过滤设备技术进展

过滤设备

ＳｕｐＰｌ

０ｃｔｏｈｅｒ

金属矿山

２∞４

ＭＥＴＡＬＭＩＮＥ

增刊２００４年１０月

固液分离和浆体输送技术与设备

过滤设备技术进展

刘广龙

（盘ＪｌＩ集圉套司选矿厂）

摘要介绍了国内外近年开发的过滤设备并分析各自特点，结合矿业资源“贫、杂、细、难”的特点和生物化工行业的飞速发展势头，提出今后过滤设备研发趋势，以达到缩短工艺流程、降低生产成本、提高自控水平和劳动

生产率的目的，获得较佳的经济、社会和环保教益。

美键词过瘟压滤过滤介质

ＡｄｖａｎｃｅｉｎＦｉｌｔｅｒｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＬｉｕＧｕａｎｇｌｏｎｇ

（Ｊ／ｎｃｈｕａｎＧｒｏｕｐ

Ａｂｓｔｒａｃｔ弧”ｔｉｌｔｉｎｇ

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Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）

ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

ｄｃｖｅｌｏｐｅｘｌｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅｏｘｓｉｎａｎｄｏｕｔｓｉｄｅＣｈｉｎａｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｉｔｓｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌｅａ－

ｒｅｓｏｌｌｌ＇Ｏｅ

ａｎａｌｙｓｅｄ．Ｉｎｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ”ｌｅａｎ，ｃｏｍｐｌｅｘ，ｆｉｎｅａｎｄｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ“ｍｉｎｅｒａｌａｎｄｔｈｅｒａｐｉｄｄｅ

ａｔ

ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

ｍｏｍｅｎｔｕｍｏｆｂｉｏ—ｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｔｒｅｎｄ０ｆｆｉｌｔｅｒｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｉｍｉｎｇ

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ｃｏｓｔ

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ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｖｅｌａｎｄｌａｂ０∞

ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ

ｒｉｏ肚ｔｏａｃｈｉｅｖｅｂｅｔｔｅｒ即佣０Ⅱｄｃ．ｓｏｃｉａｌａｎｄｅｎｖｌｒｏｎｍｍｌｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｂｃｎ出协．

Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，Ｐｒｅｓｓｕｒｅ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

ｆｉｈｅｒｌｎｇ，Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇｍｅｄｉｕｍ

选矿所使用的过滤设备与被过滤物料性质、选矿方法、生产工艺条件、输送路线及设备、技术水平密切相关，过滤是利用多孔过滤介质（如滤布）将被滤物料中的固体和液体分离开，固体形成滤饼，充分回收目的矿物。当精矿水份过高时，在输送过程中既污染了环境又增加了动力消耗，同时造成冶炼原料成本高。因此，如何降低精矿水份和选矿成本，成为矿物加工工程的重要议题之一。大部分冶炼（化工）厂为使过滤后的精矿水份达到冶炼（化７－）Ｔ艺要求，增加干燥作业。干燥是利用加热蒸发的办法除去水份，能耗大、成本高，一般尽可能不用。相对干燥而言，过滤是比较经济的脱水方法．可以降低运输费用、减少环境污染和节约干燥能耗。具有较大经

济潜力。

１过滤设备简介

转型等。随着能源短缺、资源贫化、水资源和环保问题的Ｅｌ益突出。生物化工材料的迅速崛起，出现了复合力场过（压）滤机。

２真空过滤机２．１转筒过滤机

’

转筒过滤机以折带外滤圆筒过滤机为例进行介

绍。

（１）折带外滤圆筒真空过滤机结构及其工作原理。折带外滤圆筒真空过滤机，主要工作部件有筒体（转筒）、分配头（分配活门）、矿浆槽、搅拌器、卸饼刮板、滤液缸及传动机构等。其工作原理是利用真空泵抽真空产生负压，真空箱与大气之间的压差作为过滤推动力。正常情况下，真空过滤机的负压

极限为一１０１ｋｅａ，对于地处海拔１

５００

ｒｎ地区，在

实际生产中仅能维持在一５０

ｋＰａ一一６５

ｋＰａ。当过

过滤设备总体可分为真空和加压两大类，真空类常用的有转筒型、圆盘型、水平带型等，加压类常用的有压滤型、压力容器型、压榨型、动态过滤和旋

３９２

滤机工作时，筒体转动使每个滤室相继通过过滤区、

刘广龙，金川集团公司选矿厂技术科，工程师．７３７１０４甘肃省金昌市。

过滤设备

刘广龙：过滤设备技术进展

脱水区、卸饼区和滤布清洗区．整个脱水过程可分为吸滤和吸干．吸滤过程只吸出矿浆中的水份形成滤饼，吸干过程不但吸出已形成滤饼中的水份，还抽吸大量空气，空气通过滤饼时置换出滤饼中的水份．使滤饼中的水份进一步降低。滤液经滤缸的重力排液装置排出并返回浓密机，由于滤液的排出是利用滤液缸中水柱的静压力克服大气压力的原理使滤液自流排出．为了确保生产的正常进行，滤液缸分离隔板的下端与水封箱水面的高差保持在１０ｍ左右。滤液

在缸内的流速大约为２６０ｍ／ｓ。（２）生产实践。转

筒真空过滤机的生产能力主要取决于过滤介质和真

空装置。４０ｍ２折带外滤圆筒真空过滤机在给矿细度一７４ｊｘｍ占８０％一８５％、浓度６０％的条件下，滤

饼厚度７—９ｍｍ、滤饼水份１６％一１８％，处理能力

１５０

ｋｓ／（ｍ２ ｈ）。转简过滤机不论使用何种介质．

滤饼在被吸干的过程中．由于水份降低、体积Ｉ投缩，形成无数裂缝，大量空气从裂缝中通过。产生”短路”现象。此时空气不起吹干滤饼的作用，仅仅是白白浪赀摊，消耗电能，且使得真空度下降＋滤饼中残余水份不能被有效吸出。造成能耗高、生产成本高和生产效率低，既不适台于大型选矿厂生产所需。更不符台节能降耗的现代化工业需要。

２．２圆盘过滤机

圆盘真空过滤机按过滤介质可分为滤布和陶瓷圆盎过滤机，与转筒过滤机相比具有如下优点：①过滤面积大、单位面积造价低，设备大型化较容易；②结构紧凑、占地面积小；③双面过滤．真空度损失小、吸浆能力强、处理能力太、单位产量耗电少、生产率高；④过滤介质更换简便、消耗少，没有大型部件，设备轻。在国内外矿冶领域，圆盘过滤机已逐渐取代

转简过滤机。

２．２．１滤布圆盘过滤机

滤布圆盘真空过滤机主要由分配头、主轴、给矿与卸料装置、搅拌装置、传动装置、真空装置和自动润滑装置等组成。过滤周期依次为过渡区，渊节区、

过滤区、干燥区、过渡区、吹落区，过滤圆盘由电机通

过减速机和开式齿轮驱动，工作原理与转通过滤机相似，在反吹风的作用下，滤饼自动卸落，卸落率在８５％以上。真空度通常在０．０３８—０．０８２

ＭＰａ。

该类机的成饼过滤区角度（１００。一１１２０）和滤

饼脱水干燥区角度（１１２０一１７２。）足影响水份主要参数，其成饼过滤区与转筒过滤机基本接近，但有最大的脱水干燥区，成饼过滤医／脱水干燥区最小。前

２００４年１０月

者与后者比值通常在０．６—１．０间，该比值越小滤

饼水份越低。对于浮选铁精矿．给矿细度一７４Ⅱｍ

占９０％、浓度６０％的条件下，滤饼水份１１．６％，处理能力２２６ｋ吕／（ｍ２ ｈ）。

近年推出的产品采用变频凋速和摆线针轮减速机．无级凋速，传动效率高。可根据生产需要．方便调整过滤盘转速，从而达到涧整产能日的；扇形板与传动轴采用刚性连接，连接强度增加且可以单独更换扇形板。因其比转筒过滤机占地面积小、滤布耗量低、工作可靠．现已成为铁矿、铝厂和选煤厂进行技术改造或建厂．替代内滤式真夺过滤机的首选产品。陶瓷圆盘真空过滤机问世于１９世纪８０年代中期。其过滤机理和工艺效果有新的突破，应用新的微孔陶瓷材料作为过滤介质，陶瓷片使用周期为２—

８。根据不同矿性，陶瓷滤盘的微孔直径町在

ｋＰａ）之间调

整．不但具有毛细管作用（一是把水吸人管内；二是保持管内的水，阻止空气通过微孔），而且陶瓷滤盘不止空气透过。在滤饼被吸干过程中，陶瓷滤盘把空气吸人滤饼，置换其中的水份．并把被置换的水份吸进陶瓷滤擞，真空泵抽出的只是水，没有空气。用

很小的真奎泵就可以维持９５％以上真空度，整机能

耗足传统真空过滤机１０％。

（１）陶瓷圆盘过滤机结构及其工作托理。陶瓷

过滤机主要构件有矿浆槽、搅拌器、陶瓷片及支撑陶

瓷片的滚筒、超声波发生器、酸洗系统、卸矿刮刀、真

空泵和ＰＬＣ控制系统等。

陶瓷圆盘过滤机整个工作过程可分为滤饼形成、滤饼干燥、刮卸滤饼和陶瓷片冲洗４个阶段。①滤饼形成。当微孔结构陶瓷片存料浆中旋转时，毛细虹细效应立即产生作用。气体及固态物质不能透过微孔进人陶瓷片内部而滞留在盘面上，液体由于真空泉的作用通过陶瓷滤盘进入滤液管，滤饼初步形成。②滤饼干燥。由于微ｊＬ结构陶瓷片的连续旋

份，直至卸饼。③刮卸滤饼。微孔结构陶瓷片连续ｍｍ）被强行卸落。④陶瓷片冲洗。卸掉滤饼的陶

瓷片在进入下一循环之前．被高位水池流下的滤液ｓ），反冲洗水（０．５—０．８Ｐａ）通过 ３９３

２，２．２陶瓷圆盘过滤机

２．５

０．３—８．０¨ｍ（孔径泡点压力３５～９３３转，初步形成的滤饼在离丌矿浆ｌ酊后，毛细虹细效应

连续地作用在陶瓷片上．除去滤饼中的绝大部分水旋转，经过干燥的滤饼到达卸饼刮刀位置（０．５—１．

０

水反冲洗（３—５过滤、减压和恒压系统达到恒压，再经分配阀进入陶

过滤设备

增刊金属

矿

山

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瓷板内腔，经毛细管向外流动，以清除卸滤饼时残留的滤饼和疏通微孔，保持过滤效率。

设备运行一段时问后，陶瓷板表面和内部会积聚一定反冲洗水难以清洗固体物，影响过滤效率．必须启动清洗系统，清洗系统包括酸洗和超声波清洗，通常是两者同步进行。放空槽内矿浆，注满水同时

加入草酸或硝酸，酸液通过陶瓷板内腔和微孔，到达

陶瓷板表面，可清除微孔内部的不溶性氟化物和其

它矿物；为高效、快捷清洗并节约化学药剂。弥补化

学清洗不足之处，超声波清洗系统可进一步清除陶

瓷板表面顽崮附着物。

（２）生产实践。国内外铜、镍、铅、锌选矿厂应用陶瓷过滤机的生产实践表明，在正常生产条件下．滤饼水份可保持在１２％以下，生产能力不小于４５０ｋｇ／（ｍ２ ｈ）。不论国产还是进几陶瓷过滤机，有一个共同规律：浓度增大。处理量增大。水份相应升高。处理量随给矿浓度增大而增大，且有一个明显增幅点，当浓度大于５７％时，处理量增幅明显。

陶瓷过滤机具有分离速率高（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、连续性好、节能）的特点。滤饼水份显著低于传统真空过滤机，其滤液清澈．含固量小于５ｐｐｍ，减少了超细颗粒在精矿脱水

流程中循环量，提高了回水利用率和优化粒级组成。

达到节能、降低生产成本的目的；避免了经常更换过滤机滤布的繁重劳动，改善ｒ工人操作环境和维修工作量．同时大幅度降低维修赞用；陶瓷过滤机从开机到停机，包括定期清洗和故障停机整个工作过程用ＰＬＣ进行全自动控制，可长时闯连续运转，管路和机器不易堵塞，维修工作量小，生产环境优良，无须岗位人员定点看管。２．３水平带式过滤机

水平带式真空过滤机是一种以循环移动的环形滤带作为过滤介质的莲续过滤设备，利用真空负压和重力作用使固液分离。该机型于２０世纪３０年代在国外投入使用，２０世纪６０年代后因材料技术的突破和真空技术不断进步，得以迅速发展，蛀高带速

达４０ｍ／ｒａｉｎ，带宽一般为０．５—３．４ｍ，产能为转筒过滤机１．８—３．０倍。

（１）水平带式真空过滤机主要特点。①采用多级溢流方式洗涤效果好，可用很少的洗涤液获得高质量的滤饼，洗涤回收率可达９９．８０％；②采用水平过滤面和上部加料，因重力作用大颗粒物料优先下

３９４

沉．在滤布表面形成助滤层．减少滤布阻塞和降低过滤阻力，过滤效果高；③占地面积比真空过滤机大，

适用于物料粒级组成较粗的物料，滤饼水份和产能同圆盘过滤机差不多。主要应用在需洗涤的非金属

矿山、化工、煤炭及黄金行业。

（２）常用水平带式真空过滤机。真空盒移动室

水平带式过滤机，真空盘随滤带一起移动，同ｎ寸ｉ荭行过滤作业．真空盒移到一定位置时卸掉真空，迅速返同原位，重复下一循环；真空盒固定室水平带式过滤

机．真空盒不动，滤布随胶带在真空盒上移动，盒与

带问密封。移动室和固定室带式过滤机已成为常规

技术．国内开发出的移动室最大过滤面积５０ｍ２，固定室最大过滤面积３０ｍ２，国外已成功开发出固定

室过滤面积达１８５ｍ２。２０世纪９０年代后期，研制出问敞移动带式真空过滤机、连续移动盘带式真空过滤机和压榨带装置机型。闻歇移动带式真空过滤机又称固定盘真空撑带式水平带式过滤机，无需电机拖动，与移动窒带式过滤机相比，真空室固定，靠撑带气缸往复运动拖动滤带向前移动。国外已开发

出最大过滤面积６０ｍ２，国内已开发出最大过滤面积１０ｍ２。连续移动盘带式真空过滤机主要特点是

将原来整体式真空滤盘改为出很多可以分合的小滤盘组成．小滤箍联结成一个环形带，滤盘和滤带可以一起向前移动，４ｉ必使用真空切换阀，国外已开发出

过滤面积１２０ｍ２的产品。国外研制的压榨带装置

可与带式真空过滤机相联接，实现真空脱水与机械

压榨脱水的结合。

３

压滤机

压滤机能够提供较大过滤推动力，在增加丁压榨和吹干袈置后，难过滤矿物水份大幅度下降，通常比真空压滤机低４．７％一８．５％，在化工、环保和部分金属矿山可以取代干燥作业，正足这一优点使得压滤技术及其设备得到快速发展。３．１板框、箱式压滤机

板框压滤机有立式和卧式２种．厢式压滤机一般为卧式。卧式自动板框或厢式压滤机主要由主机（头板、尾板、滤板、主粱、拉板装置、压紧装置）、滤布振打装置、液压系统、滤液收集槽、管路控制系统等组成。主滤市套过进料１－４吊挂于横架上．磺架用弹簧挂在滤布支杆上。矿浆通过尾板的进料口输入，所有滤室充满后压滤过程开始，滤液经滤布沿泄水沟流出，滤饼留在滤室内同时继续进浆．达到设定

厚度时停止进浆，根据物料性质和工艺配置可选掸

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刘广龙：过滤设备技术进展

对滤饼进行洗涤和吹风干燥。用厢式压滤机处理人

料灰分１０。５％、入料质量分数１７％、给矿细度９０％一７４仙ｍ的浮选精煤，滤饼水份２０．５４％，脱水率

９１．１２％。

２０００年以后推出的自动厢式压滤机具有以下特点：①塑料滤板，耐腐蚀，质量轻、不损滤布；②液压驱动、调速方便；③往复式拉板装置和振动器定点卸料；④采用顺序控制系统，控制系统选用气动隔膜

阀。

在自动厢式压滤机上增加橡胶隔膜压榨装置的隔膜自动厢式压滤机，最大不同之处是存在隔膜滤板和普通滤板交替排列，两者闭合形成过滤室，滤室厚度可随意改变和选取适当时机中止进料，进行压榨过滤，滤饼厚度不局限于滤板固定尺寸而可随意

选取。过滤、洗涤过程与自动厢式压滤机相近。过

滤、洗涤结束后，用０．５—０，６ＮＰａ压缩空气充入隔膜内。隔膜膨胀并挤压滤饼，而后卸料。此类机最大特点是：①可以实现摄佳化过滤；②滤板采用网形组合结构和隔膜加压装置．滤板双拉开。

３．２自动压滤机

自动压滤机是在板框压滤机基础上发展起来的，压滤板框上下叠加配置者称之为立式压滤机，压滤板框左右叠加配置者称之为卧式压滤机，除了机

器的结构差距较大外，过滤原理和工艺配置相同。３．２．１立式自动压滤机

立式自动压滤机是在综合传统压滤机和带式过滤机优点及克服常规压滤机缺点的基础上研制生产的一类新型压滤设备．用加压泵把矿浆压入滤室．使滤室产生高于大气压的正压．滤室与大气之间的正压差作为过滤推动力。正压通常可达到３００～５００ｋＰａ，是传统真空过滤机负压的５—３０倍，过滤推动力是真空过滤机的５—３０倍。

（１）压滤机工作原理。立式短程序控制的全自动压滤机其功能包括从矿浆输入到滤饼形成输出的

过滤、压滤、吹十和卸饼四个过程。整机的压滤板框

水平叠加，滤布穿梭于其问，板框与板框之问通过忤闭结构使之相互靠紧，其间形成４５～６６ｍｍ高的滤室。工作原理：①过滤。滤布放松．压滤板框闭合，矿浆给矿管气动加紧阀门打开，矿浆通过软管分别

进入各压滤板框问的滤室进行过滤．滤液通过滤布

进人滤液腔而排出，此时。滤饼初步形成。②压滤。滤饼初步形成后，压力站开始供水，加压水通过软管分月０进人各压滤板框压力水腔，并通过橡胶隔膜对

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滤饼挤压，使滤饼进一步脱水和促使滤饼的最终形成。③吹干。当压滤过程结柬时．矿浆管上部接通压缩空气的气动球阀，压缩空气通过矿浆管（此时给矿的气动加紧周关闭）以及软管进入各压滤板框间的滤室。压缩空气一是向上撑起橡胶隔膜而排出压力；二是在压缩空气的作用下，滤饼得到进一步脱水，使其含水量达到要求。＠卸饼。吹干结束后，压滤板框开启，滤布拉紧并运行，随着滤布的运行，滤饼在各板框莳后两端卸落到滤饼运输没备。

（２）生产实践。对于２５Ｉｌｌ２压滤机，供给浓度

６６．８％和一７４“ｍ含量９５．５％的精矿，在矿浆输入压力０．３２５—０．８ＭＰａ、加压水压０．５—０．７ＮＰａ、空气压力０．３５—０

６５

ＮＰａ条件下，滤饼水份９．７８％、

滤饼厚度１９．２７Ｉｌｌｎｌ、生产能力２５７ｋｇ／（ｍ。 ｈ）。

２０世纪９０年代初期投入生产的立式压滤机，主要有以下儿个突出点：一是故障率高、泄露点多，导致能耗高、工作环境差和维修工作量大；二是部分备件和材料国产化水平低，依赖于进口，造成备件和材料消耗量大，导致生产成本急剧上升；三是随着时间的推移．该设备大修周期变短和维修费用剧增．设备工艺性能下降，严重制约设备作业率和处理能力的进一步提高以及选矿成本的降低。针对以上情况。２０世纪９０年代后期推出的立式压滤机有了全新改进

和过滤晰积增加，没备主体性能良好，ＰＬＣ用于压滤

机自动控制系统，实现了机电一体化，提高了整个压滤机系统的工作可靠性和自控水平，实现了卸饼自动化，每隔６一１０ｒａｉｎ卸一次滤饼，每一次为３—５ｍｉｎ，可以满足精矿量大的生产要求，工艺性能大大提高，对物料的适应性增强，能满足细黏精矿过滤的要求，滤饼水份大幅度降低，可降低后续作业能耗。３．２．２卧式自动压滤机

（１）卧式压滤机构造及工作原理。卧式自动压

滤机主要由主机系统（压榨板、压滤板、过滤板、振

动架、拉开链、洗布装置等）、传动与压紧系统、自控系统和辅助系统（阀、泵、李压机、储气罐等）组成．对于４ｉ同腐蚀程度的物料，压滤机所有与之接触机构都采用不同树质，以满足不同单位和工艺的需求。生产过程参数通过自动控制系统最示在终端，供生产和维修人员分析和指导生产。工作原理：①滤板合拢压紧。压紧机构电机正转，滤板合拢并压紧，使滤板闸形成密闭滤室（隔膜与滤布之闻）和压榨室（隔膜与滤扳隔板之间）。②压滤。料浆经泵给人滤室，液相透过滤布形成滤液，崮相被滤布截流形成

３９５，

过滤设备

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金属矿

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滤渣，滤渣增至适当厚度时，给料自动停止。③压榨。压缩介质进入压榨窒并推动隔膜压缩滤饼，进一步使滤渣中液相透过滤布，滤渣被压榨成密实的滤饼。③欧干。压缩空气进入滤室，透过滤饼和滤布吹干滤饼。⑤滤板张开。压紧机构电机反转，滤板等间距张开，滤饼因重力作用自动卸落。⑥振动卸料并洗布。滤板全部张开到最大位置后，卸料机

构因振动将粘附在滤布上的滤饼清除。随后清洗阀门自动打开井冲洗滤布，随后进入下一个工作循环。ｎｌｌｌ＇ｌ、滤饼水份６％～８％，产能４５０—５５０ｋｇ／（ｍ２ ｈ）。

（２）特点。①易操作、运转率高、生产成本低；②辅助作业时问短．生产工和维修人员劳动强度小；③占地面积火，板框易变形。

３．３罐式加压压滤机

以上压滤机都问断作业．不利于生产率提高，针吹干、自动卸料等作业集于一体，自动连续完成．过

滤推动力可达０．６ＭＰａ，最大过滤面积达１４４ｍ２，该

类压滤机于２０世纪７０年代在国外开始应用。

罐式加压压滤机由加压压滤系统、排料系统、自

吹风包、滤布冲洗系统、主空压机、液压润滑系统、泵和阀门等组成。排料系统是整机的关键技术，由上部储科仓、料位计、上闸门、排料仓、下闸门、闸门充和观察窗提供加压水。所有组成部分均由控制系统动连续进行。理论和实践证实其压差与水份、产能特点：①其结构特点是采ＪＴｊ行星同转方式，过滤布或滤网损坏时常发生，每次换布或过滤元件必须 ３９６

滤。

处理同一浮选煤精矿，加压压滤机滤饼水份

１５．５％、产能７５０ｋｇ／（ＩＴｌ２ ｈ）；普通压滤机分别为２４％、产能３００ｋｇ／（ｒｎ‘ ｈ）。３．４微孔管压滤机

微孔管压滤机主要由圆柱简体、进料口、微孔

管、滤液引出管、汇总管、汽缸、快开底盖和顶盖等组成，微孔（Ｏ．３—２５Ｉ．ｔｍ）管为陶瓷或ＰＥ材质，壁厚５

ｌｌｌｎｌ左右．筒内平行安装微孔管，滤液通过滤液汇总

管流到机外．利用压缩空气反吹排渣，左右两个气缸

快速肩闭快开底盖，移动式压缩机向反吹排渣、快速启闭快开底盖和再生过程（用再生液对微孔管进行

动态再生）提供动力气源。困气动排渣在短时间内需大量气源．故一般配有储气罐储气。该设备处理某电镀厂废水，原液ＮＰ、ｃ，＋含量为３８

ｍｇ／Ｌ、６６

ｍｇ／Ｉ．，１５—２０¨ｍ陶瓷管过滤后，Ｎｌ“含黉为０．１４

ｍｇ／Ｌ、ｃｒ６＋未榆测出。

主要特性：①微孔管耐酸、碱、盐及太部分有机溶剂，机械强度大；②利用压缩空气与水混合流进行反吹再生与定时化学再生。再生效率高，使用Ｊ嗣期长；③微７Ｌ管压滤机为直立静止结构，占地面积小，低压过滤，动力消耗小；④适用Ｊ：所有金属废水（酸

性重金属离子、酸性微溶蘑金属盐、中性重金属氧化

物）精密过滤，还适应于抒泥脱水。

３．５旋转压滤机

旋转压滤机专门用于市政和工业污泥，荇泥给

人绕在轮子外侧的【乇方形槽ｔ扎槽子侧壁即是旋转

过滤单元，因过滤单元旋转．轮子压缩和输送污泥。该设备可置于流动车上．便于使用且成本低。

旋转压榨机有圆筒形外壳（螺旋螺距逐渐减小）和圆锥形外壳（螺旋直径逐渐减小）两种类型，其过滤、压榨和运输筛分全由一个螺旋完成，螺旋安装在一个多孔机壳内，由于螺旋和机壳闻的空阃不

等距，物料被挤压，有效体积不断收缩。有必要时可

方便地在卸料端安装一个喷嘴，喷人高压气体（蒸汽）进行再次压榨（吹千）。３．６双筒叶滤机

双筒叶滤机卡要由圆筒．Ⅱｆ。滤片、惰轮（圆柱形或链轮式）、滤头、传动链、压力表和安全阀等构成，筒内平行放置若干叶滤片并密封，每一叶滤片均有一出液管联出筒外，工作压力０．８ＭＰａ，重复进料、刷车、卸料和上车周期工作．工作时滤液进入筒内，

滤液流出简外，滤ｌ遗附着于滤片上，滤渣达到一定厚

处理７０％一７４；ｚｍ锌精矿．滤饼厚度３０对该情况研制的罐式加压压滤机将加压过滤、压榨、控系统和辅助系统组成。加压压滤系统山加压舱、压滤机构（过滤或压滤原理）、舱内刮板运输机、反气密封圈、排料仓充气嘲、放气阍等组成。冲洗装置工作压力为４．０ｌⅥＰａ．主要向液位计、轴封、过滤介质操纵并自动完成压滤功能，进浆和滤饼卸落都是自非线性关系。

元件成星型配置，既能自转义能绕中心轴转。②压滤系统（过滤或压滤机构）装在一个压力容器内，保证在一定眶力下卸料，单独的密闭排料装置。＠滤把相关空气系统关闭且排尽、打开气压罐；罐内空问有限，只能进行小型维护工作，维护困难。③滤饼水份比真空过滤机低６．５％一１０．５％．与连续真空过滤机相比具有过滤速度快、水份低、产能高等特点。⑤重量特大，制造成本高，但生产管理比自动压滤机简单、生产赞用低，适合于崮含量小和浮选精煤过

过滤设备

刘广龙：过滤设备技术进展

度时，过滤能力急剧下降．这时需刷车，将剩余溶液放回，把滤片通过传动装置移出简外，用水冲去滤渣，然后将滤片放回筒内．继续过滤。此类压滤机已成功应用于氧化铝厂，过滤面积达３８５ｎ１２．在工作

中要注意滤片与出液管的密封性。４复合力场过滤机

４．１卧螺离心机

离心力和磁力复合作用的卧螺离心机主要由圆柱筒体转鼓、螺旋输送器、差逮器等部件组成。在转鼓上安装有使悬浮液磁性粒子受吸引力的磁性装置，用少量顺磁性物质作为磁种．在高磁场中可发生异相凝聚，而且絮团聚有顺磁性，在高梯度磁场中可被分离出来。机器工作时，磁性粒子受重力和磁力复合作用，加速沉降在转鼓内壁上，固相由螺旋输送到排渣口，从而使悬浮渡中的固液相分离，特适用于台有极细磁性粒子的分离。

４

２电场压滤机

在压滤机Ｅ加电场是开始于污泥处理，因各种污泥极限脱水率柏近，但电导率相差较大，将电导率引Ａ过滤作业，其作用是：颗粒在电场作用下的电泳和液相在电场作用的电渗以及电流通过料浆时料浆温度Ｊ：升，导致粘度降低．国外实验证实滤饼浓度可由２０％提高到４０％，缺点是能耗过大。

４．３离心过滤机

离心过滤机充分利用重力和离心力场配合过滤介质进行固液分离，可分为闯断上悬式、自动短循环间断式和连续输送式，昂小截流粒级为ｌｏ¨ｍ（上悬式和三足式）．上悬式过滤介质采用帆布、金属丝加强布或金属丝网；自动式一般用纲金属筛网；连续式通常是钵体内身窄缝壁．水价比压滤机低。

管式离心过滤机可过滤０．５Ｉｘｍ的固相，国产

直径１００ｍｉｌｌ机型转速为２０

０００

ｒ／ｒａｉｎ，分离因素达

４万，目｝ｊｉｆ已成功用于微米和纳米缴料浆的批量过滤，丁二作可靠，滤饼浓度在９５％一９９％，滤液接近纯

净水。对于离心过滤机强化隔音和密封，以防止微

细颗粒弥散特别重要，同时必须配备可靠而完善的检测和自控系统，自控系统要配有多种凋整曲线，以适应不同污泥脱水需要，既可浓缩也可澄清。

５膜过滤技术

由于被脱水料浆粒级越来越细，加上纳米材料的高速发展，膜过滤技术因此蓬勃发展。膜过滤技术包括微滤（０．０２—２．０Ｉｔｍ）、超滤（０．００２—０．２Ｉｘｍ）、反渗透（５一１５埃）、纳滤（１５—３０埃）以及离

２００４年１０月

子交换等，在矿业领域目前只涉及到微滤（Ｍｒ）和超

滤，微滤膜孔径为０．１、０．２、０．４５、０．６５、３．０、５．０和

１０

Ｉ．ｔｍ，常见的有混合纤维素酯、再生纤维素、聚氯

乙烯、聚酰胺、聚砜、改性丙烯酸聚合物等微孔膜，各种膜组件有平板式、卷式、中空式、折叠式和管式等。除微滤膜外，还有各种滤芯、烧结微孔过滤介质和复合膜微孔过滤介质。

滤芯是各种渗透材料组合的管式过滤介质，滤

管一端封闭，一端开启．液相从管外流向管内，固相

留在管外，滤管经清洗可再生，工作压力一般为０．５ＭＰａ．广泛用于化工、电子、医药、油类、超纯水过滤，耐温高达１２０℃。复合膜微孔过滤介质是在普通纺布或机织布上用层压涂层的方法将聚四氟乙烯膜贴上，此聚四氟乙烯膜琐先用拉仲法拉开，使之形成许多微细缝隙，孔隙在２ｕｍ以下，ｆＬ隙率高达８０％。

离子交换膜足具有选择性透过的膜状功能高分子电解质，将阴阳膜交营排列在电极问进行电渗析，

实现矿浆的浓缩或过滤。该法红氯碱干Ｉ隅冶金工业

获得成功应用．充分显示出节能、降耗、高效、低污染和工艺简单等优越性，引起生物界、矿业界和环保行业的高度重视。氯碱工业用的是板框压滤机膜电解槽（分为单极式干¨复撖式），由端板、电极、离子交换膜、垫圈等组成，复扳式比单极式具有流程短和设备少等优点．目前已发展到膜——电极一体化（ＳＰＥ）电解槽。在钨冶金工业中，钨腹钠溶液的离子交换膜电解工艺纯属于无污染捉金技术。作为单元操作，离子变换膜占地面积小，运用灵活，易于实现自动化。

在膜过滤时，一姓困膜孔太小，二是因膜滤中的浓度檄化，膜滤孔极易堵塞，因此横流动态过滤技术随着膜滤技术的发展而迅速发展，近年出现了十字流过滤技术。

６研制趋势

近２０年来．物料脱水技术应用领域不断扩大．过滤技术应用于各个工业领域和环保过程，固液分离的粒度越来越细，总的发展趋势是要求滤液的高澄清度和滤饼的低含湿量，以减少于燥和进一步处理的工作量、降低固液分离成本。使得圆液分离技术面临挑战，进而促使固液分离技术和设备围绕克服这个技术问题展肝。随着新型过滤介质的研究和应

用，以及对过滤机的结构进行相应改造，工艺流程和

技术指标将进一步被优化。今后我们在研究开发和生产实践中应从以下几个方面人手，以进一步挖掘

３９７

过滤设备

增刊金属矿山２００４年ｌＯ月

过滤波备的生产潜力和提高过滤效率，达到降低生产成本和提高经济效益的目的。

６．１

研究和开发高效过滤介质

（１）滤布。国内早期在转筒真空过滤机上普遍

使用的复丝滤布，因其经、纬线由复丝加捻而成，在使用中会有部分固体颗粒镶嵌在细丝之间，滤布透气性和透水性变差，加上其表面凹凸不平，在差动气压Ｆ工作时，滤饼“龟裂”现象严重，高速气流通过时压差损失较大，不宜垌于盘式真空过滤机。近年开发的单复丝滤布、双层复合滤布、涂膜滤布（孔径

Ｏ，５—１５仙ｍ）等．技术含量增加的同时适用范围也

拓宽。如单复丝滤布经线是锦纶单丝，纬线是锦纶复丝，具有防堵性能，普遍用于盘式真空过滤机。选择合适的滤布能大大改善脱水效果和降低生产成

本，根据生产经验，所选掸的滤布要满足如下条件：

质量好、经纬度纺织均匀致密；耐腐蚀，且有较强的抗酸、碱性能；布的伸缩性好、遇水变形小，厚度适当且厚薄均匀．一般以４—９ｍｍ为宜；滤布的吸附性能小，被过滤物料易脱落，以防粘性造成滤布孔堵塞；滤布再生的可能性。研究开发过滤速度快、产能大、透气率低的滤布，将进一步提高过滤没备产能

和指标。

（２）陶瓷过滤介质。陶瓷过滤介质可以让液体通过但气体不能透过，整个过滤面被分为若干个小的过滤单元，且过滤单元表面的滤饼收缩不产生裂隙．犬火减少耗气量．压差保持不变。但对不同矿性、粒级组成和工作温度的使用单位，一定舞考虑陶

瓷过滤介质的微孔匹配性。通过对陶瓷片的透水性

试验发现使用过的透水性只有新片５０％左右，表明使用过陶瓷片的微孔被微细粒级精矿堵塞，是影响

陶瓷片透水性及精矿过滤效果的关键。对于陶瓷过

滤介质微孔堵塞一是加强硝酸和超声波的联合清洗，适当提高酸洗浓度和延长酸洗时问；二足采用草酸或次氯酸进行不定期的清洗；三是多种不同方式的联合清洗。通过上述不同的清洗方式，可有效地改变陶瓷片的透水性及过滤效果。在操作维护上严格操作工责任制，严格按操作工艺条件进行检查、维护、清洗等．根据不同来矿精矿性质、矿浆浓度及时调整操作工艺和清洗方式，使陶瓷过滤机和陶瓷片保持在较好的运行状态，从而达到提高陶瓷过滤机

过滤效果的目的。

６．２开发多功能一体化元器件，增强密封性

无论哪一类过滤设备，都与抽真空或加压有关．

３９８

因此过滤设备的密封性显得尤为重要。随着机械和

电器行业制造技术的“高、尖、精、细”化．原来由两

个或更多元件组成的部件，可考虑开发功能更多而且集于一体的元器件，既解决了密封性和安装的方便，叉降低了制造和生产成本。

６．３发展复合过滤技术设备

随着真空、空压和蒸发技术的日益精细化，今后过滤设备的研究开发应充分利用多门尖精技术，将真空过滤、压滤等技术集于Ｉ台过滤设备．设备既可以过滤也可发挥压滤功能，利１ｒ使用单位脱水工艺

流程配置，减少工艺管道、电机和辅助设施的配置．

方便生产组织。降低生产成本。例如真空过滤机外』Ｊｕ蒸汽加压过滤．一是加密封罩，向罩内通蒸汽或热空气以降低滤饼水份；二是增加压榨机构；ｉｌ滤＋干燥二合一的釜式过滤机；过滤＋洗涤＋干燥三合一的带式过滤机等。

６．４没备大型化、节能化和自动化

设备大型化和节能化是机械制造业的未来发展趋势和市场竞争的焦点，过滤设备更是如此。好多固液分离效率较高的过滤设备因部分组件的技术瓶颈问题，存在的蛀大不足之处是设备有效过滤面捉太小或仅处于实验室阶段．严重制约了设备大型化、工业化和产业化。只有突破过滤设备产能．才能充分体现出先进的过滤技术含基和获得经济社会效

益。在过滤设备大型化基础上，必须考虑如何用鼓

小的能耗获得最干的滤饼．同时要考虑后续Ｔ艺设备的节能降耗，像陶瓷过滤系统已充分体现出节能降耗的特点．该类没备正在向大型化发展。

过滤设备自动化既是设备本身的需要，更是工艺流程配置和提高劳动生产牢之所求。对于其自动化，必须解决如下几个问题：自动调节真空度（压力）控制产最；自动控制工作岗期、滤饼厚度并保证水份；根据矿浆液位自动调节转鼓转述；应用自适应模糊控制理论，让过滤设备自身根据不同矿性确定最佳工作参数；自动报警、保护系统；加紧建立过滤设备专家系统。

同国外相比，无论从过滤介质制造或烧结所用的滤材质量和制造技术及设备．还是精整技术与工艺部卡目差甚远，国外开发的过滤介质孔隙率高、阻力小，１：具有机械截流加化学与静电吸附作用的高选择性等。国内在过滤设备方面除了缩小同国外的差距之外，更重要的是应从“贫、杂、细、难”化矿业大国的国情出发．考虑到地下溶浸、矿石生化浸出和萃取

过滤设备

刘广龙：过滤设备技术进展

冶金等工艺的快速发展，加大膜过滤技术的开发应用，争取成为２１世纪膜滤产业化大国。

参考文献

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２００４年ｌＯ月

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械，２００２，２９（４）：２４５—２４８

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２００２。３１（６Ｊ：ｉ６—２ｌ

（收稿日期２００４＿０６－２０）

２

ｃｋｒ咖ｉ。ｉｎｏ扛Ｎ

Ｐ

ＬｉｑｕｉｄＦｉｌｍｔｔｌｏｎ（ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎｌＢｏｔｎＯｌｌ：１９９８

３谢蓬报，捌广兜．金川锋进厂精矿垃滤现状盈努力方向．过滤与

过滤设备

过滤设备技术进展

作者：作者单位：

刘广龙

金川集团公司选矿厂

本文链接：http:///Conference_6220442.aspx

过滤设备

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