固液分离技术6颗粒分级设备及固液分离的洗涤效率

可知，

=0时， =0；
=1时， =1-1/n，当n→∞时，
>1时，且当n→∞时， ≈1； <1时，当n→∞时， ≈
≈1；
。
（6-56）
由式（6-54）可得： n=log[（ - ）/（1- ）]/log -1 例6-3a与6-3b。
第六章 颗粒分级设备及固液分离的洗涤效率
当洗水中不含有溶质，即yw=0时，（6-53）简化为
1 ( 1) /( n1 1)
也可写成
1 1/(1 2 n )
（6-54）
（6-55）
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6.2.1 多级逆流洗涤
由式（6-55）
当
1 1/(1 2 n )
yn [( 1) /( n1 1) ] yin [( n 1) /( n1 1)]yw (6-51)
将（6-51）代入（6-49）中可得： （6-52） y1 [( n 1) / ( n1 1)]yin [ n ( 1) /( n1 1)]yw 通过（6-51）和（6-52）可以分别求出最后的底流液Ln中及回收的 溢流液V1中的溶质浓度yn及y1。
固体结合的母液（薄膜液）中的溶质通过扩散进入洗涤
水中，洗涤后滤液中的溶质浓度不断下降。
滤饼的稀释洗涤是把过滤后的滤饼放入搅拌槽中，用洗水 进行搅拌洗涤，因此又称为再制浆洗涤（repulping washing ） 。
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6.2 固液分离的洗涤效率
1）洗涤方式
并流与逆流 洗涤方案一般采用并流 或逆流洗涤，前者为每 次洗涤都用新鲜水，洗 后即予排放；
（6-54）
1 ( 1) /( n1 1)
已知yin=5kg· -3，yw=0，Lin=100 m3·-1，Li=100 m3·-1，Vw=150 m s s m3·-1，n=5； s 所以 = Vw / Li =1.5， = Li / Lin =1； 故yn=[（1.5-1）/（1.55+1-1）]×5=2.5/10.39=0.241 kg· -3； m y1=[（1.55-1）/（1.55+1-1）]×5=32.97/10.39=3.173kg· -3。 m
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6.2.1 多级逆流洗涤
n1 n n1 解：由公式（6-51） yn [( 1) /( 1) ] yin [( 1) /( 1)]yw
n n1 n n1 （6-52） y1 [( 1) / ( 1)]yin [ ( 1) /( 1)]yw
而逆流洗涤，则是清水洗涤 最后一次洗涤过程中的产品， 洗涤水不予排放，而是用来 逐级洗涤上一道洗涤过程中 的产品，这样逆流洗多次后， 再作排放处理。
第六章 颗粒分级设备及固液分离的洗涤效率 6.2 固液分离的洗涤效率
1）洗涤方式
浓密机底流的洗涤通常采用再制浆洗涤方式。
连续逆流洗涤是多个浓密机组成的多段洗涤系统，洗涤水（浓密 机溢流）与浓密机底流（矿浆）逆流运动，为了使洗涤水（浓密
用下，分成不同级别向上和向
下运动，从而达到wk.baidu.com级的目的。
6.2.1 多级逆流洗涤 由物料平衡，即进料量等于出料量，有 [Q]in+Vw=[Qu]n+[Qo]1 [Qu（1（6-42） 由溶液平衡，即进料溶液量等于出料溶液量，有
u ）]in+Vw=[Qu（1- u
）]n+[Qo]1
(6-43)
或 Lin+Vn+1=Ln+V1 溶质平衡，有
[Qu（1-
置换洗涤（displacement washing ）：在滤饼洗涤初期，以洗 液置换母液的这种洗涤称为置换洗涤。在置换洗涤过程，洗水 置换滤饼孔隙中的游离母液，特点是洗涤后滤液中的溶质浓度 不下降。
第六章 颗粒分级设备及固液分离的洗涤效率 6.2 固液分离的洗涤效率 1）洗涤方式
在扩散洗涤（diffusion washing ）过程，滤饼孔隙内与
机溢流）能自动流入前一级，浓密机的位置自洗涤水进入的最后
一级浓密机起，依此降低高度，见下图。
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6.2 固液分离的洗涤效率
1）洗涤方式
连续逆流洗涤的优点是：电能消耗低，浓密机的设备结构 简单，维修费用低，固液分离和洗涤过程连续、自动操作。 在洗涤水用量一定的条件下，洗涤率高（洗涤率可以超过 99 %）；在洗涤率相同的条件下，可以得到较高浓度的洗
u ）]inyin+Vwyw=[Qu（1- u
）]nyn+[Qo]1y1
(6-44)
或Linyin+Vn+1yw=Lnyn+V1 y1
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6.2.1 多级逆流洗涤 令洗涤比为 Vi / Li V / L ； 其中Vi=V，i=2，3，…，（n+1），V1≠V； Li=L，i=1，2，…，n，Lin≠L。 n级的溶质平衡： Ln-1yn-1+Vwyw=Vnyn+Lnyn 或 yn-1 =（1+ （6-45）
即
o
=0；
2）每一段浓密机的底流及溢流液体中的溶质浓度相等； 即每一段只有一个溶质浓度；
3）各级洗涤过程的进料及底流液固比相等，相应的流量相等。
即[Qu]i=Q， i=1，2，…，n，[Qu]in≠Q；
[u ]i
=

， i=1，2，…，n，[u ]in ≠

；
第六章 颗粒分级设备及固液分离的洗涤效率

）yn-

yw
根据数学归纳法的原理，可以推出
y1 [( n 1) /( 1)]yn [( n1 1) /( 1)]yw （6-49）
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6.2.1 多级逆流洗涤
令Li/Lin= ，则Vi/Lin= ； 则总溶质平衡式（6-44） Linyin+Vn+1yw=Lnyn+V1 y1可化为 yin= y1+ yn- yw 将式（6-49）代入上式得：
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6.1 颗粒分级设备的理论基础
由于本节内容在其他课程中会有详细的讲述，这里就不再讨论。
E Mu / M
总分离效率定义为底流固 体质量占进料固体质量的 比例。
第六章 颗粒分级设备及固液分离的洗涤效率 6.2 固液分离的洗涤效率
1）洗涤方式
固液分离过程中洗涤有三种方式：置换洗涤（并流洗涤 和逆流洗涤）、再制浆洗涤和逐级稀释洗涤。
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6.2.1 多级逆流洗涤 定义洗涤效率 =1-[n级底流液中带走的溶质量]/[进料底流液中带入的溶质量] =1-ynLn/yinLin=1- 或 yn/yin （6-53）
1 ( 1) /( n1 1) ( n 1) /( n1 1) yw / yin
6.2.1 多级逆流洗涤
例题：某浓密机底流矿浆采用多级逆流洗涤，进料中溶
液量为100m3·-1，溶质质量浓度为5kg· -3，洗涤级数为5， s m
各级操作条件相同，每级的底流液量为100 m3·-1，洗水 s 量为150 m3·-1，洗水中不含溶质， s 求（1）洗涤后底流液和洗液的溶质浓度； （2）洗涤效率。
矿浆中固体颗粒的体积分数，
%；V表示溢流液的体积流
量，m3·-1；y表示矿浆的溶 s 质质量浓度，kg· -3；L表示 m
溶液流量，m3·-1。 s
第六章 颗粒分级设备及固液分离的洗涤效率
6.2.1 多级逆流洗涤
第六章 颗粒分级设备及固液分离的洗涤效率
6.2.1 多级逆流洗涤 物料平衡设定： 1）洗涤浓密机的溢流中不含固体，且浸出后反应已经停止；
其中，过滤作业三种方式都可采用，最常用的是置换洗
涤；沉降作业主要采用后两种洗涤方式。
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6.2 固液分离的洗涤效率
1）洗涤方式
滤饼的盘上洗涤是指过滤后的滤饼不卸料，而直接用洗水进行 洗涤。在滤饼孔隙中的母液包括：被固体吸附而与固体结合的 薄膜液和在孔隙中的游离母液，因此在盘上洗涤时，滤饼的洗 涤过程包括置换洗涤和扩散洗涤两个过程。
1 ( 1) /( n1 1) =1-（1.5-1）/（1.55+1-1）=95.2%。
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6.3 流态化分级设备
如图6-27所示，固体颗粒在流态
化分级设备中，受到重力、浮 力、流体的运动阻力的作用，
根据颗粒的密度和粒度不同，
颗粒的沉降终端速度也不相同， 最终造成颗粒在上升水流的作
液；相同洗涤率时，用水量少。
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6.2 固液分离的洗涤效率
2）滤饼洗涤的洗液应具备的条件 a能和残余液很好地互溶； b只能溶去需去除的杂质，而不能溶解滤渣；
c洗涤后，洗液与溶质易于分离；
d具有较低粘度。
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6.2.1 多级逆流洗涤 多级逆流洗涤的流程图见图 6-13，工艺条件图见图6-14。 图6-13和6-14中，Q表示矿浆 的体积流量，m3·-1； 表示 s