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與離心機選型有關的物料特性

脫水、澄清、濃縮、分級、分離等過程的效率除與離心機的機型選擇有關外,還與分離物料的特性,即懸浮液的特性、固體顆粒特性、乳濁液特性等有關。一、懸浮液特性懸浮液是指液體和懸浮于其中的固體顆料所組成的系統。根據固體顆料的大小于濃度可分為:粗顆粒懸浮液、高濃度懸浮液和低濃度懸浮液。固體顆粒的粒度、懸浮液的濃度及濾渣或沉渣的厚度增長率與離心機的處理能力有密切關系,在設備選型中占有重要的地位。懸浮液的粘度取決于液相粘度和懸浮液的濃度:μ1=μ2(1+4.5X0)式中 μ1—懸浮液的粘度,Pa·s;μ2—純液相的粘度,Pa·s;X0—懸浮液中所含固體顆粒的體積百分濃度。
二、 固體顆粒特性固體顆粒特性一般指顆粒群中顆粒的主要物理性質,包括顆粒的大小、粒度分布、形狀、密度、表面性質等。它們與分離有著密切的關系。(1) 懸浮液或料漿中的固體顆粒,是由許多單個顆粒和聚集在一起的顆粒團組成的混合體,顆粒的大小和幾何形狀與周圍液體表面間相互作用有關,顆粒越小,表面積越大,固-液間的表面效應就越顯著。(2) 有些顆粒由于結晶力或分子間的吸引力很強,顆粒與液體有明顯的界面,因此分離容易,如金屬粉末、砂粒及某些結晶鹽。有些顆粒如硅酸、粘土、氫氧化鋁、氫氧化鐵,顆粒與液體沒有明顯的界面,分離較困難。(3) 顆粒可分為堅硬和軟脆二種類型,堅硬的顆粒比較穩定,軟脆的顆粒在輸送、攪拌、混合、凝聚等過程中可能會引起破碎而降低顆粒度,從而影響固液分離效果。(4) 固體粒徑分類和分離設備的關系可參見如下:

 三、 乳濁液特性乳濁液是由液體和懸浮于其中的一種或數種其他液體組成的多相系統,其中至少有一種液體以液珠的形式,均勻地分散于一個和它不互溶的液體之中。以液珠形式存在的液體稱為分散相(內相或非連續相);另一相稱為連續相(外相或非分散相)。乳濁液的液珠直徑一般大于0.1μm。乳濁液的液珠的穩定性低,當懸浮液珠達一定大小時,組成它的兩相會較快地分層。懸浮液珠的“臨界”大小約等于0.4~0.5μm,當懸浮液珠小于此值時,乳濁液顯得穩定,組成它的兩層相不會分層。此種體系皆有一個最低穩定度,當有表面活性劑或固體粉末存在時,穩定度可明顯增加。乳濁液可根據組分是連續相或是非連續相而分為兩種截然不同的類型,例如油和水所成的乳濁液可以是油內水外,也可以是油外水內(凡不與水混合者皆謂之油)。一般常用O/W或W/O表示(/右邊是外相)。乳濁液與懸浮液的最大區別是,乳濁液內由于濃度的變化可能發生兩相的轉換,即分散相變成連續相,而連續相成為分散相。乳濁液的內摩擦或粘度和懸浮液一樣,因濃度的不同而改變,而在兩相發生轉換的濃度下,乳濁液的粘度為最大。描述乳濁液的物理性質主要包括液珠的大小及其分布、濃度、布朗運動及電現象等。其中液珠粒度分布測定與時間的關系常常是研究乳濁液穩定時的一項重要數據,一般可在顯微鏡下直接觀察,或用各種測定沉降的技術及光散射法來測定。其原理與測量方法基本上與固體顆粒相同,不再詳述。

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