專利名稱：一種新型的脫水方法－超濾法脫水的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是應(yīng)用于礦業(yè)、冶金、化工、煤炭、環(huán)保等工業(yè)懸浮液固液分離的新型脫水設(shè)備。
傳統(tǒng)及目前仍廣泛使用的懸浮液固液分離設(shè)備類型很多，例如1．離心分離類有三足式沉降離心機(jī)、螺旋卸料沉降離心機(jī)、室式分離機(jī)、碟式分離機(jī)等。這類設(shè)備都要使用不同結(jié)構(gòu)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓等提供離心力來(lái)實(shí)現(xiàn)固液分離(一般轉(zhuǎn)速為1600～6000r·p·m)，而且通常不能回收-2μm的超微粒子，動(dòng)力消耗大，設(shè)備精度要求很高，生產(chǎn)成本高；2．篩分脫水類即指用于脫水作業(yè)的各類脫水篩，它只適用于較粗物料的脫水、脫泥作業(yè)，對(duì)-0.075mm及-0.045mm的細(xì)粒則很難脫水；3．過(guò)濾類是通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)(如濾布)截留，進(jìn)而累積截留固體顆粒的一類方法。過(guò)濾的推動(dòng)力有正壓力或負(fù)壓力(真空過(guò)濾)，操作上有表面過(guò)濾類進(jìn)行濾餅過(guò)濾以及深層過(guò)濾(固體顆粒沉積在過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部)兩類。
這類設(shè)備在過(guò)濾初始階段效率尚高，但隨著濾餅的加厚(一般厚度達(dá)30～50mm)阻力及粘度增大，效率明顯下降，而且通常是間息作業(yè)，產(chǎn)量及勞動(dòng)強(qiáng)度大；4．壓濾類是對(duì)過(guò)濾懸浮物料在過(guò)濾介質(zhì)(板框、濾布)上加壓的條件下實(shí)現(xiàn)操作的一類加壓過(guò)濾設(shè)備。與過(guò)濾類相比，可提供大的分離面積及很高的推動(dòng)力，從而得到廣泛的應(yīng)用，可處理固體濃度1～10％或略高的懸浮液(重量％)。濾餅厚度30～60mm，但是，此類脫水設(shè)備仍有很多難以克服的弊病，例如①因?yàn)V餅較厚，需要很大的推動(dòng)力(過(guò)濾工作壓力1.0～4.0Mpa)(液壓式、廂式、擠榨式等)；②間息作業(yè)、人工卸料勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)量不高；③密封性要求嚴(yán)格，設(shè)備精度要求高；④對(duì)粘性物料、過(guò)濾效率明顯下降，特別是對(duì)-2μm超細(xì)高粘性物料(粘土礦物或膠體性物料)仍很難實(shí)現(xiàn)正常作業(yè)。
目前，國(guó)內(nèi)外固體懸浮物脫水設(shè)備都是在上述方法的范圍內(nèi)作一些改進(jìn)，例如實(shí)用新型專利“新型臥式壓濾機(jī)”(申請(qǐng)?zhí)?02179241.1)，提出了一種帶刮板卸料閘門的正壓連續(xù)壓濾機(jī)，正壓工作使工作壓力明顯提高(由0.4～0.6Mpa提高到2.5Mpa)從而精煤產(chǎn)品含水量由30％下降到18％以下。但該設(shè)備要增加一套將整個(gè)過(guò)濾機(jī)密封的壓力容器，且正壓操作要通過(guò)功率較大的煤漿泵來(lái)實(shí)現(xiàn)；實(shí)用新型專利“帶刮板卸料閘門的正壓連續(xù)過(guò)濾機(jī)”(申請(qǐng)?zhí)?2212807.3)提供了一種新型臥式過(guò)濾機(jī)，它是在對(duì)上述過(guò)濾機(jī)從機(jī)械結(jié)構(gòu)上作了改進(jìn)，對(duì)傳動(dòng)壓緊方式(機(jī)械傳動(dòng)壓緊和液壓傳動(dòng)壓緊)的機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn)后降低了傳動(dòng)(推動(dòng))能耗，改進(jìn)了密封性，從而使傳動(dòng)功率大大下降，但該方法仍不能克服過(guò)濾機(jī)的前述本質(zhì)的缺點(diǎn)，其工作總壓力仍達(dá)130噸。
對(duì)于一些超細(xì)、特別是粘土礦物(例如膨潤(rùn)土、海泡石粘土、高嶺土等等)的脫水，其難度更大，這主要是因?yàn)檫@類固體懸浮物料粒度極細(xì)，(達(dá)到膠體級(jí)粒度)通常其精礦-2μm＞80％或更高、吸水率很高，粘度大，因此，工業(yè)生產(chǎn)中只能添加絮凝劑，使微細(xì)單體顆粒聚凝后再過(guò)濾或壓濾脫水，例如使用聚丙烯酰胺或丙烯酸鈉等，但是聚凝只能起到提高濃度與濃縮的作用，聚凝物料的含水率仍然很高(對(duì)高粘性礦物而言其固體重量濃度達(dá)10～30％左右)。而且其因添加的絮凝劑都是有機(jī)高分子聚合物，聚凝物的粘度更高，同時(shí)對(duì)很多脫水產(chǎn)品而言，常因含有機(jī)物而具有毒性，從而限止了這類脫水產(chǎn)品的使用范圍。
發(fā)明專利“粘土礦物濕法精選及脫體級(jí)土制備”(申請(qǐng)?zhí)朇N90109603)針對(duì)高粘性物料(粘土)脫水困難的難題，采用了精礦不經(jīng)過(guò)過(guò)濾(或壓濾)直接干燥脫水的方法，該發(fā)明為了保證脫水干燥產(chǎn)品的膠體性不受破壞，改變了常規(guī)干燥溫度(＞200～300℃)而采用低溫干燥(60～120℃)的工藝，因低溫干燥脫水效率低，該發(fā)明又采用了熱輻射干燥(遠(yuǎn)紅外)高頻電磁場(chǎng)干燥及熱反射干燥等多種方法聯(lián)合作業(yè)的方法，該方法雖可取得優(yōu)質(zhì)的脫水精礦，但是設(shè)備復(fù)雜，投資及成本高，產(chǎn)量偏低，很難工業(yè)化實(shí)施。
本發(fā)明完全改變了上述各種脫水方法的思路，提出了一種全新的適于各類固體懸浮物(固體顆粒范圍-0.5～0mm)脫水的新方法，即超濾法脫水，其實(shí)質(zhì)是采用流膜或流漿法，使固體懸浮液以一個(gè)超簿層(0.1～2.0mm)的狀態(tài)連續(xù)均勻的鋪設(shè)在一連續(xù)運(yùn)行的過(guò)濾介質(zhì)(載體)上，使用真空抽吸實(shí)現(xiàn)負(fù)壓脫水。由于在整個(gè)脫水過(guò)程中，懸浮液物料始終保持一個(gè)超簿層狀態(tài)，其過(guò)濾阻力很小，過(guò)濾效率就會(huì)很高，而且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、均勻的脫水。根據(jù)懸浮液中固體物料的濃度、粘度及細(xì)度，改變懸浮濃給漿量及料層厚度，例如高粘性膠體級(jí)料采用流膜法、料層厚度δ=0.1～4.0mm，中低粘性物料用流漿法，料層厚度1.0～4.0mm?？蛇m用于各類懸浮液的脫水。而改變過(guò)濾介質(zhì)(如毛氈或?yàn)V布)運(yùn)行速度及真空度，則又可以隨意調(diào)節(jié)生產(chǎn)能力及產(chǎn)品含水率質(zhì)量。
該方法具有適用范圍廣、工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)力消耗低、實(shí)現(xiàn)連續(xù)脫水作業(yè)、生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品含水率很低。并可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作。特別是該方法可徹底解決高粘性粘土礦物脫水困難的難題。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步作一說(shuō)明如附圖所示，過(guò)濾介質(zhì)載體(1)(濾布或毛氈)在轉(zhuǎn)向輥(2)及胸輥(9)之間作循環(huán)往復(fù)運(yùn)行，懸浮液料(固體重量濃度1.0～50.0％，最佳5～30％)給入供漿槽(3)，經(jīng)供漿槽下部側(cè)向出口均勻鋪設(shè)在運(yùn)行的過(guò)濾介質(zhì)(載體)濾布或毛氈(1)之上，形成超薄層料漿(4)，同時(shí)立即受真空過(guò)濾箱(5)抽吸排水，真空過(guò)濾箱數(shù)量按懸浮液濃度及脫水過(guò)濾難易度而定，正常情況為2～6個(gè)，若真空過(guò)濾箱數(shù)量超過(guò)3個(gè)，中間可加設(shè)托輥(6)，以保持過(guò)濾介質(zhì)載體水平方向正常運(yùn)行。經(jīng)數(shù)次真空抽吸后料漿已基本附合脫水要求(固體重量濃度74～90％)，即送入胸輥(9)與成品揭取筒(7)之間，經(jīng)胸輥(9)與成品揭取筒(7)之間的擠壓力再進(jìn)一步脫水(固體重量濃度76～92％)。同時(shí)，因(7)與(9)之間為反向運(yùn)行，按照粗糙面物料會(huì)向光滑面轉(zhuǎn)移的原理，相對(duì)粗糙的過(guò)濾介質(zhì)之上的脫水產(chǎn)物會(huì)自動(dòng)向相對(duì)光滑的成品揭取筒上轉(zhuǎn)移，再用刮刀(8)刮取，出最終脫水產(chǎn)品。最終脫水產(chǎn)品含水率為8～26％(固體重量％)(視物料粘性及細(xì)度而定)。
被轉(zhuǎn)移走物料后的過(guò)濾介質(zhì)從下部返回轉(zhuǎn)向輥(1)，繼續(xù)進(jìn)行懸浮液的過(guò)濾脫水作業(yè)。在返回過(guò)程中先經(jīng)過(guò)張緊組輥(10)，使過(guò)濾介質(zhì)載體拉緊，以防止打滑，之后再經(jīng)清洗器(11)，清洗器是在超濾機(jī)停止使用時(shí)或因介質(zhì)孔隙堵死時(shí)使用，以保證過(guò)濾介質(zhì)有良好的透氣性。經(jīng)清洗后的過(guò)濾介質(zhì)因含水較高，需再經(jīng)返回過(guò)程附設(shè)的真空過(guò)濾箱(5)脫水后，再返回轉(zhuǎn)向輥(2)，整個(gè)作業(yè)的真空抽吸的動(dòng)力是由真空泵(12)來(lái)提供的，過(guò)濾介質(zhì)載體的運(yùn)行是由與調(diào)速電機(jī)聯(lián)動(dòng)的胸輥帶動(dòng)的。所脫除的廢水中正常情況下也不會(huì)損失固體物料，即回收率接近100％。
以下為本發(fā)明實(shí)施例例1刮刀涂料級(jí)高嶺土脫水原料漿濃度3.8％(固體重量濃度)、-2μm 92.3％，過(guò)濾介質(zhì)運(yùn)行速度26米/分，真空度32Kpa，脫水產(chǎn)品含水率21.5％(固體重量濃度81.5％)，產(chǎn)量5.45噸/班·臺(tái)(干礦)，回收率98.7％。
例2陶瓷級(jí)高嶺土脫水原料漿濃度5.6％(固體重量濃度)、-75μm84.3％，過(guò)濾介質(zhì)運(yùn)行速度38米/分，真空度25.5Kpa，脫水產(chǎn)品含水率18.6％，產(chǎn)量8.4噸/班·臺(tái)(干礦)，回收率99.8％。
例3涂料級(jí)膨潤(rùn)土脫水原料漿濃度4.2％(固體重量濃度)，-2μm98.2％，過(guò)濾介質(zhì)運(yùn)行速度31米/分，真空度35.2Kpa，脫水產(chǎn)量含水率22.6％，產(chǎn)量4.52噸/班·臺(tái)(干礦)回收率98.6％。
例4浮選精煤脫水原料漿濃度8.3％(固體重量濃度)，-75μm82.6％，過(guò)濾介質(zhì)運(yùn)行速度38米/分，真空度26Kpa，脫水產(chǎn)品含水率12.8％，產(chǎn)量10.6噸/班·臺(tái)(干礦)回收率99.5％。
例54A合成沸石脫水原料漿濃度6.8％(固體重量濃度)，-2μm93.6％，過(guò)濾介質(zhì)運(yùn)行速度34米/分，真空度26.6Kpa，脫水產(chǎn)品含水率18.6％，產(chǎn)量6.4噸/班·臺(tái)(干礦)回收率99.2％。
權(quán)利要求
1．一種固體懸浮液脫水的新方法，其特征是①它適用于各種天然礦物或人造礦物或化工工業(yè)中固體懸浮液的脫水的方法；②其基本特征是采用全新型的脫水方法——超濾法，即對(duì)超簿層的固體懸浮液實(shí)現(xiàn)連續(xù)過(guò)濾脫水的方法。
2．上述固體懸浮物的脫水，是指其中固體物料的粒度小于0.5mm～0mm范圍的、特別是指-0.075～0mm、可在水介質(zhì)中懸浮的各種類型固體顆粒、包括各類粘土礦物；各類纖維礦物、以及經(jīng)破碎、磨礦或選礦后的金屬礦、非金屬礦與煤炭(煤泥及浮選精煤)、污泥等，也包括各種人造礦物或無(wú)機(jī)化工、有機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中的固體懸浮物的脫水作業(yè)。
3．上述超濾法脫水的技術(shù)特征是使懸浮液在一連續(xù)運(yùn)行的載體過(guò)濾介質(zhì)上均勻的鋪設(shè)一層超薄層的料漿的方法，其特征是①使用的載體是指具有良好吸水性、透氣性的天然或人造的或天然與人造復(fù)合的纖維織物。如毛氈、濾布等，并可循環(huán)往復(fù)運(yùn)行的環(huán)形(無(wú)極)織物；織物的寬度0.5～3.0m，厚度1～8mm。②向載體上鋪設(shè)一超薄層料漿的方法是采用流膜法或流漿法。流膜法鋪設(shè)厚度為0.1～2.0mm，最佳0.8～1.5mm，適用于高粘性物料的脫水；流漿法鋪設(shè)厚度為1.5～4.0mm(最佳2.0～3.5mm)適用于非粘性物料。兩方法均采用供漿槽供漿，并控制閘門大小來(lái)完成；③流膜法供漿濃度范圍為0.3～8％(固體重量濃度)；流漿法供漿濃度為2～50％(固體重量濃度)。(最佳濃度視不同懸浮液物性而定)；
4．上述超濾法的技術(shù)特征是懸浮液一經(jīng)鋪設(shè)在載體上，則立即采用真空過(guò)濾的負(fù)壓操作實(shí)施脫水作業(yè)，真空過(guò)濾是通過(guò)真空過(guò)濾箱對(duì)含水載體的抽吸實(shí)現(xiàn)對(duì)載體上層薄層懸浮物料漿脫水作業(yè)的；真空過(guò)濾箱數(shù)量為1～6個(gè)，最佳2～4個(gè)，真空度10～40Kpa。
5．上述超濾法的技術(shù)特征是經(jīng)真空抽吸脫水后的固體物料，具有在經(jīng)胸輥處與成品揭取筒之間再進(jìn)一步擠壓脫水的特征，胸輥與成品揭取筒之間的線壓力為0.1～1.0Mpa，最佳0.15～0.3Mpa。
6．上述超濾法的技術(shù)特征是經(jīng)過(guò)濾脫水后的成品，經(jīng)胸輥與成品揭取筒之間的壓力，兩筒表面的反向運(yùn)動(dòng)及成品揭取筒表面高于載體表面的光潔度而實(shí)現(xiàn)脫水產(chǎn)品向成品揭取筒的轉(zhuǎn)移，成品揭取筒的光潔度為2～6，最佳3～4；
7．上述超濾法的技術(shù)特征是經(jīng)轉(zhuǎn)移去固體物料后的過(guò)濾介質(zhì)載體經(jīng)胸輥返回至轉(zhuǎn)向輥，繼續(xù)實(shí)現(xiàn)下一周期的鋪漿過(guò)濾，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作的超濾法脫水作業(yè)。載體的運(yùn)行線速度為20～50米/分，最佳25～35米/分。
全文摘要
一種固體懸浮液脫水的新方法。它采用超濾技術(shù)。即:使待脫水的懸浮液采用流膜法或流漿法向過(guò)濾介質(zhì)載體上鋪設(shè)一層連續(xù)的超薄層料漿,同時(shí)使用真空過(guò)濾法連續(xù)抽吸脫水。由于其料漿層永遠(yuǎn)保持一個(gè)超薄的料層,阻力很小,因此過(guò)濾脫水效率很高。該方法徹底解決了高粘性物料(例如粘土礦物)很難脫水的難題(成品含水率16～25%),也可廣泛適用于其他非粘性物料(成品含水率< 15%)。它具有能連續(xù)作業(yè)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、產(chǎn)量高、固體物損失極少,并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D61/14GK1220908SQ9812165
公開日1999年6月30日 申請(qǐng)日期1998年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月3日
發(fā)明者榮葵一 申請(qǐng)人:榮葵一