Лекция 9. Итенсификация процесса фильтрования

9.1. Факторы, влияющие на процесс фильтрования.

9.2. Методы интенсификации процесса фильтрования.

9.3. Контрольные вопросы.

9 1. Факторы, влияющие на процесс фильтрования

На эффективность процесса фильтрования оказывают влияние различные факторы:

– содержание твердого в суспензии;

– крупность твердой фазы;

– разница давлений по обе стороны фильтрующей перегородки;

– частота вращения рабочего органа фильтра;

– соотношение зон набора и сушки кека;

– обработка поверхностно-активными веществами фильтруемых материалов;

– структура осадка, его толщина и другие факторы.

Содержание твердого в суспензии оказывает влияние на толщину осадка, его влажность и удельную производительность фильтра, что подтверждается рядом исследований. Увеличение содержания твердого в питании фильтра приводит к увеличению удельной производительности фильтра, влажности и толщины осадка. При фильтровании рудных суспензий оптимальное содержание твердого в питании 50-60 %, при этом толщина осадка колеблется в пределах 20-23 мм при влажности 11,2-11,6 % и удельной производительности 1-1,3 т/(м · ч).

Кроме того, в плотной суспензии наблюдается меньшее расслоение в ванне фильтра по крупности, поэтому получают осадок более равномерный по гранулометрическому составу, чем в разбавленных суспензиях. При фильтровании плотных суспензий снижается удельное сопротивление осадка, что объясняется коагуляцией суспензий.

Крупность частиц твердой фазы суспензии, поступающей на фильтрование, зависит от принятой схемой обогащения, размером вкрапленности полезного минерала и качеством выпускаемого концентрата.

Увеличение содержания в питании фильтра тонких классов приводит к повышению влажности осадка и снижению удельной производительности, так как с уменьшением крупности увеличивается удельная поверхность частиц, а следовательно, и их влагоудерживающая способность. Поэтому при одинаковой массе влажность осадка тонкоизмельченных продуктов больше, чем влажность крупнозернистого осадка.

Увеличение разрежения приводит к снижению влажности осадка до 2-3 % дальнейшее увеличение вакуума существенного значения не имеет. Практикой работы и исследованиями установлено, что при фильтровании целесообразно использовать более низкое разрежение в зоне фильтрования и более высокое в зоне подсушки осадка. Повышение вакуума в зоне подсушки увеличивает количество отсасываемого воздуха, что способствует снижению влажности осадка. Важным недостатком работы фильтра при пониженном вакууме в зоне набора осадка является образование трещин на поверхности осадка, при вакууме в зоне набора 0,07 МПа усадка равна 20-30 %, а при падении до 0,03 МПа усадка превышает 50 %, при этом наблюдается растрескивание осадка. При выборе значения вакуума необходимо учитывать свойства осадка, так как для сжимаемых осадков увеличение разрежения не приводит к снижению влажности.

Частота вращения рабочего органа фильтра (барабана, дисков) оказывает влияние на производительность фильтра и влажность осадка. При уменьшении частоты вращения время фильтрования и подсушки осадка возрастает, при этом толщина осадка увеличивается и его влажность уменьшается. Увеличение частоты вращения дисков приводит к повышению влажности осадка. Зависимость удельной производительности от частоты вращения не однозначна. Оптимальную частоту вращения дисков или барабана подбирают в каждом конкретном случае с учетом свойств суспензии.

Соотношение зон набора и подсушки осадка составляет 1:1. Если зона подсушки осадка будет в 1,5 – 1,7 раз больше зоны набора, то производительность фильтра снизится на 8 – 10 %, а влажность осадка снизится на 0,5 %. Изменить соотношение зон можно понижение уровня суспензии в ване фильтра.

Обработка поверхностно-активными веществами исходного продукта приводит к понижению поверхностной энергии, уменьшению смачиваемости твердых частиц жидкостью.

Лучшей структурой для несжимаемых осадков является расположение крупных зерен внизу у фильтрующей перегородки, мелких в верхних слоях, что достигается в вакуум-фильтрах с внутренней загрузкой, ленточных фильтрах, план-фильтрах. При уменьшении толщины осадка во время просушки в нем часто образуются трещины, которые вызывают увеличение расхода воздуха в 10 и более раз.

Количество и величину трещин можно уменьшить: предварительным размагничиванием пульпы перед фильтрованием (магнетитовые концентраты), обесшламливанием пульпы перед фильтрацией (удаление частиц < 5 мкм), установлением оптимальной толщины осадка на фильтроткани, устранением на фильтроткани образования складок.