过滤是固液分离的有效方法。其实质是利用压力差使纸浆通过透水但不透固体的多孔介质层(间隔层)。所以过滤的基本原理就是用一种多孔的物质(如滤布等。)作为介质(称为过滤介质),使浆液中的液体通过毛细孔,而浆液中的固体颗粒被截留在介质上。在过滤过程中,被过滤掉的悬浮液通常称为滤液,被截留并积聚在过滤介质上的固体颗粒称为滤渣或滤饼。透过滤饼和过滤介质的液体称为滤液。
过滤浆液时,要有克服滤饼阻力和过滤介质阻力的驱动力。过滤的驱动力是滤饼和过滤介质之间的压差。因此,根据驱动力的不同,过滤方法大致可分为以下几类:
(1)重力过滤是指滤液在自身重力作用下通过过滤介质排出。
(2)加压过滤是利用纸浆泵或true 空压缩机对纸浆施加压力,迫使液体通过过滤介质。
(3)真空过滤利用真空泵产生的真空吸力,使滤液通过过滤介质吸出。
(4)离心过滤利用离心力将浆液中的液体排出。
(5)磁过滤与真空过滤相结合,主要用于磁性产品的过滤。
25.如何提高过滤运行的技术经济指标?
评价过滤操作的指标有四个:滤饼水分、滤液清洁度、过滤机生产率和电耗。这四个指标是过滤操作的技术经济指标。
提高过滤的技术经济指标主要与过滤面积、滤料两侧压差、滤浆性能和滤料本身性能有关。这些因素对过滤过程的影响分析如下:
一、过滤纸浆的特性
矿浆性质包括矿浆浓度、矿浆温度、矿浆中固体物质的粒度组成以及矿浆中所含浮选药剂的影响。
较高的矿浆浓度有利于过滤,在一定范围内,随着矿浆浓度的增加,过滤机的生产能力增加。试验表明,当矿浆浓度从20%提高到60%时,过滤机的生产能力将提高20倍,滤饼的含水率将降低一半左右。因此,在生产中,应尽可能提高过滤后矿浆的浓度,以提高过滤机的生产率,降低滤饼水分。一般矿浆浓度在40%以上。
随着浆料温度的升高,其粘度降低。从而加快过滤速度并提高过滤器的生产率。为了改善细粒物料的过滤,近年来,国外一些选矿厂采用了蒸汽高温过滤的方法。
矿浆中固体物料的粒度对过滤有很大影响。粗料孔隙率高,滤饼阻力低,有利于滤液通过。过滤机生产率高,滤饼含水量低。过滤细浆时,容易堵塞滤孔,造成过滤困难,降低过滤器的生产率。
纸浆的粒度组成对过滤也有很大的影响。如果有更多的细颗粒,过滤性会很差。为了提高过滤性,在可能的条件下添加粗料以改变颗粒尺寸特性可以提高过滤器的生产率。
在生产实践中,为了解决细粒物料的过滤困难,可以加入助滤剂或混凝剂来提高过滤效率。添加混凝剂可以增加滤饼厚度,提高生产率,但不能降低滤饼水分。
至于浮选药剂对过滤的影响,就比较复杂了。一般来说,浮选药剂会降低矿浆的过滤性,但也能提高过滤性。所以化学药品对过滤的影响要根据具体情况来判断。
二、滤饼的性质
滤饼的孔隙率越大,滤饼的含水率越低。滤饼的孔隙率与被过滤物质的粒度和颗粒组成有关。
滤饼的阻力影响过滤速度。滤饼的过滤速度与滤饼的阻力成反比。因此,在过滤操作中,应注意保持滤饼层各部分的厚度均匀,使滤饼阻力分布均匀,有利于过滤过程。
另外,过滤时要防止滤饼开裂,这样会降低过滤室的真空度和过滤介质两侧的压力差,从而降低过滤器的生产率。开裂现象是滤饼收缩时的褶皱造成的。解决的方法有很多,比如加快过滤器的转速,让滤饼更薄,含水率更低。
滤饼的厚度取决于纸浆浓度、圆柱形过滤区在纸浆中的浸没时间(与转速有关)和真实的空过滤度。
在过滤操作中,为了实现更高的生产率,过滤后的纸浆的浓度应该更高。总过滤时间(过滤周期)越长,浸没深度越大,生成滤饼的时间越长,滤饼越厚,但滤饼的生长速度越慢。因此,过度延长过滤时间会降低生产率。在生产中,过滤周期要适当,合理选择各过滤阶段的时间分配比例,即产生滤饼、吸滤滤饼、去除滤饼、清洗滤布。
三。压差和真实空度
一般来说,浆料中物料的粒度越细,真空度越大。但当true 空过高时,会增加电能和滤布的消耗,甚至可能降低过滤效率。在生产实践中,对于细粒重精矿,过滤器的真实空度从33320.5Pa(250毫米汞柱)开始。对于高泥质含量的浮选精矿,真空度有时可达700毫米汞柱以上。
一般来说,过滤速度与压差成正比。但如果含有塑性胶体物质(如氢氧化铁),增大压差会降低滤饼的孔隙率,但过滤速度会降低。对于含有细泥的浆液过滤,增大压差容易堵塞滤布的纤维孔,也会降低过滤速度。因此,细泥浆的过滤最好采用较小的真空度,只要这个真空度能保证滤液必要的速度,有助于达到一定的含水量,同时可以采用薄层滤饼过滤,适当延长过滤时间。
四。过滤介质
过滤介质是影响过滤效果的重要因素之一。为了提高过滤机的生产率,过滤介质应满足以下要求:(1)能保证被过滤物料的高回收率;(2)过滤阻力小;(3)满足一定的机械强度要求,经久耐用;(4)不易堵塞,已清洗干净;(5)安装和拆卸方便,过滤时滤布加厚且能牢固附着,滤饼取下容易卸下;(6)成本低。
过滤介质可以是由粒状固体材料制成的水平松散床,或天然存在的多孔板,如硅藻土,或由人造材料制成的多孔板。一般来说,棉布和人造纤维布是选矿厂最常用的。
在过滤过程中,滤布的堵塞会影响生产率。一方面,细小的固体颗粒机械性地堵塞滤布的孔隙;另一方面,化学反应产生的沉积物(通常是碳酸化合物和硫酸化合物)堆积在滤布堆上。当滤布严重堵塞,影响生产率时,应清洗或更换滤布。碳酸的沉淀可用酸溶液洗涤,一般用1 ~ 2%的盐酸溶液,使碳酸溶解。对于重金属硫酸盐和细颗粒堵塞滤布,一般采用机械方法清洗。