礦物加工要進(jìn)一步深入發(fā)展，除了研制出新產(chǎn)品外還需要對(duì)其加工設(shè)備、后處理設(shè)備進(jìn)行深入研究，以利于新產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用。在后處理設(shè)備中脫水設(shè)備占有重要地位，選擇合理和合適的脫水設(shè)備，對(duì)確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)系重大。
今天，粉體技術(shù)網(wǎng)就對(duì)礦業(yè)領(lǐng)域主要的脫水設(shè)備及其選型原則進(jìn)行介紹，以期對(duì)大家選擇合適的脫水設(shè)備有一定的幫助。
▼常見脫水設(shè)備的形式及適用范圍
1、板框壓濾機(jī)（箱式壓濾機(jī)）
板框式壓濾機(jī)有平板板框壓濾機(jī)和凹板板框壓濾機(jī)之分。兩者之間的主要差別是濾室的結(jié)構(gòu)不同。我國(guó)目前應(yīng)用的多為凹板板框式壓濾機(jī)，通常稱箱式壓濾機(jī)。
▲板框壓濾機(jī)
箱式壓濾機(jī)一般由固定尾板、活動(dòng)頭板、濾板、主梁、液壓缸體和濾板移動(dòng)裝置等幾部分組成。
▲ 動(dòng)圖1 板框壓濾機(jī)上料、壓濾、卸料
工作原理：當(dāng)壓濾機(jī)工作時(shí)，由于液壓油缸的作用，將所有濾板壓緊在活動(dòng)頭板和固定尾板之間，使相鄰濾板之間構(gòu)成濾室。礦漿由固定尾板的入料孔以一定壓力給入，在所有濾室充滿礦漿后，壓濾過(guò)程開始。礦漿借助給料泵給入礦漿的壓力進(jìn)行脫水，固體顆粒由于濾布的阻擋留在濾室內(nèi)，濾液則經(jīng)濾布沿濾板上的泄水溝排出。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，濾液不再流出，即完成脫水過(guò)程。此時(shí)，可停止給料，并通過(guò)液壓操縱系統(tǒng)調(diào)節(jié)，將頭板退回到原來(lái)的位置，濾板移動(dòng)裝置將濾板相繼拉開。濾餅依靠自重脫落，并由設(shè)在下部的皮帶運(yùn)走。為了防止濾布孔眼堵塞，影響過(guò)濾效果，卸餅后濾布需經(jīng)清洗。至此，完成了整個(gè)壓濾過(guò)程。
▲ 動(dòng)圖2 板框壓濾機(jī)濾液收集、濾餅卸料
性能特點(diǎn)：壓濾機(jī)在現(xiàn)階段仍是處理細(xì)、黏物料最有效的設(shè)備之一。壓濾后的濾餅水分較低，一般在20%-26%之間，而且濾液中的固體含量也較低，一般在0.01-0.1g/L，基本是清水，不需經(jīng)其他處理即可返回使用。一個(gè)循環(huán)的壓濾時(shí)間與處理的物料性質(zhì)、泵的型號(hào)、壓濾機(jī)的型號(hào)等有關(guān)，一般一個(gè)壓濾循環(huán)在24-120min。
▲壓濾機(jī)工藝流程
▼板框壓濾機(jī)在非金屬礦脫水中的應(yīng)用實(shí)例
2、隔膜式快速壓濾機(jī)
該壓濾機(jī)是在傳統(tǒng)廂式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，增加了脫水功能，即在壓濾機(jī)上能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高壓流體進(jìn)料初次過(guò)濾脫水、濾餅二次擠壓壓榨脫水與壓縮空氣強(qiáng)氣流風(fēng)吹濾餅三次脫水，其主要特點(diǎn)是在普通壓濾板的兩側(cè)增加雙面橡膠隔膜，同時(shí)增加壓榨風(fēng)進(jìn)風(fēng)雙通道。
▲ 動(dòng)圖3 隔膜壓濾機(jī)進(jìn)料過(guò)濾、反吹、隔膜壓榨、拉板卸餅
3、帶式壓濾機(jī)
帶式壓濾機(jī)是一種連續(xù)工作的脫水設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。目前已被廣泛用于處理各種污泥、選煤產(chǎn)品、濕法冶金的殘?jiān)?、管道輸送的物料等，并?zhǔn)備用于過(guò)濾金屬精礦。
▲帶式壓濾機(jī)
工作原理：帶式壓濾機(jī)是通過(guò)物料在兩條皮帶間運(yùn)行過(guò)程中，受到擠壓和剪切作用，并受到重力作用使水分排出的。在脫水過(guò)程中，必須借助絮凝劑，使物料首先形成絮團(tuán)，然后在壓濾機(jī)擠壓作用下，排出水分，絮團(tuán)形成緊密的濾餅，實(shí)現(xiàn)脫水過(guò)程。
▲ 動(dòng)圖4 帶式壓濾機(jī)
帶式壓濾機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)工作，因而單位面積處理能力較高，耗電量低。當(dāng)絮凝劑選擇和使用得當(dāng)時(shí)，產(chǎn)品水分低。此外，它還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
因過(guò)濾帶同時(shí)起過(guò)濾作用和運(yùn)輸作用，受到的拉力和剪切力均較強(qiáng)，對(duì)過(guò)濾帶的強(qiáng)度要求較高。此外，為避免水分從兩側(cè)流出，濾帶的濾孔不能過(guò)小，因此，對(duì)細(xì)粒物料絮凝不好時(shí)，容易造成濾液中固體含量較高，并影響到帶式壓濾機(jī)的脫水效果。
4、轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)
轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)是一種連續(xù)操作的過(guò)濾設(shè)備，設(shè)備的主體是一個(gè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓筒，圓筒表面為打孔的金屬板或金屬絲網(wǎng)，網(wǎng)上再覆蓋濾布，懸浮液在圓筒的下部與圓筒接觸。
▲轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)
工作原理：盤內(nèi)部沿徑向分割成若干扇形格，每格均有單獨(dú)孔道通向分配頭。當(dāng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，憑借分配頭的作用使這些孔道依次與真空管及壓縮空氣相通，故盤在回轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中每個(gè)扇格可按順序進(jìn)行過(guò)濾、脫水、吹松、卸料等操作。
▲ 動(dòng)圖5 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)
性能特點(diǎn)：轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)能連續(xù)自動(dòng)操作，生產(chǎn)能力大，特別適宜的懸浮液，廣泛用于礦物加工和化工等行業(yè)，主要適用于固體顆粒粒徑在0.01-lmm、處理量大并易過(guò)濾的懸浮液的過(guò)濾。缺點(diǎn)附屬的設(shè)備較多，投資費(fèi)用高，并且濾餅含水量較高。
5、離心機(jī)（臥螺離心機(jī)）
離心機(jī)是利用離心力進(jìn)行液相非均一體系混合物分離的設(shè)備，主要用于脫水、濃縮、分離、澄清、凈化及固體顆粒的分級(jí)等工藝過(guò)程。
離心機(jī)可分為兩大類，即過(guò)濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī)。對(duì)于沉降式離心機(jī)，如臥螺式、碟片式離心機(jī)，既可用于超細(xì)粉體的濕法分級(jí)，又可用于超細(xì)粉體的脫水，具體用途取決于工藝操作條件。當(dāng)分離粒徑臨界值dc=0時(shí)，則為脫水機(jī)，當(dāng)dc=>o時(shí)，則為分離機(jī)，作為濕法分級(jí)用。
▲臥螺離心機(jī)
臥螺離心機(jī)是一種利用離心沉降原理進(jìn)行不同比重間物料分離的設(shè)備，其基本結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)鼓、螺旋、動(dòng)力系統(tǒng)和變速系統(tǒng)等組成，可連續(xù)進(jìn)料、分離、洗滌和卸料，是一種連續(xù)式脫水設(shè)備。
▲ 動(dòng)圖6 臥螺離心機(jī)
工作原理：轉(zhuǎn)鼓與螺旋同向高速旋轉(zhuǎn)但存在可以調(diào)整的速差，物料連續(xù)進(jìn)入螺旋內(nèi)筒時(shí)，由于螺旋的高速旋轉(zhuǎn)，物料被加速后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)一步加速旋轉(zhuǎn)，在離心力場(chǎng)作用下，物料因比重不同將進(jìn)行分離，其中比重較大的固相物在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上形成沉積層，比重較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)。在螺旋和轉(zhuǎn)鼓差速的作用下，螺旋將沉積的固相物推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機(jī)外，而內(nèi)層液環(huán)也就是澄清液由轉(zhuǎn)鼓溢流堰板處溢出轉(zhuǎn)鼓，完成分離過(guò)程。
性能特點(diǎn)：臥螺式離心機(jī)目前已廣泛應(yīng)用于石油化工、煤炭、醫(yī)藥、輕工、食品等領(lǐng)域和污水處理工程，能連續(xù)操作，處理量大，無(wú)濾布和濾網(wǎng)，單位產(chǎn)量的耗電量較少，適應(yīng)性強(qiáng)，維修方便，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
6、陶瓷真空過(guò)濾機(jī)
陶瓷真空過(guò)濾機(jī)集機(jī)電、微孔陶瓷、超聲技術(shù)為一體，依靠真空吸力和毛細(xì)作用實(shí)現(xiàn)脫水的新型高效、節(jié)能過(guò)濾設(shè)備。
▲陶瓷過(guò)濾機(jī)
工作原理：陶瓷過(guò)濾機(jī)工作基于毛細(xì)微孔的作用原理，采用微孔陶瓷為過(guò)濾介質(zhì)，利用微孔陶瓷大量狹小具有毛細(xì)作用原理設(shè)計(jì)的脫水設(shè)備，在負(fù)壓工作狀態(tài)下的盤式過(guò)濾機(jī)，利用微孔陶瓷板其獨(dú)特透水不透氣性，抽起陶瓷板內(nèi)腔真空產(chǎn)生于外部的壓差，使料槽內(nèi)懸浮的物料在負(fù)壓的作用下吸附在陶瓷板上，固體物料因不能通過(guò)微孔陶瓷板被截留在陶瓷板表面，而液體因真空壓差的作用及陶瓷板的親水性則順利通過(guò)進(jìn)入氣液分配裝置外排或循環(huán)利用達(dá)到了脫水的目的。
▲ 動(dòng)圖7 陶瓷真空過(guò)濾機(jī)
性能特點(diǎn)：陶瓷過(guò)濾機(jī)的特殊材質(zhì)及結(jié)構(gòu)決定了它的優(yōu)勢(shì)，即耐磨損，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，微孔無(wú)變形，技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定無(wú)波動(dòng)。同時(shí)其微孔小，毛細(xì)作用強(qiáng)，節(jié)約能耗，運(yùn)行成本低，濾餅水分低，濾液清澈可回用。
缺點(diǎn)是陶瓷過(guò)濾機(jī)在工作過(guò)程中，微小顆粒易于堵塞陶瓷微孔，影響生產(chǎn)效率。
脫水設(shè)備選型原則
目前，脫水設(shè)備種類繁多，選型的范圍也廣，如何選擇合適的脫水設(shè)備是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題。
（1）根據(jù)濾餅增長(zhǎng)率選擇脫水設(shè)備
在脫水設(shè)備的選擇中，反映物料分離性能的濾餅增長(zhǎng)率具有重要的意義，增長(zhǎng)率將指導(dǎo)選擇是用壓力、真空或重力過(guò)濾器，還是用沉降式離心機(jī)。
（2）根據(jù)分離后產(chǎn)品的要求選擇脫水設(shè)備
分離后的產(chǎn)品有液相和固相之分。液相一般需要含固體顆粒少的澄清液；固相需要干燥程度高的顆粒固體，有時(shí)還需要滿足顆粒形狀不受破壞，顆粒需要洗滌等要求。
▼各種脫水設(shè)備性能比較
以上對(duì)脫水設(shè)備的選擇只是初步的選擇，具體設(shè)備的選用還需要對(duì)整個(gè)工藝流程和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合考慮，這樣才能選擇出合理的、合適的脫水設(shè)備。
來(lái)源：非金屬礦加工技術(shù)與應(yīng)用手冊(cè)，主編：鄭水林，袁繼祖；選礦學(xué)，主編：謝廣元；臥螺式離心機(jī)在鹽泥脫水中的應(yīng)用，作者：韓鋒等
編輯整理：粉體技術(shù)網(wǎng)
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2018年12月2日-4日 廣州大華酒店
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3、非金屬礦粉體在涂料中的應(yīng)用技術(shù)
4、非金屬礦粉體如何打開涂料行業(yè)市場(chǎng)
5、專題技術(shù)沙龍
6、聯(lián)誼晚宴
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