摘要：固液分离（solid-liquid separation）是一种重要的单元操作，从液相中除去固体一般采用筛或沉淀的方法。本文旨在对旋流器、离心机的介绍，同时说明旋流器、离心机在石膏行业的重要作用，对以后石膏行业的生产起到抛砖引玉的作用。
关键词：固液分离；旋流器；离心机；二水石膏；a高强石膏
1引言
现有的传统固液分离技术主要集中在压滤、过滤、重力沉降等方面，广泛应用于医药、食品、化工、矿山、冶金、能源、环境保护等行业。在许多生产中，固液分离机构是关键设备之一，其技术水平的高低、质量的优劣，直接影响实现工业化规模生产的可能性、工艺过程的先进性和可靠性，同时影响到产品质量、生产能耗、环境保护等经济和社会效益。
2固液分离设备的特点及在石膏中的应用
固液分离设备按照有无旋转部件可以分为机身固定的旋转流分离设备和机身旋转的离心分离设备。
2.1机身固定的离心分离设备——旋流器
2.1.1旋流器的工作原理
流体在固定的机身内旋转而产生的离心力场；将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物在离心力的作用下进行分离，这样就达到了两相分离的目的。
2.1.2主要设备类型
按照施工工段分为一段分级旋流器、二段分级旋流器；
按照功能分为分级旋流器、脱水旋流器、脱泥旋流器、除渣旋流器、浓缩旋流器、尾矿干排专用旋流器。
2.1.3各种旋流器的应用说明及特点
（1）分级旋流器
根据条件选择合适的分级旋流器；一段分级旋流器广泛用于单系列日处理量500吨以上的各种金属矿、非金属矿选厂，与一段球磨机构成闭路磨矿分级循环。有利于磨机利用系数的提高；二段分级旋流器广泛使用在各种金属矿、非金属矿的二段检查，控制分级，可使二段旋流器的溢流细度自-200目75%至95%之间任意选择和调整。
（2）脱水旋流器主要用于各种矿物浆液的脱水作业。根据不同的物料特性，不同的生产安装环境，采用不同的结构设计，具有压降低，处理量大、脱水效率高的优点。
（3）脱泥旋流器主要用于各种金属矿、非金属矿浆的脱泥作业。高效脱泥旋流器的主要构件的比例及协调性，设计生产的高效脱泥旋流器具有脱泥效率高，有用矿物损失少，节省用户成本，提高生产效率的优点。
（4）除渣旋流器应用于电厂湿法脱硫、石灰制浆、原油除渣、自来水除砂、污水处理等作业中，可有效去除浆液中的粗砂、金属等颗粒杂物，具有渣物去除效率高，有用浆液损失少等优点。
（5）浓缩旋流器常与浓密机、过滤机等配合使用，应用于各种矿物过滤前的浓缩，矿物细磨浮选、金的矿浆氰化等之前的浓缩准备作业，以及尾矿的高浓度输送等作业中，实现矿浆的浓缩。可在较低的溢流浓度的前提下，产生较高的底流浓度，提高生产效率，减少支出，节省成本。
2.1.4旋流器在石膏中的应用
工业副产石膏（二水石膏）的生产过程中都会用到旋流器，如石灰——石膏法生产的脱硫石膏、磷石膏、氯碱纯碱行业的盐石膏、乳酸菌行业发酵的乳酸石膏以及钛白粉行业的钛石膏等等，都采用的是浓缩旋流器。
石灰石膏法生产二水石膏的工艺简述如下：
吸收塔浆液送往石膏旋流器，进行浓缩及颗粒分级，稀的溢流返回吸收塔，浓缩的底流送往真空脱水皮带机进行石膏脱水。石膏旋流器的溢流含固量一般在1％-3％（质量含量）左右，旋流器的底流含固量一般在45％-50%（质量含量）左右，固相主要为粗大的石膏结晶，真空皮带过滤机的目的就是要脱除这些大结晶颗粒之间的游离水。
2.2机身旋转的离心分离设备有——离心机
2.2.1离心机的工作原理
离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现液-固分离；离心沉降是利用悬浮液（或乳浊液）密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固（或液-液）分离。
2.2.2主要设备类型
离心机在工业生产中大量使用，对于这类离心机按照其分离原理可以分为沉降式离心机、过滤式离心机和组合式离心机。
沉降式离心机的种类有：螺旋卸料沉降式离心机、碟式分离机、室式分离机、贯石分离机和撇液管式沉降离心机等五种。
过滤式离心机共有：三组过滤式离心机、上悬式离心机、卧式刮刀卸料离心机、卧式活塞卸料离心机和离心惯性力卸料式离心机五种类型。其中三足过滤式离心机是应用的数量最多、最广泛的的一种过滤离心机。
2.2.3沉降式和过滤式离心机的特点
（1）沉降式离心机特点：
沉降式离心机转鼓上既没有孔，也没有滤网，当沉降式离心机工作时，悬浮液随转鼓高速旋转，由于固液两相的比重不同，产生的离心惯性力也不同，则离心力大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上，液相沉积在里层，之后从不同的出口排出，从而使固液两相分离。
（2）过滤式离心机的特点：
依靠滤网和离心力作用的离心机就是过滤式离心机。它的转鼓壁上有许多小孔，孔内有过滤网（滤布），悬浮液在转鼓内旋转，靠离心力把液相甩出筛网，而固相颗粒被筛网截留，形成滤饼，从而实现固液分离，适用于固相含量高，固体颗粒较大（d>10µm）的悬浮液。
2.2.4离心机在a高强石膏中的应用
本离心机用于a高强石膏生产线上固液分离工段。进入离心机的固体质量分数在30%-40%之间，粘度较大、温度105℃，要求离心机在工作的过程中温度不能低于95℃，否则会出现石膏水化凝固现象。
本机相对于普通卧式螺旋沉降机的优点主要有：
（1）采用短转鼓；
本机适用分离的固液混合物的范围相对常规离心机较广。
（2）采用高温热风/高温热水预热设备；
解决了常规离心机无法解决的在固液分离过程中出现的石膏水化凝固现象。
（3）处理完的物料含水率低；
本机采用脱水加烘干两步法，利用离心机的离心作用，对物料进行初步脱水；脱完水的物料在离心机转鼓的作用下，将物料推到离心机的前段，在前段通入热空气，热空气对石膏粉料进一步干燥脱水；物料经过离心机的初步脱水+二次烘干后，卸出的物料含水率在7%—11%。
常规离心机是无法完成对a高强石膏固液混合物进行固液分离的。
（4）自动化程度高；
本机自动化程度高，整个操作过程全自动，连续运行，不会对整个流程中的流量产生冲击，并且无需人工干预操作。
（5）反冲洗系统，热能、水资源回收利用；
从离心机分离出来的滤液（温度在75℃），经过加热器加热后（加热后90℃），重新用于离心机的预热，反冲洗，实现热能、资源回收利用。
3小结
旋流器的应用对环境的影响：
我国工业副产石膏产量巨大，现堆存量约8亿吨。许多传统产业，都伴生有工业副产石膏，分布于全国各地。产生的污水到处排放，现生存环境日益恶化，全国水资源急剧短缺，因此人们提出旋流器的应用迫在眉睫，可以大大改善生活环境，为人类造福。
离心机的应用对石膏行业的影响：
离心机在分离a型高强石膏固液混合物时，已克服两个技术难题，一方面要克服a型高强石膏浆液的高粘度，防止物料粘在转鼓上，使离心机超负荷运行；另一方面需要克服分离工作温度≥100℃，防止a型高强石膏分离过程中出现石膏水化凝固现象。此式离心机填补国内市场的空白，可以克服离心机流程长，分离时间也长等技术难题。
参考文献：
[1]汪振威.离心分离设备及离心机发展趋势[J].黑龙江科技信息，2016（09）.
[2]魏树海，郭德.沉降室过滤离心机的优缺点及改进方向[J].煤矿机械，2012（07）：195-198.
论文作者:陈玉兰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/24
标签：离心机论文; 石膏论文; 旋流器论文; 卸料论文; 物料论文; 悬浮液论文; 浆液论文; 《基层建设》2018年第6期论文;