精密微孔過濾機(jī)在超細(xì)粉末過濾與洗滌應(yīng)用

1、精密微孔過濾機(jī)在超細(xì)粉末過濾與洗滌應(yīng)用張有新,趙中偉,陳愛良,霍廣生(中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院,湖南長沙410083摘要:簡述了超細(xì)粉末在過濾、洗滌的特性,并介紹了高效精密微孔過濾機(jī)的原理及特點(diǎn),通過超細(xì)碳酸鈷粉末的生產(chǎn)實(shí)踐證明:采用微孔過濾機(jī)進(jìn)行洗滌過濾可大大提高物料的洗滌效率,減少洗水用量,提高金屬回收率。并且采用機(jī)內(nèi)頂洗滌,過濾與洗滌于一機(jī)內(nèi),不需將濾餅來回人工轉(zhuǎn)移,使產(chǎn)品不受外界污染。確認(rèn)完全適宜微米級與亞微米級的超細(xì)粉體生產(chǎn)中的過濾與洗滌工序。關(guān)鍵詞:微米;亞微米;精密微孔過濾;濾餅洗滌中圖分類號:T F 351 3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-7545(200805-00

2、47-03Application of Filtering and Washing of Nickel Powderwith the Microporous FilterZH ANG You x in,ZH AO Zho ng w ei,CH EN Ai liang ,H U O Guang sheng(School of M etallurgical Science and Engineerin g of Central S ou th U nivers ity,Changs ha 410083,C hinaAbstract:The characteristics o f microsize

3、d and subm icrosized sticky particles during filtering and w ashing ar e descr ibed,especially on the pr operty of the high efficient precise m icroporous filter and successful oper ation of filter ing and w ashing of micr osized particlesKeywords:M icror meter;Submicro meter;Precise micro por ous f

4、ilter;Filter cake w ashing 作者簡介:張有新(1972-,男,博士生大多數(shù)超細(xì)粉末采用濕法冶金或化工生產(chǎn)制取。在它們的制取過程中一般要進(jìn)行過濾與洗滌,如生產(chǎn)氫氧化鉭、氫氧化鋁、氧化鋁、二氧化鈦、超細(xì)碳酸鈣、超細(xì)磁粉、各種分子篩、各種粉末催化劑等,都需經(jīng)過過濾與洗滌工序。在實(shí)際生產(chǎn)中過濾、洗滌工序非常重要,首先完成濾餅與母液的分離,再用洗水洗去粘附于粉末顆粒表面的母液,同時微米與亞微米顆粒有如下特點(diǎn):(1粒度細(xì),一般均小于5 m,大多數(shù)只有1 m 左右;(2粘性大,許多顆粒是親水性的,造成過濾性能極差。因此,沒有性能較優(yōu)的過濾材質(zhì)與過濾機(jī),很難達(dá)到較滿意的過濾與洗滌目的

5、。盡管有許多成熟而先進(jìn)的過濾機(jī),如真空帶式過濾機(jī)、真空回轉(zhuǎn)葉片式過濾機(jī)、圓盤過濾機(jī)、抽濾缸等在化工生產(chǎn)中投入使用,完成洗滌和過濾工序。但是上述這些過濾與洗滌工藝的致命缺點(diǎn)是耗水量大,洗滌效果不佳,物料含水率高,勞動強(qiáng)度大,物料透濾嚴(yán)重等造成金屬回收率偏低,生產(chǎn)成本高,粉末易受外來污染等問題。因此,過濾與洗滌一直是制約超細(xì)粉體生產(chǎn)的瓶頸問題。而精密微孔過濾機(jī)基本上可以解決以上過濾難題。1 精密微孔過濾機(jī)過濾原理及其特點(diǎn)精密微孔過濾是利用微孔管正向過濾,反向沖洗、再生(如圖1所示。微孔管是過濾器的核心元件,它是一種特殊塑料管,以超高分子量的聚乙烯塑料作為主要材料,再配以多種添加劑,經(jīng)過活化、改性、

6、復(fù)合等特殊工藝而制成。其管徑通常為3080m m,管壁上均勻布滿了超細(xì)微孔(可根據(jù)過濾物料的粒徑大小選擇孔徑。工作時,待過濾物從過濾液進(jìn)口進(jìn)入,由于壓力差的存在,迫使濾液流向微孔管內(nèi)。此時,微孔管管壁上的超細(xì)小孔起篩網(wǎng)網(wǎng)孔的作用,粒度小于管孔的物質(zhì)穿越管壁后匯集到過濾溶液出料口流出,大于管孔的物質(zhì)被阻擋在管外形成濾渣,由渣料出口定期排出,從而實(shí)現(xiàn)溶液的過濾分離。微孔管工作一段時間后,其管外壁上將附著許多濾渣,導(dǎo)致阻力增大、過濾效率降低。此時,微孔管必須再生處理,即從反向沖洗口或正向沖洗口通入清洗物,將微孔管反向或正向沖洗(反向沖洗為主,使微孔管再生。再生后,又可繼續(xù)進(jìn)行溶液過濾。 圖1 精密微

7、孔管過濾器原理示意Fig 1 Sketch map of precise microporous filter 精密微孔過濾機(jī)具有如下特點(diǎn):過濾效率高:0 3 m 左右的微粒幾乎可100%被濾住,分離效果可達(dá)99 7%;!濾餅洗滌效率高:精密微孔過濾機(jī)內(nèi),微孔過濾管之間有相當(dāng)?shù)拈g距,同板框壓濾機(jī)比較,過濾機(jī)內(nèi)各處濾餅都易較均勻地被洗滌,其洗滌效率比板框壓濾機(jī)高,洗滌時間短,洗滌水消耗量較少;卸除濾餅簡易輕便:采用0 6M Pa 的氣體快速反吹法,就可以將濾餅很輕便地從微孔管的外壁脫離,通過氣缸打開的快開底蓋,落到微孔過濾機(jī)的外部。卸除濾餅的過程不需繁重體力勞動,生產(chǎn)環(huán)境很干凈;#化學(xué)性能特別優(yōu)

8、異:微孔過濾管能耐各種酸、堿;微孔過濾管使用壽命長:利用簡單方便的"水-氣混合流快速反吹法"就可對微孔過濾管進(jìn)行物理再生,再生效率很高,此外,高分子微孔過濾管的機(jī)械性能很好,尤其抗沖擊性能很優(yōu)異。因此微孔過濾管的使用壽命很長,至少可應(yīng)用一至二年,甚至更長。2 生產(chǎn)應(yīng)用情況2 1 在碳酸鈷粉末生產(chǎn)中的應(yīng)用情況超細(xì)碳酸鈷粉末具有如下特點(diǎn):(1粒度細(xì):物料屬于超細(xì)微米級顆粒,100%小于6 m,大多只有4 m 左右,有的只有05 m 左右,約占0 5%,一般濾布,濾紙與濾網(wǎng)等難以完全截留。(2粘性大:粉末顆粒屬于親水性物料,而且顆粒愈細(xì),親水性越強(qiáng),粘性越大,不僅使過濾與洗滌的阻

9、力增大,也使濾餅卸除的難度增加,洗滌后的粉末含水量較高水,使得干燥工序效率低、能耗大。因?yàn)槌?xì)碳酸鈷粉末物料的上述特性使得其過濾與洗滌非常困難,沒有性能較優(yōu)異的過濾材質(zhì)與過濾機(jī),很難達(dá)到較滿意的過濾與洗滌目的,曾經(jīng)用真空帶式過濾機(jī)、圓盤過濾機(jī)、抽濾缸等做過工業(yè)試驗(yàn),但以上設(shè)備存在的問題是物料透濾嚴(yán)重,耗水量大,勞動強(qiáng)度大,洗滌效果不佳,且金屬回收率低。用微孔過濾機(jī)進(jìn)行粉末的過濾與洗滌,每250kg 金屬量的碳酸鈷粉末,合成好后直接用打渣泵打入精密微孔過濾機(jī)中洗滌,洗滌時間40min,結(jié)果如表1所示。表1 超細(xì)碳酸鈷粉末的過濾、洗滌試驗(yàn)結(jié)果Table 1 The filtering and wa

10、shing resultsof superfine C oCO 3序號Na/Co/%洗水量/kg濾餅含水/%洗水含鈷/%00 010* 0082250181720 0064250201930 0045250221740 0033250181550 0022250211660 00182501914從表1試驗(yàn)結(jié)果可以看到:每250kg 金屬量的碳酸鈷粉末在洗滌時加入1 0t 水就可以使Na/Co<0 005%,滿足洗滌工藝要求,每噸金屬量洗滌用水在4 0t,每次洗滌跟蹤母液中金屬鈷的含量均在20mg /L,金屬回收率在99 7%以上,濾餅中的含水量約20%,為后續(xù)干燥工藝節(jié)約能源。2 2

11、與傳統(tǒng)過濾洗滌方式比較精密微孔過濾機(jī)和圓盤過濾機(jī)的過濾、洗滌方式比較如表2所示。表2 洗滌參數(shù)對照表Table 2 The contrast of washing parameters參數(shù)精密微孔過濾機(jī)圓盤過濾機(jī)每噸金屬洗水量/t 4 515洗水溫度/%60658085洗滌次數(shù)512總過濾洗滌時間/min 250400濾餅厚度/mm 180140濾餅含水率/%15202535金屬回收率/%99 597 5出渣方式反吹自動卸渣人工鏟出從表2可以看出,與傳統(tǒng)的圓盤過濾機(jī)洗滌過濾相比,精密微孔過濾機(jī)洗水量少、金屬回收率高、洗滌效率高、勞動強(qiáng)度小、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。3 結(jié)論在超細(xì)碳酸鈷粉末生產(chǎn)中采用微孔

12、過濾機(jī)進(jìn)行洗滌過濾,可大大提高物料的洗滌效率,減少洗水用量,提高金屬回收率。采用機(jī)內(nèi)頂洗滌,過濾與洗滌在一機(jī)內(nèi),不需將濾餅來回人工轉(zhuǎn)移,使產(chǎn)品不受外界污染。確認(rèn)完全適宜微米級與亞微米級的超細(xì)粉體生產(chǎn)中的過濾與洗滌工序。微孔過濾機(jī)在使用中操作簡便,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,易于維護(hù)。參考文獻(xiàn)1Pekka T er vo laa,Erkki Rasanenb Acake-washing mo del with an ov erall catio n transfer in kraft pulpw ashing J Chemical Eng ineer ing Science,2005,60:6899-6908

13、2M arjatta Lo uhi Kult anen,H aiyan Qua,N ina Salmela,etal F ilter cake w ashing:P artial disso lutio n o f o rg anic par ticles and r eal time monito ring based o n Raman spec t roscopyJ Separ ation and P ur ification T echnolog y, 2007,6(17:1-73宋顯洪 微米與亞微米級粘細(xì)微粒的精密過濾與濾餅洗滌J 稀有金屬與硬質(zhì)合金,2001,144(3:50-53

14、(上接第25頁K3AlF6中的含量為40%,AlF3在(Na3AlF6+ 40%K3AlF6+A lF3中的含量分別為0、20%、24%和30%體系的電導(dǎo)率,電導(dǎo)率隨A lF3的增加而降低,每增加1%AlF3平均能使電導(dǎo)率降低0 042 -1 cm-1。參考文獻(xiàn)1Kv ande H.Inert Electro des in A luminum Elect rolysisCellsA./L ig ht M etals:Pr oceeding s of Sessions, T M S A nnual M eetingC.War rendale,Pennsy lv ania, 1999:369-37

15、6.2王兆文,高炳亮,邱竹賢.改進(jìn)的二硼化鈦基惰性陰極耐蝕性的研究J.輕金屬,2001(12:35-37.3Hives J,T honstad J.Electrica l Co nductivit y of L o wmelting Electro ly tes fo r A luminium SmeltingJ.Elec t rochimica A cta,2004,49(28:5111-5114.4Fellner P,Ko bbeltv edt O,Stert en A,et al.Electr icalCo nduct ivity of M o lten Cry olite based

16、Binary M ixturesO bt ained w ith a T ube ty pe Cell M ade o f Pyr olytic Bor on N it rideJ.Elect rochimica A cta,1993,38(4:589-592.5R obbins G D.M easurement of Electrical Conductiv ity inM o lten Fluor ides(a Surv eyJ.Jo ur nal of t he Electr o chemica l Society,1969,116(6:813-817.6Wang X,Peterso n R D,T abereaux A T.Elect rical Conductiv ity of Cryo litic M eltsA./P ro ceedings of the 121st T M S A nnual M eet ingC.M inerals,M et als&