过滤新工艺新技术-过滤的基本原理和计算(二)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:685

    式中t为过滤阶段经历的时间(秒),须与过滤机型式结合起来计算。因为在一个过滤循环中,过滤过程并非连续进行。因此,其过滤时间应做适当的变换。如筒型真空过滤机,设转鼓每转一周所需时间为tc,则:
                        t=ƒ·t                         (18)
    式中  ƒ———一个操作循环中过滤阶段所占的时间分率;对于转鼓而言, ƒ等于转鼓浸入料浆
                 部分的面积分率,即:

         β———转鼓在料浆中的浸没角,rad;
         Su———转鼓浸入料浆中的过滤面积,m2;
         Sw———转鼓总的过滤面积,m3.
    在全面而仔细地研究了矿浆性质并初步选定过滤机型式后,为了更准确地选择工业过滤机的型式、规格和台数,须用标准过滤叶片模拟工业过滤机的操作条件,对一定数量的有代表性的矿样测定其过滤性能,以提供设计计算的依据。如果条件允许,在滤叶片试验之后,再用过滤面积为0.5~1米2且结构与选定的过滤机相近似的中间试验机作更精确的测定。在中间工厂试验中,除了能获得更精确的过滤常数外,还可以得到有关滤饼洗涤、卸除、以及介质再生等方面的可靠数据。
    试验使用的矿浆应有充分的代表性。矿浆初始浓度的变化、固体的物质组成(即矿物性质)、粒度组成、矿浆中所含的药剂及pH值、温度、受搅拌等预处理状况诸因素都应与工业生产的操作条件一致。使用的滤布材质、规格和给矿方法也应符合生产实际。真空过滤试验应提供以下数据:
    (1)给矿的浓度和固相的粒度组成,料浆的pH值、温度。
    (2)过滤的真空度或真空计示压力。
    (3)滤饼的湿重、干重、厚度、形成时间、冲洗时间、脱水时间、滤饼内可溶固体成分的含量、滤饼的体积。
    (4)滤液的体积、体积浓度、可溶固体成分的含量。
    (5)冲洗水的体积。
    (6)穿过滤饼的气体体积和速度。
    (7)观察滤饼的形成过程和状态、滤饼卸落、滤布堵塞和滤液状况。
    过滤试验及各种参数的测定方法,见本手册二十二篇试验技术有关章节。
    对上述各项测试结果进行综合分析后,可以确定过滤机的型式、介质的材质和规格以及其他操作条件。[next]
   (三)过滤机的分类、选择和计算
    A  过滤机的分类
    工业过滤机的出现及应用比较早,种类也很多。按照过滤推动力的来源不同,过滤机可以分为四大类型,即真空过滤机、压滤机、磁性过滤机和离心过滤机。
    随着工业生产和技术的进步,近几年国外过滤机不断向大型化方向发展,机体的结构不断地改进和完善,新型的高效率、高产量的过滤机如自动压滤机、大型盘式过滤机和水平带式过滤机等相继出现和应用,促进了过滤技术和设备以较快的速度向前发展。美国最大的盘式真空过滤机面积已达400~800米2,带有蒸汽罩的盘式过滤机最大规格为220米2.近几年还出现了水平盘式过滤机,其处理能力大,滤饼水份低,是较好的过滤设备之一。传统的圆筒型真空过滤机也向大型发展,其最大直径已达8.5米。
    我国属矿山选矿厂目前使用的过滤设备大多为筒型真空过滤机。近几年已开始使用大型盘式、折带式和绳带式过滤机。国产1000毫米宽的带式压滤机和大型自动压滤机的研制成功,为解决我国细粘物料的脱水问题提供了新的途径。近几年我国除了发展新产品外,对原有的筒式真空过滤机和折带式真空过滤机规格进行了系列化整理,增补了新的规格;目前又生产了30米2和40米2的无格折带过滤机。磁滤机也有发展,除整顿了原有的12米2机型外,新添了8和20米2两种规格。
    B  过滤机的选择和计算
    a  过滤机的选择
    选择过滤机时主要根据所处理物料的性质及对产品的要求,如被过滤物料的粒度特性、矿浆中固体含量、固体的密度、矿浆的温度及药剂含量、所要求的滤饼水份、滤液质量和选矿厂的生产规模(精矿数量)等因素。处理不同浓度及固体粒度的料浆时过滤机选型见图2.

    对于颗粒较粗或粗、细夹杂、密度较大的物料,其沉淀速度也较快,一般应选用圆筒内滤式真空过滤机,以使矿浆合理分层,既可提高过滤机生产能力又可以获得较好的脱水效率。大型筒型内滤式真空过滤机生产能力大,技术上可靠,操作容易。但是这种设备比较复杂,造价高,耗电较多,滤饼含水率较高,更换滤布不方便。
    磁矿精矿或含有少量赤铁矿的混合精矿的脱水,可选用磁性过滤机。无论是永磁内滤式或永磁外滤式真空过滤机,对于粗粒或细粒(-0.074毫米占70%以下)以及浓度较稀的磁铁精矿脱水都能适应。这类设备机体小,产量却很高,脱水效率高。
    对于细粘物料或密度和浓度较低的矿浆脱水,宜选用筒型外滤真空过滤机、盘式过滤机、带式真空过滤机、折带式、无格式或绳带式真空过滤机及压滤机。
    筒型外滤式真空过滤机的滤饼水份较低,过滤每吨精矿的滤布消耗量较少。但设备重,更换滤布较麻烦。
    立盘式真空过滤机更换滤布方便。在机体尺寸相同的情况下,过滤面积比筒型真空过滤机大一倍左右。换滤布停车时间短。但滤饼水份较高,比鼓式过滤机约高1~2%.
    水平盘式真空过滤机主要用于粗而重的颗粒的产品脱水,如钨,和含金矿物等重选产品。
    水平带式真空过滤机是近代发展并广泛应用的过滤设备。过滤面积从1~120米2,型式、规格多种多样。该类设备对粗、细粒物料脱水的适应性与筒型内滤真空过滤机相似。但设备结构简单,滤布寿命长,可从两面清洗,洗涤效率高,并可分出不同品级的滤液。操作方便灵活,过滤面积可以按生产要求加大,生产和维修费用低。大型带式过滤机主要用在处理矿物选、冶产品和粉脱水。
    折带式和绳带式过滤机卸料方便,滤布清洗条件较好,不易堵塞,滤布磨损较少。可省去鼓风卸料设施,防止滤液倒流进入滤饼。更换滤布较方便。滤饼水份较低,但滤布易跑偏,且要求较高的给料浓度,否则会降低脱水效率。该类设备适于处理粒度较细、密度小、粘性较大、难卸落的物料。
    对于细粒、密度小、难沉淀、浓度较低的料浆,为了提高脱水效率,通常须进行絮凝浓缩。这种浓缩产品粘性增大,絮团内含有较多的孔隙水,用真空过滤机不易大量脱出,须选用压滤机,以高于大气压力数倍或十余倍的外加压力,强行挤压方能得到含水较低的滤饼。
    手动板框压滤机,间断工作,产量低,劳动强度高,但滤饼生成及洗涤时间可以调整,洗涤作业效果好,且水量消耗较连续操作的压滤机少。该类设备占地面积较大,而且在操作过程中不便观察。自动板框压滤机可连续工作,产量高,能克服上述缺点。
    连续工作的自动压滤机生产能力都很大。其中各种加压过滤机可利用真空和压力两种推力进行脱水,能够较经济地除去絮团的孔隙水和孔内水。[next]
    水平板框式自动压滤机过滤速率高,产量大,节省能耗,需要的操作人员少。国外最大过滤面积达200米2.使用这类设备可省去干燥作业,简化生产流程,改善环境,是对付细而难过滤料浆的有效设备。国外已广泛用于工矿污水处理。但用在金属矿石脱水较少。
    立式板框自动压滤机与上述水平板框自动压滤机相比,生产能力高,但大规格的机型较少,所以需用台数多。设备成本高造成基建费也比较高。
    自动压滤机给矿压力高,要求专用的加压设备,辅助设施较多。滤布在受较高压力的状态下工作,影响其使用寿命。
    离心过滤机一般用来处理微细而难沉淀的物料,例如高岭土矿浆的过滤及某些粒度细,浓度低的其他料浆的过滤。其生产能力较低,设备复杂,价格高,金属矿石产品脱水一般很少采用。该类设备过滤速度快,脱水效率高,滤液质量好。但设备的操作与维护较麻烦。
    b  过滤机的计算
    过滤机的工作台数,一般按单位过滤面积的生产能力来计算。可根据对有代表性的物料所做的过滤试验,测定出过滤常数之后,用理论公式(7)计算出单位过滤面积的生产能力。在缺少试验资料的情况下,可参照类似厂矿的实际生产指标选取。当用理论公式计算时,由于影响因素较多,算出的单位面积生产能力与实际需要相比往往有一定差别。因此,应参照实际生产指标予以调整。在选用实际生产的经验数据时,一定要注意选用与现场过滤机的实际操作条件相同的情况下所得到的指标。因为滤饼的最初湿度与最终湿度、固体物质的矿物成份和粒度特性、矿浆中存在的可溶性盐类和药剂、矿浆的温度和滤布的种类等条件,对过滤机的工作指标都有较大的影响。
    需用的过滤机台数:

    式中  n———过滤机工作台数,台;
          Q———需处理的干矿量,t/h;
          A———所选择的某种过滤机的过滤面积,m2;
          q———过滤机单位面积的生产能力,t/(m2·h).
    在选用q值时须注意,该表数据是常用内滤圆筒式、外滤圆筒式和圆盘式真空过滤机使用棉织滤布总结的指标。对于选用新型过滤设备或用合成纤维等新型滤布时,q值需按照实际生产厂矿经验数据或通过过滤试验取得。
    由于过滤试验所用的料浆性质及过滤装置的操作连续性很难与工业生产完全一致,因此实际生产的过滤机的过滤速率往往低于小型过滤试验的速率。尤其在高的过滤压强范围内,差别更大。因而在工艺设计中除了首先必须保证正确的选型外,还必须考虑放大效应。在缺乏现场生产数据的情况下,对于转鼓过滤机,在用中间试验装置进行过滤试验时,放大设计应做到几何相似,要求过滤在一个循环中,用于吸滤、洗涤、抽干的转鼓面积的相互比例关系与实验装置相等。同时应使转鼓的转速、单位过滤面积的过滤速率以及过滤系统的所有参数保持不变,而且过滤机的转速应留有灵活性,转鼓的面积应有25%的裕量。这种放大设计的缺点是中间工厂试验装置不易获得,而且需要大量的矿浆。
    设计选用过滤机台数,在没有精矿浓缩机情况下,要根据计算的工作台数考虑备用。备用系数一般为1.2,但不得少于2台,一台工作,一台备用。

标签: 新工艺
打赏

免责声明:
本站部份内容系网友自发上传与转载,不代表本网赞同其观点;
如涉及内容、版权等问题,请在30日内联系,我们将在第一时间删除内容!

购物指南

支付方式

商家合作

关于我们

微信扫一扫

(c)2008-2018 DESTOON B2B SYSTEM All Rights Reserved
免责声明:以上信息由相关企业或个人自行免费发布,其真实性、准确性及合法性未证实。请谨慎采用,风险自负。本网对此不承担任何法律责任。

在线咨询

在线咨询:

QQ交流群

微信公众号