加压陶瓷真空过滤机的可行性研究

摘要：对真空过滤机而言，其压差最大不过0.1 Mpa。所以其过滤速率受到一定限制。加压陶瓷真空过滤机较好的解决了这一问题。该装置通过将压滤与与真空过滤机有机结合，使之实现加压与真空双重过滤，大大提高了陶瓷真空过滤机的处理能力，降低了能量消耗与滤板消耗。

关键词：真空过滤机 速率 压滤 处理能力

Abstract：As for Vacuum filter，the maximum pressure difference≤0.1Mpa，so the filtration velocity was limited，the problem was solved by ceramic filtor perfectly. The combination of fillter pressing and vacuum filter,double filtration of pressure and vacuum was achieved, the processing ability of ceram vacuum filter was greatly improved, the energy consumption and filter plates consumption was reduced.

Key worfs: Vacuum Filter, Velocity,Filter Pressing， Processing Ability

中图分类号：J527 文献标识码：A 文章编号：

前言

过滤作业是利用过滤介质将物料中固液分开，充分回收目的矿物的一道工序。陶瓷圆盘真空过滤机应用微孔陶瓷板作过滤介质，过滤机理有了新的突破。它具有分离速率高、（过滤速度快、产能高）、分离精度高（滤液含固低、滤饼水份低）运行效率高（易于实现自动化、连续性、节能）的特点。

众所周知，过滤速率，与过滤介质两侧的压差成正比。对真空过滤机而言，其压差最大不过0.1 Mpa。所以其过滤速率受到一定限制。与传统压滤机动辄0.5-1.0 Mpa的压差相比，就显得偏小，因而其处理能力就显得不足，特别是对低浓度矿浆而言。

因此，如何提高陶瓷过滤机的处理能力就显得十分必要。

本文通过将压滤与于真空过滤机有机结合，使之实现加压与真空双重过滤，既提高了陶瓷真空过滤机的处理能力，又降低了能量消耗与滤板消耗。

理论分析

加压真空过滤机是一种结合了压滤与于真空过滤机的过滤机械，将现有陶瓷真空过滤机置于一密闭罩之内，并给入压缩空气，使之实现加压与真空双重过滤，大大提高了陶瓷真空过滤机的处理能力，降低了能量消耗与滤板消耗。

关于过滤速率，Ruth有如下公式表达：

u =ΔP/μ( Rc + Rm) =ΔP/μRc +μαavL(1)

式中Rc ———滤饼阻力;

Rm ———过滤介质的阻力;

u ———单位过滤面积得到的滤液量;

ΔP ———过滤推动力;

αav ———滤饼平均比阻;

L ———滤饼厚度;

μ———滤液的粘度。

所以，单纯的陶瓷真空过滤机即使负压达到-0.094Mpa，其ΔP也仅为0.09 Mpa，若加压陶瓷真空过滤机在密闭罩内加入0.1Mpa的压缩空气，其ΔP就要增加1倍，相应的，理论上其处理能力也会加1倍。

实验与分析

小型试验1：为验证其实际可行性，进行了小型试验。过滤介质为滤纸。设备及流程如下图所示：

图1 简易实验装置

结果如下表所示：

由表1可知ΔP与过滤装置过滤能力很好的呈指数关系，符合Ruth公式。但因受条件所限，试验存在一定缺陷，如外压过高时、过滤时间过长时滤纸漏滤；如次数偏少、压力控制不稳、过滤终点的控制不佳等；但其趋势是明显的，即随着压力差的增加，过滤时间可大幅度缩短，且滤饼水分变化不大。由此可证明，采用密封式加压陶瓷真空过滤机装置可以大幅度缩短过滤时间，从而提高处理能力。因陶瓷板透气性较滤纸差，真空度更稳定，对陶瓷过滤机而言，处理能力的提高应更为明显。保守估计应能提高50 %以上，但尚需制造样机以进行验证。

小型试验2：为了解密封层高度对空气耗量的影响，确定密封层高度，进行如下试验，设备联系如图2，结果见表2：

表2 密封层高度与空气耗量

图2 密封层高度试验装置

由表2可知，随着滤饼厚度增加，筒体压力增加显著（试验中厚度1.0稍微例外），空气耗量减少。

四、结论

综上，若密封式加压陶瓷真空过滤机能较原陶瓷过滤机提高处理能力50%，对于过滤机的现场用户而言，意味着其吨矿成本将降低30%以上。而密封式加压陶瓷真空过滤机较原陶瓷过滤机每台生产成本增加很低，相对原陶瓷过滤机而言存在着较大的价格优势和成本优势，市场前景广阔。因而，本技术具有有较高的市场推广和实用价值。

参考文献

[1]唐立夫,王维一,张怀清《过滤机》第1 版， 北京:机械工业出版社,1984110～37

[2]Svarovsky L 著,朱企新,金鼎五主译《固液分离》第2版， 北京:化学工业出版社,1990,1:257～281

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。