上升擱置時間延長穩定性下降增加下降增加增加下降下降2、懸浮液的流變性、懸浮液的流變性 懸浮液的流變行為與均質液相相比，復雜的多。懸浮液的流變行為與均質液相相比，復雜的多。 影響懸浮液粘度的因素：影響懸浮液粘度的因素：濃度濃度、顆粒粒度、分、顆粒粒度、分散度、表面電荷等。散度、表面電荷等。3 3、水在固體物料中的賦存狀態、水在固體物料中的賦存狀態 化合水、結合水、毛細管水、自由水化合水、結合水、毛細管水、自由水 化合水：化合水：

7、 水分和物質按固定比率直接化合，成為新物質的水分和物質按固定比率直接化合，成為新物質的一部分。一部分。 結合水：結合水： 極性很強的水，在與具有極性的物料共存時，極性很強的水，在與具有極性的物料共存時， 很容易在固體表面形成一層很容易在固體表面形成一層 “水化膜水化膜” 結合水。結合水。 結合水又分為：強結合水和弱結合水。結合水又分為：強結合水和弱結合水。 毛細管水：毛細管水： 固液體系中，當固體顆粒本身含有裂隙及顆粒固液體系中，當固體顆粒本身含有裂隙及顆粒之間形成許多細小空隙時，水會存在這些裂隙之間形成許多細小空隙時，水會存在這些裂隙和孔隙中，形成毛細管水。（圖和孔隙中，形成毛細管水。（圖2

8、-7） 圖圖2-7 毛細管水分示意圖毛細管水分示意圖a-顆粒間毛細管；顆粒間毛細管；b-顆粒本身毛細管顆粒本身毛細管 物料中孔隙率越大，毛細管水分越多。物料中孔隙率越大，毛細管水分越多。 孔隙率孔隙率 m=（v1-v2）/v1 式中式中 m物料的孔隙度；物料的孔隙度； v1物料的體積，物料的體積，m3； v2物料中固體顆粒所占據的體積，物料中固體顆粒所占據的體積，m3。 平衡狀態毛細管中平衡狀態毛細管中 水柱高度圖水柱高度圖 毛細管中水注高度毛細管中水注高度 水的表面張力水的表面張力n/m ， 平衡接觸角平衡接觸角（）g重力加速度重力加速度m/s2 水的密度水的密度kg/m3g gd d4 4

9、 c co os s h h 自由水：自由水： 即重力水，其運動受重力控制，容易被即重力水，其運動受重力控制，容易被脫除。脫除。4、顆粒表面電性及潤濕性、顆粒表面電性及潤濕性 （1）顆粒表面電性：）顆粒表面電性： 顆粒表面荷電的原因顆粒表面荷電的原因固體物料在水中固體物料在水中分散時，其表面與極性水分子相互作用，發生分散時，其表面與極性水分子相互作用，發生溶解、吸附、表面電離現象，從而使顆粒表面溶解、吸附、表面電離現象，從而使顆粒表面荷電。荷電。 顆粒表面荷電機理顆粒表面荷電機理優先溶解機理優先溶解機理 優先吸附機理優先吸附機理 電離作用機理電離作用機理表面荷表面荷電電過程過程石英表面荷電機理

10、石英表面荷電機理 （2 2） 顆粒表面潤濕性顆粒表面潤濕性 潤濕性的衡量標準：接觸角潤濕性的衡量標準：接觸角 揚氏方程：揚氏方程： cos= s gs g、 s ls l、 g lg l固固- -氣、固氣、固- -液液 及氣及氣- -液界面的界面張力；液界面的界面張力； 接觸角，可定量表示固體的潤濕性。接觸角，可定量表示固體的潤濕性。l lg gs sl ls sg g 固液氣三相平衡體系固液氣三相平衡體系 90，固體難以潤濕（或疏水的），固體難以潤濕（或疏水的） 90，固體易于潤濕（或親水的），固體易于潤濕（或親水的） =0， 液體則完全潤濕固體。液體則完全潤濕固體。 潤濕性對固液分離的影響

11、潤濕性對固液分離的影響 固體物料的潤濕性越差，固液分離效果越固體物料的潤濕性越差，固液分離效果越好。實際工作中，應盡量增大被分離物料的疏好。實際工作中，應盡量增大被分離物料的疏水性。水性。 第四節第四節 煤泥水的基本性質（簡介）煤泥水的基本性質（簡介） 煤泥水的主要性質：濃度、粘度、化煤泥水的主要性質：濃度、粘度、化學性質、煤泥的粒度及礦物組成。學性質、煤泥的粒度及礦物組成。 1、煤泥水的濃度：、煤泥水的濃度： 適當增大濃度，可提高過濾設備的處理量，進適當增大濃度，可提高過濾設備的處理量，進而提高分離效率。而提高分離效率。 選煤廠常用三個指標表示：液固比選煤廠常用三個指標表示：液固比r、固體含

12、、固體含量量c（g/l）、重量百分濃度（）、重量百分濃度（%）。）。 煤泥水的煤泥水的有效粘度有效粘度與與煤泥粒度煤泥粒度 在不同在不同固液含量固液含量中的關系（見圖）中的關系（見圖） 2、煤泥水的粘度：、煤泥水的粘度： 影響煤泥水粘度的因素：影響煤泥水粘度的因素： 粒度粒度越細，越細，細顆粒含量細顆粒含量越多，煤泥水粘度越多，煤泥水粘度越大。越大。3 3、煤泥水的主要化學性質、煤泥水的主要化學性質 主要化學性質是指水的主要化學性質是指水的硬度硬度、水中溶解物的水中溶解物的組成組成、酸堿度酸堿度。 水的硬度：硬度較大時，促使固體顆粒分散水的硬度：硬度較大時，促使固體顆粒分散 或凝聚，改變沉降特

13、性。或凝聚，改變沉降特性。 水中溶解物的組成：水中溶解物的組成： 主要是由一些可溶性鹽類組成，（如主要是由一些可溶性鹽類組成，（如k k+ +、na+na+、 fefe2+2+、hcohco3 3、clcl- -等）洗水中積累過多，影響煤等）洗水中積累過多，影響煤泥沉降和洗水澄清。泥沉降和洗水澄清。 水的酸堿度：水的酸堿度： 主要對絮凝過程有影響，煤泥水處理過程中很主要對絮凝過程有影響，煤泥水處理過程中很少調節。少調節。 4、煤泥水中煤泥的性質煤泥水中煤泥的性質 煤泥的煤泥的粒度粒度及及粒度組成粒度組成, ,對煤泥水處理的影對煤泥水處理的影響：響： 煤泥粒度越小，微細顆粒含量越多，越不煤泥粒度越小，微細顆粒含量越多，越不 利于煤泥的澄清、沉降、濃縮、過濾。利于煤泥的澄清、沉降、濃縮、過濾。 粒度群的特征值粒度群的特征值： 眾值眾值粒度分布曲線中與峰值相對應的粒度：粒度分布曲線中與峰值相對應