懸浮液的基本性質(zhì)

1、精選課件1第一章 懸浮液的基本性質(zhì)l煤泥水：由不同粒度的細(xì)小煤炭顆粒與水介質(zhì)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(lái)即一種固液分離過(guò)程。精選課件2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 精選課件3第一節(jié)第一節(jié) 液相的基本性質(zhì)液相的基本性質(zhì) 1、水的極性、水的極性 水分子是極性分子，導(dǎo)致水具有特殊性水分子是極性分子，導(dǎo)致水具有特殊性 氫鍵。氫鍵。 氫鍵的特點(diǎn)：鍵能較高，鍵長(zhǎng)較大。氫鍵的特點(diǎn)：鍵能較高，鍵

2、長(zhǎng)較大。 氫鍵的存在使固液分離更加困難。氫鍵的存在使固液分離更加困難。 精選課件4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(jié)構(gòu)參數(shù)水分子的結(jié)構(gòu)參數(shù)精選課件5 液態(tài)水中的瞬時(shí)締和體液態(tài)水中的瞬時(shí)締和體精選課件6 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(xiàn)。流體分子間相互作用的體現(xiàn)。 水具有粘性，水具有粘性，是常見(jiàn)的牛頓流體，其粘度是常見(jiàn)的牛頓流體，其粘度 與溫度有一定的關(guān)系。與溫度有一定的關(guān)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(zhì)增加單位表面積外界所做的功。物質(zhì)增加單位表面積外界所

3、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表面張力，且隨溫度的變化而 變化。變化。 表面張力對(duì)固液分離的影響：表面張力對(duì)固液分離的影響： 主要表現(xiàn)在液體介質(zhì)表面張力越大，固液分主要表現(xiàn)在液體介質(zhì)表面張力越大，固液分 離越困難。離越困難。 精選課件7 第二節(jié)第二節(jié) 固相的基本性質(zhì)固相的基本性質(zhì)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(chǎng)合各不相同。適用場(chǎng)合各不相同。 精選課件8 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

4、形體系，顆粒粒度有一 定的分布規(guī)律。定的分布規(guī)律。 表示粒群粒度的方法：特征量法、列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(duì)固液分離的影響：粒度對(duì)固液分離的影響： 固液分離過(guò)程中，只要物料中細(xì)粒顆粒含固液分離過(guò)程中，只要物料中細(xì)粒顆粒含量增多，分離效率就會(huì)降低。實(shí)際工作中，應(yīng)量增多，分離效率就會(huì)降低。實(shí)際工作中，應(yīng)盡量增大顆粒粒度。盡量增大顆粒粒度。精選課件9 顆粒粒度及其相應(yīng)的分離設(shè)備顆粒粒度及其相應(yīng)的分離設(shè)備圖圖2-4精選課件102、顆粒的形狀、顆粒的形狀 描述顆粒形狀的定量參數(shù)：球形系數(shù)描述顆粒形狀的定量參數(shù)：球形系數(shù) ，其，其 定義為：定義為：=S b,

5、 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 g , v-實(shí)際顆粒的表面積。實(shí)際顆粒的表面積。 顆粒形狀在某些特定場(chǎng)合下，對(duì)分離效果有顆粒形狀在某些特定場(chǎng)合下，對(duì)分離效果有一定影響。如重力沉降過(guò)程等。一定影響。如重力沉降過(guò)程等。精選課件11 第三節(jié)第三節(jié) 固液體系的基本性質(zhì)固液體系的基本性質(zhì) 1 1、固液體系的穩(wěn)定性、固液體系的穩(wěn)定性 穩(wěn)定性：固體物料在液相介質(zhì)中保持均勻穩(wěn)定性：固體物料在液相介質(zhì)中保持均勻分散的能力。分散的能力。 影響穩(wěn)定性的因素：物料密度、濃度、粒影響穩(wěn)定性的因素：物料密度、濃度、粒度及組成、界面電位、體系溫度、

6、擱置時(shí)間等。度及組成、界面電位、體系溫度、擱置時(shí)間等。（表（表2-5） 穩(wěn)定性越高懸浮液，固液分離效果越差。穩(wěn)定性越高懸浮液，固液分離效果越差。精選課件12表表2-5 影響固液體系穩(wěn)定性的影響固液體系穩(wěn)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(shí)間延長(zhǎng)穩(wěn)定性下降增加下降增加增加下降下降精選課件132、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(zhì)液相相比，復(fù)雜的多。懸浮液的流變行為與均質(zhì)液相相比，復(fù)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。

7、3 3、水在固體物料中的賦存狀態(tài)、水在固體物料中的賦存狀態(tài) 化合水、結(jié)合水、毛細(xì)管水、自由水化合水、結(jié)合水、毛細(xì)管水、自由水 化合水：化合水： 水分和物質(zhì)按固定比率直接化合，成為新物質(zhì)的水分和物質(zhì)按固定比率直接化合，成為新物質(zhì)的一部分。一部分。精選課件14 結(jié)合水：結(jié)合水： 極性很強(qiáng)的水，在與具有極性的物料共存時(shí)，極性很強(qiáng)的水，在與具有極性的物料共存時(shí)， 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(jié)合水。結(jié)合水。 結(jié)合水又分為：強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。結(jié)合水又分為：強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。 毛細(xì)管水：毛細(xì)管水： 固液體系中，當(dāng)固體顆粒本身含有裂隙及顆粒固液體系中，當(dāng)固體顆粒本

8、身含有裂隙及顆粒之間形成許多細(xì)小空隙時(shí)，水會(huì)存在這些裂隙之間形成許多細(xì)小空隙時(shí)，水會(huì)存在這些裂隙精選課件15和孔隙中，形成毛細(xì)管水。（圖和孔隙中，形成毛細(xì)管水。（圖2-7） 圖圖2-7 毛細(xì)管水分示意圖毛細(xì)管水分示意圖a-顆粒間毛細(xì)管；顆粒間毛細(xì)管；b-顆粒本身毛細(xì)管顆粒本身毛細(xì)管精選課件16 物料中孔隙率越大，毛細(xì)管水分越多。物料中孔隙率越大，毛細(xì)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(jù)的體積，物料中固體顆粒所占據(jù)的體積，m3。 精選課件17 平衡狀態(tài)毛細(xì)管中平衡狀態(tài)毛細(xì)管中

9、水柱高度圖水柱高度圖 毛細(xì)管中水注高度毛細(xì)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 c co os s h h精選課件18 自由水：自由水： 即重力水，其運(yùn)動(dòng)受重力控制，容易被即重力水，其運(yùn)動(dòng)受重力控制，容易被脫除。脫除。精選課件194、顆粒表面電性及潤(rùn)濕性、顆粒表面電性及潤(rùn)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(shí)，其表面與極性水分子相互作用，發(fā)生分散時(shí)，其表面與極性水分子相互作用，發(fā)生溶解、吸附、表面電離現(xiàn)象，

10、從而使顆粒表面溶解、吸附、表面電離現(xiàn)象，從而使顆粒表面荷電。荷電。 顆粒表面荷電機(jī)理顆粒表面荷電機(jī)理優(yōu)先溶解機(jī)理優(yōu)先溶解機(jī)理 優(yōu)先吸附機(jī)理優(yōu)先吸附機(jī)理 電離作用機(jī)理電離作用機(jī)理精選課件20表面荷表面荷電電過(guò)程過(guò)程石英表面荷電機(jī)理石英表面荷電機(jī)理精選課件21 （2 2） 顆粒表面潤(rùn)濕性顆粒表面潤(rùn)濕性 潤(rùn)濕性的衡量標(biāo)準(zhǔn)：接觸角潤(rùn)濕性的衡量標(biāo)準(zhǔn)：接觸角 揚(yáng)氏方程：揚(yáng)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(rùn)濕性。接觸角，可定量表示固體的潤(rùn)濕性。l lg gs sl l

11、s sg g 精選課件22 固液氣三相平衡體系固液氣三相平衡體系 90，固體難以潤(rùn)濕（或疏水的），固體難以潤(rùn)濕（或疏水的） 90，固體易于潤(rùn)濕（或親水的），固體易于潤(rùn)濕（或親水的） =0， 液體則完全潤(rùn)濕固體。液體則完全潤(rùn)濕固體。精選課件23 潤(rùn)濕性對(duì)固液分離的影響潤(rùn)濕性對(duì)固液分離的影響 固體物料的潤(rùn)濕性越差，固液分離效果越固體物料的潤(rùn)濕性越差，固液分離效果越好。實(shí)際工作中，應(yīng)盡量增大被分離物料的疏好。實(shí)際工作中，應(yīng)盡量增大被分離物料的疏水性。水性。 精選課件24第四節(jié)第四節(jié) 煤泥水的基本性質(zhì)（簡(jiǎn)介）煤泥水的基本性質(zhì)（簡(jiǎn)介） 煤泥水的主要性質(zhì)：濃度、粘度、化煤泥水的主要性質(zhì)：濃度、粘度、化學(xué)性

12、質(zhì)、煤泥的粒度及礦物組成。學(xué)性質(zhì)、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(dāng)增大濃度，可提高過(guò)濾設(shè)備的處理量，進(jìn)適當(dāng)增大濃度，可提高過(guò)濾設(shè)備的處理量，進(jìn)而提高分離效率。而提高分離效率。 選煤廠常用三個(gè)指標(biāo)表示：液固比選煤廠常用三個(gè)指標(biāo)表示：液固比R、固體含、固體含量量C（g/L）、重量百分濃度（）、重量百分濃度（%）。）。精選課件25 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(guān)系（見(jiàn)圖）中的關(guān)系（見(jiàn)圖） 2、煤泥水的粘度：、煤泥水的粘度：精選課件26 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(xì)，越細(xì)，細(xì)顆粒含量

13、細(xì)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(xué)性質(zhì)、煤泥水的主要化學(xué)性質(zhì) 主要化學(xué)性質(zhì)是指水的主要化學(xué)性質(zhì)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(shí)，促使固體顆粒分散水的硬度：硬度較大時(shí)，促使固體顆粒分散 或凝聚，改變沉降特性?；蚰?，改變沉降特性。精選課件27 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(guò)多，影響煤等）洗水中積累過(guò)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(duì)絮凝過(guò)程有影響，煤泥水處理過(guò)程中很主要對(duì)絮凝過(guò)程有影響，煤泥水處理過(guò)程中很少調(diào)節(jié)。少調(diào)節(jié)。精選課件28 4、煤泥水中煤泥的性質(zhì)煤泥水中煤泥的性質(zhì) 煤泥的煤泥的粒度粒度及及粒度組成粒度組成, ,對(duì)煤泥水處理的影對(duì)煤泥水處理的影響：響： 煤泥粒度越小，微細(xì)顆粒含量越多，越不煤泥粒度越小，微細(xì)顆粒含量越多，越不 利于煤泥的澄清、沉降、濃縮、過(guò)濾。利于煤泥的澄清、沉降、濃縮、過(guò)濾。 精選課件29 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(duì)應(yīng)的粒度：粒度分布曲線中與峰值相對(duì)應(yīng)的粒度：