重力分離

固體顆粒物的重力沉降可在液相或氣相中進行，固體顆粒物在液相中的重力沉降是淨化廢水和從廢水或固—液懸浮液相中回收有用組分的重要方法之一，其基本原理是固體顆粒或顆粒聚集體在自身重力作用下自液相中自由沉降，從而達到固相自液相分離之目的。沉降處理工藝可以是整個處理過程中的一個工序，亦可以作為唯一的處理方法。根據固—液分離的目的之不同，重力沉降又有沉澱、濃縮和澄清等不同應用途徑，其主要用途可歸納為以下幾方面：

（1）用於城市污水和工業廢水的處理，去掉廢水中的固體懸浮物的沉澱。

（2）當用化學法處理工業廢水時，用重力沉降法自液相分離化合晶體或化學沉澱物，根據需要可再加工利用。

（3）固體廢棄物用化學浸出或生物化學浸出法回收有用組分時，用重力沉降法進行浸出渣與浸出液的分離，然後浸出液再用化學沉澱法通過重力沉降回收沉澱渣。

（4）用濕法選用固體廢棄物時，用重力沉降法進行固液懸浮液的濃縮脱水，其中包括分選最終產品或中間產物的濃縮脱水，其目的是為分選過程產品的進一步脱水創造有利條件。

（5）在廢水再利用時，用重力沉降法澄清含固量較低的廢水。 ^[1] 

重力沉降設備類型較多，首先固相在液相中沉降的設備，用於污水及廢液淨化回收處理時，多稱為沉澱池，而用於固體廢棄物和分選和脱水作業則稱為濃縮機。用於廢水處理的沉澱池根據池中水流運動方向可分為平流式、豎流式、輻流式和斜板式斜管式沉澱池。

重力分選是指在重力作用下，藉助被分離物料密度的差異分離出不同比重固體的分選過程。與重力沉降不同，重力分選具有一定的選擇性。重力分選多在水介質中進行，其分選手段較多。如溜槽分選、搖牀分選、跳汰分選和重介質分選等。重力分選也可在空氣介質中進行。

槽分選是固體顆粒物在溜槽斜面運動的水流中，按顆粒粒度的粗細和密度大小的不同，而進行分層和分帶的分選過程。比較典型的可以螺旋溜槽分選為代表，其主要特點是將一流形溜槽繞垂直軸線彎曲成螺旋狀，螺旋槽斷面為拋物線或橢圓形的一部分。料漿從螺旋槽上端給入後，物料沿斜面運動，由沿槽面繞螺旋槽中心軸作迴轉運動。固體顆粒在重力、水流衝擊力和離心力的綜合作用下，沿水層厚度垂直方向按密度分層，同時還沿徑向方向按密度分帶。沿槽底的大密度顆粒受到較小水流衝擊力和較大摩擦力，沿槽移動速度慢，所受離心力小，因此顆粒將主要在重力分離作用下移向溜槽內緣，位於上層的小密度顆粒則主要在離心力分離作用下推向溜槽外側。物料經螺旋溜槽分選後，在槽之下端分成重物、輕物和中間產品，可按需要分別截取。

搖牀分選又稱為流膜分選。所有的搖牀分選設備基本都由牀面、機架和傳動機構三部分組成。典型搖牀的牀面近似矩形或菱形，它在傳動裝置帶動下，前後進行不對稱的往復運動。牀面的橫向有較明顯的傾斜，在其上方設置有給料槽和給水槽。牀面上沿縱向設置的有格條（來複條）或刻槽，格條的高度自傳動端向對側逐漸降低。

搖牀分選的重要特點是由於牀面的搖動和橫向水流流經牀條所形成的渦流造成水流的脈動，導致物料在槽內分散層時細重顆粒鑽過顆粒之間的間隙，優先沉於最底層。分層結果造成粗而輕的顆粒在最上層，其次是細而輕的顆粒，再次是粗而重顆粒，最底層為細重顆粒。這種被稱作析離分層而促使顆粒羣按密度分層的作用較一般平面溜槽的分層更完善，分選效果更好。同時，溝槽內形成的渦流也能清洗混雜在大密度顆粒層內的小密度顆粒，從而提高分選效果。

跳汰分選是指在交變水流中按密度的不同分選固體物料的過程。其工作原理是利用偏心連桿機構或凸輪槓桿機構推動橡膠隔膜作用下往復運動，從而迫使水流在跳汰室內也產生上下脈動作用。當物料給入跳汰室篩板上，形成一室的物料層，稱作為牀層。水流上升時牀層被推動而鬆散。為不同密度的顆粒間發生相對位移創造有利的空間條件，水流下降時，牀層又處於緊密狀態，如此經過牀層的不斷反覆與緊密，高密度顆粒逐漸轉入下層，而低密度顆粒則進入上層通過相應排料裝置收集不同密度的輕、重產物。

重介質分選是在密度大於水的介質中，分離不同密度物料的重力分選過程。它的基本原理是阿基米德定律。分選時應使分選介質的密度Δc界於小密度（σ1）和大密度（σ2）物料之間，即 Δc<σ1<σ2。不論它們的粒度和形狀如何，在分選介質中大密度物料均下沉，集中於分選設備底部；小密度物料則浮起集中於分選設備上部排出，則可獲得輕重兩種產品。

風選又稱氣流分選，是以空氣為分選介質，在氣流作用下，使固體顆粒按密度和粒度大小進行分選的一種重力分選法。在廢棄物處理當中，被廣泛用於垃圾的分選。 ^[2]