高效率节约能源陶瓷真空过滤机的研制及其应用高效节能陶瓷真空过滤机的研制及其应用 4江苏冉瓷JIANGSUCERAMICS200O年6月第33卷第2期 ?, 一 高效 摘要 关键词 节能陶瓷真空过滤机的研制及其应用 . 墨何卫平周益平鬻 (214221江苏省宜兴非金属化工机械有限公司7加1221’16乙 介绍了陶瓷真空过滤机的设计,原理及组成及其在硫精矿脱水中的应用. 丛一喊摅警午 l丽茜 真空过滤机大范围的应用于矿山的精矿脱水.目 前,国内生产的真空过滤机主要有盘式真空过滤 机,折带式真空过滤机,内滤式转鼓真空过滤机和 外滤式...
高效节能陶瓷真空过滤机的研制及其应用 4江苏冉瓷JIANGSUCERAMICS200O年6月第33卷第2期 ?, 一 高效 摘要 关键词 节能陶瓷真空过滤机的研制及其应用 . 墨何卫平周益平鬻 (214221江苏省宜兴非金属化工机械有限公司7加1221’16乙 介绍了陶瓷真空过滤机的设计,原理及组成及其在硫精矿脱水中的应用. 丛一喊摅警午 l丽茜 真空过滤机大范围的应用于矿山的精矿脱水.目 前,国内生产的真空过滤机主要有盘式真空过滤 机,折带式真空过滤机,内滤式转鼓真空过滤机和 外滤式转鼓真空过滤机.但它们都会存在着耗气 大,耗能高,真空低,滤饼含水高,产量低,滤布易磨 损,维修工作量大等缺点.1994年,国内某矿引进了 新型真空过滤机——陶瓷真空过滤机,应用于锌精 矿脱水.由于该机具有效率高,耗能低等优点,所以 很受欢迎.但由于购机费用大及备品备件价格高, 令许多矿山只能望机兴叹.针对这一现状,江苏省 宜兴非金属化工机械有限公司立足国内技术,研制 了以陶瓷材质为过滤介质的线陶瓷线陶瓷真空过滤机的原理 陶瓷真空过滤机的工作原理与盘式真空过滤 机的工作原理相类似,即在压强差的作用下.悬浮 液通过过滤介质时,颗粒被截留在介质
面形成滤 饼,而液体则通过过滤介质流出,达到了固液分离 的目的. 2.2过滤介质选用材质的确定 真空过滤机常采用的过滤介质为滤布.由于滤 布孔径一般大于10p~m以上.卸料时通过反吹由刮 刀直接刮下,所以滤布很容易磨损,一般2,3个月 需停机更换或维修.此外,许多矿山精矿中粒径在 2,10Van的贵金属微粒含量约有5%,30%左右. 在脱水时随滤液一起被抽出,排放,既造成资源浪 费,又要消耗大量资金进行污水处理. 陶瓷真空过滤机所选用的过滤介质为陶瓷滤 板,不用滤布,刮泥时刮刀与陶瓷板之间留有0.5mm 左右间隙,以防止机械磨损,延长常规使用的寿命.要作为 陶瓷滤板一定要满足三个条件:第一,微孔孔径小于 2va-ai第二,陶瓷材质一定要有亲水性;第三,材质 必须有足够的强度.目前.我们选用具有亲水性的氧 化铝陶瓷材质,微孔由遣孔剂引成,空隙率大于 35%.因此,在过滤过程中,水和亲水的陶瓷问产生 表面张力,这就产生毛细孔现象,使微孔内始终充满 液体,当抽吸真空时,滤液能通过微孔,而空气却不 能通过.按照Kelvin定律: :堑:!箜 一’d 式中: ?p---毛细压力(kPa) T一表面张力(水温为2O?时,T为0.070 N/m1 一 润湿角(对于亲水的氧化铝微孔0=0., cos0=1) d一毛细孔径(m) 经过计算,毛细压力与孔径的关系如表1所列. 由表1可知,毛细压力与毛细孔径成反比,只要将毛 细孔径控制在一些范围,即满足前面三个条件中第 一 ,第二条,就能产生毛细效应,这样由于空气不能 透过陶瓷滤板,故陶瓷真空过滤机仅需一台很小功 率的真空泵就能维持其真空,能耗却很低,这就是陶 瓷真空过滤机高效率节约能源的关键. 表1毛细压力与孔径之间的关系 d(Ixm)O3O.51.O152O4O3O ?P{Pa)940560280l86I407034 宜兴非金属化工机械有限公司生产的一台 45m:陶瓷线kW真空泵一台,而 线MPa.由于陶瓷滤板 是帕明等:高蛀节能陶瓷真空过滤帆的研制度其应用学术研究5 微孔小于21.tm,所以贵金属回收率高,并且滤液清 澈,无需水处理. 2.3陶瓷滤板的结构 冉瓷滤板外表为扇形,其内部结构为中空填球 或梯度形见图1.后一种成本略高,但强度高. 图1式 2.4陶瓷滤板的清洗 陶瓷滤板在工作过程中,微小颗粒易于堵塞陶 瓷微孔,影响生产效率.在设计过程中,我们采用每 一 循环反清洗
,即通过分配器由陶瓷滤板内部 反冲液体至滤板表面,达到清洗微孔.反冲洗一般 设置在卸料区的后一区,设置角度与陶瓷板扁形角 相同.这样保证在每一循环过程中每一块陶瓷板都 能得到清洗一次. 为了对易结难洗的颗粒进行清理洗涤,我们设计了 超声清洗或化学洗涤或两者混合清洗,以达到高效 工作(见图2). 图2陶瓷线一线陶瓷真空过滤机的结构 陶瓷真空过滤机外形与盘式真空过滤机相类 似,主要由转子,搅拌器,刮刀组件,料浆槽,分配 器,陶瓷滤板,水路系统,气路系统,清理洗涤设施和电 气系统等组成. 料浆槽由不锈钢板焊接而成,起承载料浆的作 用;搅拌器在料浆槽内搅拌混和料浆,避免料浆沉 积;陶瓷滤板安装在转子上,转子由两轴承座支 承.在减速机的带动下,以1—2转/rain旋转,料浆 在真空的作用下,吸附在陶瓷滤板上,滤饼由刮刀 刮下,由输送机带走,滤液通过分配器到达真空桶, 并由滤泵通过水路系统反冲洗陶瓷滤板,滤泵安装 必须在线m处,这样可保证从线陶瓷真空过滤机的自动化 陶瓷真空过滤机配套了计算机监控系统,该系统 采用PC总线模块化工业控制机并配以各种变送器, 变频器,多路气动阀门,液位器等仪器.开机时,料浆阀 门由料位仪监控,控制料浆料位高低,真空桶滤液由液 位仪检测,当至高液位,计算机便迅速打开滤泵出口的 旁路阀门,快速排水.水路系统,气路系统压力由各种 压力变送器监测.主轴减速机转速,搅拌减速机转速均 通过变频器调速,达到无极变速. 3陶瓷真空过滤机的应用 陶瓷真空过滤机安装在铜陵有色公司铜官山铜矿 选矿厂硫精矿工段,该机过滤面积30m2,处理硫精矿 45—50T/h,滤饼含水率10%,每年节电166万度, 每年减少相关成本7O万元.下面是30m2陶瓷线外滤式真空过滤机每项指标对照表(见表2) 表2陶瓷真空过滤机与外穗式真空过滤机的指标对照 注:设备折旧以加年计算. 表3为国内外陶瓷真空过滤机与外滤式真空过 滤机分离电精矿成本
表. 另外,由于精矿水分降低3%,每年节约运输费 16万元,途耗降低25%,全年多回收硫精矿2000t, 价值30万元,并且减少环境污染,可节约环保费30万 元.外滤式真空过滤机要达到陶瓷线台备用),需一次性投资280万元. 6江苏陶瓷JIANGSUCERAMICS2000牟6月弟33喜弟2期 衰3国内外冉瓷真空过滤机与外连式 真空过滤机分离吨精r成本分析表 璜蓑器~线结论 a.陶瓷真空过滤机设计先进,结构符合常理,自动 化程度高,性能优良,具有高效,节能等优点,是一种 新型的液固分离设备. b.就投资而言,外滤式真空过滤机略低于国产 陶瓷真空过滤机,但吨精矿过滤成本却是国产陶瓷 真空过滤机的两倍. 该机节约能源的效果显着,如果全国上千个矿山能 够推广使用国产陶瓷真空过滤机,每年仅节能就几 十个亿,并且减少贵金属流失和环保费用,水资源能 够充分的利用. 柱:设备折旧按20年计 参考文献 毛星墓.薹立新,晕叠龙.国外脱水设备的研究与发展过谴与分 离,I997;20(2) 罗茜,康剪,胡茬教.擞孔过谴舟质的进展.过谴与分离,1997;20(2】 膏慎晕.化工机墨.北京:化举工业出版杜.1992 连矿谩计丰黯糖羹告.遣矿设计手册.北京:培盘工生出版社,1994{ 辛桂盘,韩舟斧,蚌文壤芬兰真托昆瞢明太克公司.一毒过漳机在魂国 的应用1997;318(8 周竹发.歌征聘,王王君.真空晦赛过罅机商赦节饿机理的探讨,江苏 陶赛,1998;30(I) TheDisignandApplicationofCeramicVacuumFilter withmghEfficiencyandEnergyConservation WuBomb~Zhang…J,l培HeWeipingZhouY~ing (214221JiangsuProvinceYixingNonmetalChemistryandMachineryCo.Lt d.7401221) AbstractThisarticleintroducesthedesign,mechanism,compositionofthece ramicsvacuum flieranditsapplicationindewateringofsulphurfineminerai. KeywordCeramicvacuumfilterCeramicfilteringplateCeramic~ashlngAut omation 精细陶瓷发展的潜在能力 精细陶瓷是盎属材料,有机高分子材料之后的第三项 材料革命.它是一种生产吨位小,产值利润高,原料来源 广,产品性躬优良,大有开发前途的新型高科技材料,它的 出囊受到先进国家的重视. 精细内瓷硬度好,强度高,耐高温,耐磨,耐热,电气绝 孽性好,因J}B用途十分广泛.如树作发动机可节躬13%,应 崩囊电气领域,墨照想鹩集成电路基板材料+特捌适用于 荸种毫密羞,燕电舞番无件,商道切削刀具等的制作.在化 至青蔚可用手黼燕棰侣翔羲件,热交换管,糟细陶瓷阿门, 蠢壅案等. 崩莲精细鞫舞蔚腺辩燕舟布广,价格低酮巍括廉料 制威的嘉辊萜至产赫;蘧堑产晶鲑琏凑如工;l蘸熊鹰j畸尉 加值的化学品,倒如普通氧化铝,电熔氧化镁,碳化硅,氮 化硅. 据行家介绍,开发精细陶瓷的步骤首先应从开发氧化 钨精细陶瓷开始,而开发氧化物精细陶瓷又应从素有陶 瓷王之释的AlO开始.是因为目前的氧化物精细冉瓷 工艺已趋成熟.同时又是树造其他精细陶瓷的基础.有了 发晨氧化物精细陶瓷的基础.就可在今后再逐步考虑非氧 化物精细冉瓷的发展. 作为精绷冉瓷的糟体原料,应逐步改造现有的,以提 供初辕腺科为主要目标粗麓萤元机化学工韭,使产品向 蒿纯度,越剧赣方向发展;井车失时帆趣弁燕,爰.程精细冉 替产品;糟垦太们对新垄材辩朋特殊蔷隶.f蜀采平)
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