什么因素會影響陶瓷過濾機產(chǎn)能呢？
陶瓷過濾機作為新型、高效、節(jié)能的液 固分離設(shè)備以其顯著的節(jié)能、高真空度、濾餅含水率低、產(chǎn)量高、超眾的回收率、無環(huán)境污染及水資源充分利用等優(yōu)點已被礦山、環(huán)保等行業(yè)廣泛采用, 且應(yīng)用領(lǐng)域仍在逐漸擴大 [1]。隨著地球資源的日漸緊缺, 低品位礦資源又進(jìn)行開采或重新利用, 選礦工藝不斷更新, 精礦的顆粒更加細(xì)化, 對陶瓷過濾機的使用要求也越來越高。
1 陶瓷過濾機的工作原理
陶瓷過濾機其顧名思義就是采用陶瓷過濾,用陶瓷過濾板作為過濾介質(zhì), 在過濾過程中,水和親水的陶瓷間產(chǎn)生表面張力, 這就產(chǎn)生毛細(xì)孔現(xiàn)象, 使微孔內(nèi)始終充滿液體, 當(dāng)抽吸真空時, 濾液能通過微孔, 而空氣卻不能通過,水能穿過, 達(dá)到固液分離, 并以其較小的真空動力達(dá)到較大的真空力[2] 。
毛細(xì)孔徑可按照 kelvin 定律計算:
△P =4 τcosθ/d =ρ·g·h
式中: △P——毛細(xì)管引力, kPa;
τ——液體表面張力, 0.07 N/m2 ;
θ——潤濕角, cosθ=1;
d——毛細(xì)管徑, m;ρ——液體比重, kg/m3 ;
g——重力加速度, m2/s ;
h——水柱高度, m。
陶瓷過濾機工作過程分為四個階段包含四個區(qū): 濾餅形成階段 (真空區(qū))、濾餅干燥階段(干燥區(qū))、濾餅卸料階段 (卸料區(qū))、清洗階段(反沖洗區(qū)) 。
(1) 濾餅形成階段: 真空區(qū)內(nèi)的料漿在真空力的作用下其所含固體顆粒吸附在陶瓷過濾板上形成濾餅, 濾液經(jīng)過陶瓷過濾板微孔經(jīng)濾室、分配閥到達(dá)真空桶。
(2) 濾餅干燥階段: 濾餅在干燥區(qū)時繼續(xù)在真空力的作用下脫出濾液并經(jīng)濾室、分配閥到達(dá)真空桶。
(3) 濾餅卸料階段: 在卸料區(qū)陶瓷過濾板上濾餅由刮刀卸下。
(4) 清洗階段: 真空桶內(nèi)濾液水由濾泵抽出。一部分濾液水通過水路系統(tǒng)回到反沖洗區(qū)清洗陶瓷過濾板進(jìn)行重新回用, 另一部分濾液水外排也可利用。
2 影響陶瓷過濾機產(chǎn)能的因素及提高陶瓷過濾機產(chǎn)能的方法
2.1 溫度
通常溫度越高液體的粘度越小, 根據(jù)以下公式可有利于提高過濾速度, 降低濾餅或沉渣的含濕量。適當(dāng)提高溫度、可降低料漿的粘度也能提高處理量。溫度過高影響對設(shè)備要求增高和附加成本增大。
dV △p
u= ------- =---------------
A·dt μ(R0 + Rm)
2.2 濃度
濃度可以改變懸浮液的性質(zhì), 因為許多懸浮液濃度達(dá)到一定值后, 其粘度不再是恒定值,屬于非牛頓流體性質(zhì)。特別是超過一定濃度的懸浮液、膠體溶液、高分子溶液與牛頓的假設(shè)有相當(dāng)大的差異。對細(xì)微顆粒的懸浮液, 低濃度料漿濾餅阻力大于高濃度料漿的濾餅阻力,所以提高濃度可以改善過濾性能。精礦濃度高一般處理量高, 可以采用跑溢流來提高精礦濃度, 精礦濃度過高對攪拌有影響。通過可調(diào)整溢流位達(dá)到高產(chǎn)能 [1]。
2.3 pH 值
pH 值影響顆粒的 ζ電勢因而影響其流動性,根據(jù)物料性質(zhì)改變 pH 值可有效提高陶瓷過濾機產(chǎn)能。
2.4 預(yù)處理
預(yù)處理目的是改善懸浮液性質(zhì), 以利于固液兩相有效和經(jīng)濟(jì)的分開 。可以使稀溶液增濃,細(xì)小顆粒的絮凝和凝聚等, 提高設(shè)備產(chǎn)能。
2.5 料位高低
隨著陶瓷過濾機槽體的料位增高, 陶瓷過濾板在真空區(qū)內(nèi)的吸漿時間增長, 吸漿厚度增大, 產(chǎn)能增加。但干燥時間相對縮短, 精礦水分會適當(dāng)增大。選擇最佳料位, 保證產(chǎn)能和精礦水分達(dá)到要求[1] 。
2.6 主軸轉(zhuǎn)速
主軸轉(zhuǎn)速變慢, 在真空區(qū)濾餅形成時間增長, 產(chǎn)能逐漸增大, 但由于單位時間吸漿厚度不與主軸轉(zhuǎn)速變慢成正比, 而是成拋物線關(guān)系,陶瓷過濾機產(chǎn)能在某個范圍呈最高。另一方面隨著主軸轉(zhuǎn)速變慢吸漿厚度增厚, 也影響精礦水分。對于粘性物料來說, 因為陶瓷過濾機過濾剛開始是陶瓷過濾板為過濾介質(zhì), 當(dāng)濾餅形成后逐漸轉(zhuǎn)化為以濾餅本身為多孔過濾介質(zhì),而粘性物料的濾餅不易形成, 外表不能形成干燥濾餅, 主軸轉(zhuǎn)速變慢易于降低精礦水分。同樣主軸轉(zhuǎn)速加快, 在真空區(qū)濾餅形成時間縮短,吸漿厚度減薄, 但由于單位時間產(chǎn)出量增大,陶瓷過濾機產(chǎn)能會提高。對于易成型物料可提高產(chǎn)能。但主軸轉(zhuǎn)速太快后不易于每一個循環(huán)的陶瓷過濾板清洗。而對于粘性物料, 主軸轉(zhuǎn)速加快后不易于濾餅形成, 影響產(chǎn)能。使用陶瓷過濾機應(yīng)針對精礦固有性質(zhì)摸索最佳主軸轉(zhuǎn)速[1] 。
2.7 攪拌轉(zhuǎn)速
陶瓷過濾機吸漿機理實際是顆粒在真空力的作用下作運動, 攪拌轉(zhuǎn)速較快影響細(xì)顆粒的吸漿。對易沉降料漿應(yīng)提高攪拌轉(zhuǎn)速, 一方面可防止料漿沉降, 另一方面易于顆粒的吸附。 一般粘性物、不易沉降物、粒徑較細(xì)物一般攪拌轉(zhuǎn)速變慢。砂性物、易沉降物、粒徑較粗物一般攪拌轉(zhuǎn)速變快 。
