带式真空过滤机的研制设计.doc

一、 前 言 带式真空过滤机是七十年代新发展起来的一种高效固液分离设备，具有能连续洗涤滤饼；两面喷洗再生滤布；较粗固体粒子借助重力沉降能预先形成助滤层；单位面积生产能力大等优点。目前国外已广泛地应用于金的提取、铀的提取、煤浆脱水及化学工业等部门。为了更新我国铀水冶厂工艺设备，强化工艺过程，提高经济效益，在固液分离设备方面研制、引入和推广应用带式真空过滤机，将对新厂的建设和老长的改造产生积极的作用。 我所通过调研论证，选定橡胶带式过滤机作为研究对象，试验样机设计并加工完成后，首先在所内进行了调试，用煤浆做了模拟试验。为了考核样机各系统的稳定性，可靠性和对处理不同物料的适应性，今年6月至7月又在二七二厂进行了工业试验。2、 带式过滤机工作原理与结构 （一）工作原理 带式真空过滤机是用真空作为推动力，是液体通过过滤介质，截留固体颗粒进行固液分离的一种设备。 图1为带式过滤机的结构示意图。在水平钢架上间隔安装两个滚筒，滚筒上绕装一条环形橡胶滤带，滤带工作表面上覆盖着滤布。滤带上行程的下面配有不锈钢材料的真空抽吸箱，真空箱的顶部有一条密封导轨，滤带密封凸缘与导轨相接触，形成直线运动的端面密封。当真空抽吸时，滤布与滤带同步先前运动，料浆经加料装置逆向加到滤布上。滤液通过滤布，沿滤带的排液孔流向真空箱，然后由排液管进入滤液槽，再经离心泵送至下一工序。在滤布上可直接对滤饼进行连续多段逆流洗涤。通过调整真空箱和排液管，各段滤液可以分开或合并。洗涤后的滤饼进一步过滤干燥，然后由卸料装置挂落。滤布进入洗涤装置再生后进行下一工作循环。带式过滤机试验样机主要技术参数如下：过滤面积 0.5米2 外形尺寸 40001700800毫米滤带带速 14米/分 滤带宽度 300毫米电机功率 1.5千瓦 （二）主要部件 1、滤带滤带是带式过滤机的主要部件之一。图2是本机采用的滤带型式，用橡胶模压成型。其工作面上开有横向沟槽，中心是长圆形排液孔，两侧有倾斜护边，背面是表面耐磨的密封凸缘。2、 滤布所用滤布为621型涤纶布，环绕覆盖在滤带上，接头用手工缝制。3、 真空箱与滤液收集系统真空箱由不锈钢制成。根据过滤要求，可将真空箱的滤液出口调整组合成四组，每一组与相应的滤液槽相连。滤液槽装有电容液位计，用以指示槽内液位高度，并自动启动滤液泵排出滤液。4、 密封导轨密封导轨采用特殊处理的耐磨材料，用粘接和机械夹持方法固定在真空箱的法兰上，工作时可通入润滑剂，以降低滑动表面的摩擦力。5、 传动装置由调速电机驱动行星摆线减速器，经链轮带动过滤机的传动滚筒。可根据与物料的过滤性能，适当地选择调节滤带的运动速度。6、 洗液分配器分配器采用溢流方式，将洗涤液均匀地分不到滤饼表面进行洗涤。7、 滤饼卸料装置采用等间隙刮刀卸料。8、 滤布洗涤装置滤布经刮刀卸料后，表面往往残存少量固体粒子，有时微细粒子镶入粘附在滤布孔眼内。喷洗再生滤布，可以减缓或防止过滤速率降低。本机采用沉入式洗涤法：通过高压水喷洗、空气反吹、机械刷洗使滤布再生。9、 滤布张紧装置采用重锤杠杆平衡将滤布张紧，防止滤布松弛、打滑，是滤布正确地覆盖在滤带上，并随滤带同步运动。10、 滤布调偏装置在工作过程中，滤布常会出现变形、收缩或褶皱，因此当滤布运动时，容易产生偏摆，造成滤布边缘撕坏。用调偏装置调整滤布，可使其运动时不偏离滤带。本机采用电磁吸边器和机械调偏器调整滤布。 三、 试 验 （一）煤浆模拟过滤试验 将工业用煤破磨成接近浸出要求的矿石粒度，在机械搅拌槽内用水配制成中性煤浆，将煤浆搅拌均匀后，定量地加入到带式过滤机上。实验结果如表1所示。 试验结果表明：由于物料粒级较粗，所以过滤性能良好，具有较高的生产能力。样机在试验过程中运转正常。 （二）工业矿浆过滤试验 1、试验流程 试验流程见图3.从生产车间引来的矿浆送入搅拌高位槽，经孔板流量计测定流量，再进入加料漏斗，然后自流如加料器。如需要，可将絮凝剂同时由漏斗加入。用阀门调节带式过滤机所需的真空气量。 2、试验情况 试验采用六种矿浆，分别测定了生产能力、洗涤效率、功耗等参数，结果列于表2 （1）生产能力由表2看到基本可分三种情况：a、 模拟的46#返砂、711+混合矿（50#+51#旋流器底流，加入絮凝剂）两组物料的滤饼生产能力均在15吨（干矿）/米2日以上。 表1、煤浆模拟过滤试验数据表 粒度分布固液比进料量kg/min带速m/min真空度mmHg滤饼厚度 mm滤饼水份 %滤液浊度p.p.m生产能力kg/m2h+0.5mm 7.04%+0.25mm 39.67%+0.20mm 9.98%+0.15mm 6.94%+0.10mm 10.93%+0.074mm 12.61%+0.065mm 11.61%+0.055mm 1.22% 59.471440721.81.5315511.4241067262.1519243.714407160.4347.76411.76241056302.36234311.1138020230.86555.54312.324008267.31307.529.84135018241.72655.2213.31.538015231.55881161.54002223294.31020表2、工业矿浆过滤试验数据表物 料粒 度 粒度 厘泊液固比真空度mmHg电机功耗kw带速m/min滤布洗水m3/h模拟的46#返砂 -200目28.3%0.813000.680.842.61.5711+混合矿（50#+51#旋流器底流） -200目8092%4.11.5 1.562803000.680.841.31.41.5711+混合矿（50#+51#旋流器底流） -200目80%1.5 2.32602800.680.845.25.411.5混合矿浆（52#矿浆） -200目57.560.4%1.17 1.333604000.680.842.730.85混合矿浆（52#矿浆） -200目57.560.4%1.383604000.680.841.7711+715矿（浸出） -200目53.259.1%100.75 0.83204600.680.841.32.211.2711矿浆（中性） -200目54.662.5%0.92 0.963003800.680.841.73.10.81混合矿（50#旋流器底流） -200目59.1%1.382803000.680.841.52.40.370.7混合矿（50#旋流器底流） -200目52.658.3%3.31.04 1.563004400.680.840.82.30.951物 料絮凝剂 用量克/吨矿真空气耗m3/h矿浆处理能力kg/m2h滤饼生产能力kg/m2h滤饼水份 %滤饼洗水l/h洗水比洗涤效率%模拟的46#返砂108122064124.5660.13711+混合矿（50#+51#旋流器底流）60.233040429935028.76082.20.340.546677711+混合矿（50#+51#旋流器底流）5086.538278953671428.550.4690.160.258497混合矿浆（52#矿浆）74.4155171859830.536.64.90.440.683混合矿浆（52#矿浆）506624421023028.536.60.381711+715矿（浸出）10077.423025918322121.936300.172711矿浆（中性）94.833749020223.1混合矿（50#旋流器底流）8468138678726.830420.610.638995混合矿（50#旋流器底流）5067.7902309018030.246.252.20.430.66595b、711+混合矿（50#+51#旋流器底流，不加絮凝剂）一组物料滤饼生产能力在7吨（干矿）/米2日以上。c、混合矿（52#矿浆，加入絮凝剂）、711+715浸出矿浆（加入絮凝剂）及711中性矿浆三组物料滤饼生产能力均在4.8吨 /米2 日以上。由于粘度、粒度等工艺条件对物料过滤性能的影响，所以过滤机对各组物料的处理能力相差较大。（2） 絮凝剂的影响 适量加入絮凝剂后，固体颗粒间桥接呈多孔网络状，生产能力可提高一倍左右。同时得到的滤饼松散，易于从滤布上剥落。本试验因条件所限，仅采用聚丙烯酰胺（西伯朗）一种絮凝剂。（3）滤饼洗涤 采用两段并流洗涤，洗水比一般为0.30.6，洗涤效率为6597%洗后滤饼夹带液相金属浓度1030毫克 /升。若增加洗涤段数，并适当增加吸水量将会获得更好的效果。（4） 设备运行 经过现场试验考核和局部改进，过滤机