在浸出過程中,實現了目的組分由固相到液相的轉移,爾后還要通過固液兩相的分離操作,才能及時丟棄尾礦,取得適于后續處理的浸出液。在溶液凈化和化學精礦的制取中,目的組分定量地由液相轉人固相后,也要伴之以固液分離操作、才能得到中間產品或合格精礦。當然浸出礦漿也可以不預先進行固液分離而送后續處理,例如用旋流器分離粗砂之后采用礦漿吸附,或者采用沉淀一浮選、置換一浮選組成所謂聯合流程。但要得到含水分較少的精礦,也回避不了固液分離。可見固液分離乃是礦物化學處理中必有不可少的過程。
與物理選礦相比,礦物化學處理中的固液分離有許多特點:料漿往往有較強的腐蝕性,因而要注意設備材料的選擇;沉降與過濾比較困難,要注意設備的選型。此外,還有一個突出的特點,就是固相要洗滌。這是因為固液分離后固相夾帶的溶液與分離出去的溶液濃度相同,若不進行洗滌,則在浸出階段會降低浸出作業回收率;在化學產品制取階段,則會降低產品質量,所以洗滌也是一個必要的過程。
’通常意義上的固液分離包括上述兩個方面,在礦物化學處理中,不僅十分必要,而且十分重要。對于那些難以分離的細粒料漿或膠質沉淀,固液分離的成敗乃是整個工藝過程能否實現的關鍵。
研究固液分離全過程,應當首先研究待分離料漿的性質,然后根據料漿的性質及后續工序的要求選擇適當的設備,最后確定工藝流程和操作條件。
固液分離的料漿,其性質不是劃一的,應對具體料漿進行具體分析,一般可以從下述幾個方面來考慮:
(1)料漿中液體介質的物理化學特性。所謂物理化學特性,主要指液體介質酸堿性的強弱和腐蝕性的大小,這是選擇設備結構材料的依據。例如,對稀硫酸介質,各種槽設備可襯耐酸磚、耐酸瓷片、耐酸橡膠、環氧玻璃鋼、聚抓乙烯和金屬鉛等。有條件的地方也可以使用不銹耐酸鋼材質的設備與管道。硝酸介質大致屬于此類。對于鹽酸和抓化物介質、一般的堿性介質和濃硫酸貯梢,均可使用鋼鐵制品。
(2)固體的粒度與濃度。對浸出礦漿,其粒度由浸出前的磨礦細度決定;對沉淀料漿,則由沉淀物的本性與結晶條件決定。一般地說,粒度越粗越易分離,所以在浸出階段不能只考慮浸出率的提高而使磨礦粒度過細,還要兼顧固液分離的難易。料漿的濃度過低(例如10%),不宜直接送過濾,應事先進行濃密。沉淀料漿濃度一般較低,常要事先增濃。反過來,對濃度較大的浸出礦漿,如要進行濃密,則要稀釋到液固比達6一8。
(3)料漿中固體穎粒的特性。若固體顆粒堅實、不易相互貓附,則在沉降過濾操作中,固體不易被壓縮,溶液通道不易堵塞,因而易于實現固液分離。若料漿中含有較多的硅膠和氫氧化鐵膠體,會使固液分離陷于困境。
(4)固體與液體介質的比重差。比重差大,易于分離,在重力沉降中尤其如此。
欲使固液兩相分離,必須有推動力。按照推動力的不同,可將固液分離分為三類,即重力沉降、離心分離與過濾。