CN102441543A

CN102441543A - 超细颗粒流态化洗涤的方法及装置

Info

Publication number: CN102441543A
Application number: CN2011102525852A
Authority: CN
Inventors: 艾秋红; 罗和安; 陆振荣; 刘琼; 黄荣辉; 吴剑
Original assignee: Xiangtan University
Current assignee: Xiangtan University
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明公开了一种超细颗粒流态化洗涤的方法及装置，包括固液分离设备I和II，流态化洗涤塔。待洗涤超细颗粒配成料浆后连续打入流态化洗涤塔的上部，洗涤用新鲜水从流态化洗涤塔的下部进入，洗涤清液从流态化洗涤塔的上部连接的固液分离设备I过滤离开，最终的浓缩料浆从塔底部固液分离设备II分离得到。该方法具有过滤洗涤设备投资小、洗涤效率高、无需加入絮凝剂、洗涤水用量少、过程连续操作、易于实现自动控制等特点，该方法适合于微细或超细颗粒的洗涤。

Description

超细颗粒流态化洗涤的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种超细或微细颗粒连续过滤与洗涤的方法及装置。适合于水合二氧化钛、白炭黑、高岭土等超细或微细颗粒的连续过滤与洗涤。

背景技术

流态化洗涤技术已广泛应用于颗粒的洗涤与固液分离(参见《流态化浸取和洗涤》，郭慕孙著，科学出版社，1979)。该设备主要由澄清、洗涤、沉降、挡板、料浆进口、料浆出口、液相进口等组成。该设备可以实现洗涤与浸取过程的连续操作，减少洗涤与浸取过程溶剂(主要是水)的消耗。由于微细(粒径范围为0.1～10μm)与超细颗粒(粒径小于为0.1)的沉降性能差，因此现有流态化洗涤技术无法实现超细与微细颗粒的逆流洗涤过程。目前微细与超细颗粒的工业过滤与洗涤大多采用间歇式操作设备，生产效率低，设备投资大，洗涤水消耗大。中国专利CN1032925A公开了一种二氧化钛水合物的连续洗涤方法和设备，该方法为了提高水合二氧化钛的沉降性能，通过加入絮凝剂加速颗粒的沉降，由于絮凝剂的加入降低了产品的质量，因此未见在工业上推广应用。中国专利CN1248969C公开了一种采用膜分离洗涤器洗涤除去水合二氧化钛中的硫酸亚铁杂质，该方法为间歇操作，生产效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续高效、洗涤溶剂消耗小、无需添加絮凝剂的连续过滤与洗涤的方法，该方法特别适合于超细颗粒、微细颗粒的过滤与洗涤。

本发明的另一目的旨在提供上述方法的装置。

本发明的目的是通过如下方式实现的：

本发明的方法是：将待洗涤超细颗粒配成料浆I后由流态化洗涤塔的上部连续加入，洗涤用新鲜水从流态化洗涤塔的下部进入，由流态化洗涤塔上部出来的料浆II送至连续式固液分离设备I，由连续式固液分离设备I分离出的过滤清液I去后处理，而分离出的浓缩料浆I返至流态化洗涤塔的塔顶；流态化洗涤塔底的料浆输送至连续式固液分离设备II，并将经该连续式固液分离设备II分离出浓缩料浆II去后处理，过滤清液II循环至流态化洗涤塔的下部；料浆I的固含量为5％～40％。

将料浆I输送至流态化洗涤塔，及流态化洗涤塔与固液分离设备I之间输送的料浆II可采用浓浆泵输送，以增加过滤的压力。将过滤清液II输送至流态化洗涤塔采用的是循环泵。

洗涤用新鲜水从流态化洗涤塔的下部经微孔管或布水器分散加入。

过滤清液II进入流态化洗涤塔的下部入口在洗涤用新鲜水进口的上部。

洗涤用新鲜水与料浆I的质量比为1～20∶1。

本发明的装置：包括流态化洗涤塔、固液分离设备I和II；流态化洗涤塔包括上部的料浆进口、塔顶进口、料浆出口；流态化洗涤塔与固液分离设备I和II连接；流态化洗涤塔上部的料浆出口与固液分离设备I的入口连接，塔底的料浆出口与固液分离设备II的入口连接；固液分离设备I和II均设有浓缩料浆出口和过滤清液出口，固液分离设备I的浓缩料浆出口与流态化洗涤塔的塔顶进口连接；流态化洗涤塔的下部设有洗涤用新鲜水的进口，固液分离设备II的过滤清液出口与流态化洗涤塔的下部入口连接。

流态化洗涤塔的下部入口设置在洗涤用新鲜水的进口的上方。

流态化洗涤塔与固液连续分离设备I之间，及在流态化洗涤塔上部的料浆进口前设有浓浆泵；流态化洗涤塔与固液连续分离设备II之间为循环泵。

本发明以上方法及装置的技术方案中，所述的固液分离设备I或II优选自圆盘动态过滤机、离心沉降机、膜过滤机或板片式连续过滤机。

流态化洗涤塔内可设置挡板，挡板数为4～30块，挡板的间距为50～500mm为宜，挡板的空隙率为30％～60％。

所采用的挡板可以是筛板、水平管、水平棒、水平网或百叶窗。

待洗涤超细颗粒配成料浆I后用泵连续打入流态化洗涤塔的上部，流态化洗涤塔顶与一台连续固液分离设备I(即连续过滤机I)连接，通过连续过滤机I分离出的过滤清液去后处理。洗涤用新鲜水从流态化洗涤塔的下部进入，流态化洗涤塔的下部与一台连续固液分离设备II(即连续过滤机II)连接，通过连续过滤机II分离出高浓度的浓缩料浆，浓缩料浆去后处理，过滤清液循环打入流态化洗涤塔的下部。

本发明以上方案中，料浆I的固含量(即颗粒的质量百分比浓度)为5％～40％，最好为20％～30％。

塔顶处料浆固含量控制在为10％～40％为宜。

经过滤分离的浓缩料浆II去后处理系统，所得到的浓缩料浆II的质量百分比浓度为25％～60％。

本发明的方法通过采用连续过滤装置与流态化洗涤塔设备进行高效组合，可以实现超细颗粒与微细颗粒的连续洗涤与过滤；且综合了流态化洗涤效率高与连续过滤机滤液含固量少等优点。

本发明具有如下的有益效果，1、可以实现超细颗粒与微细颗粒的连续过滤与洗涤过程；2、由于采用流态化洗涤塔，实现了洗涤水与固体物料的逆流接触，可以使洗涤水的消耗降低30％～70％，极大地减少了洗涤过程废水的排放；3、流态化洗涤塔，极大地提高了洗涤的效率，减少了设备投资；4、过滤洗涤过程为连续操作，可实现全过程自动控制，降低了工人的劳动强度，极大地提高了劳动生产率。

附图说明

附图为本发明装置结构示意图。以下为图号说明。

1-流态化洗涤塔；

2-固液分离设备I；

3-固液分离设备II；

4-流态化洗涤塔的料浆I进口；

5-塔顶进口；

6-流态化洗涤塔上部出口；

7-固液分离设备I的入口；

8-固液分离设备I的浓缩料浆出口；

9-固液分离设备I的过滤清液出口；

10-洗涤用新鲜水的进口；

11-塔底的料浆出口；

12-固液分离设备II的过滤清液出口；

13-固液分离设备II的浓缩料浆出口；

14-流态化洗涤塔的中下部入口；

15-浓浆泵I；

16-浓浆泵II；

17-循环泵。

A-料浆I；B-料浆II，C-塔底的料浆，D-过滤清液I，E-浓缩料浆I，F-浓缩料浆II，G-过滤清液II，H-洗涤用新鲜水。

具体实施方式

下面以水合二氧化钛的洗涤结合实施例对本发明做进一步说明，本发明不限于实施例，其实施方式可以是发明内容所述的任一种方式。

实施例1

水解得到的偏钛酸经过滤除去大部分杂质的料浆配成固含量为20％的料浆I，以10kg/h用泵连续打入流态化洗涤塔的上部，从流态化洗涤塔顶流出的料浆II进入膜过滤器，通过膜过滤器得到的过滤清液I去后处理，经膜过滤器浓缩后的浓缩料浆I循环回到流态化洗涤塔的上部。流态化洗涤塔内设有水平筛板4块，塔板间距为300mm，筛孔直径为Φ4，筛板开孔率为45％，洗涤新鲜水以10kg/h连续加入到流态化洗涤塔的下部，流态化洗涤塔底部的料浆连续加入到一台螺旋卸料沉降离心机，经螺旋卸料沉降离心机分离得到固含量为42％的浓缩料浆II，分离得到的过滤清液II经泵循环回到流态化洗涤塔的中下部，固含量为42％的浓缩料浆II去后处理。采用该方法得到的水合二氧化钛固相含铁量小于200ppm。

实施例2

水解得到的偏钛酸经过滤除去大部分杂质的料浆配成固含量为25％的料浆I，以10kg/h用泵连续打入流态化洗涤塔的上部，从流态化洗涤塔顶流出的料浆II进入圆盘动态过滤机，圆盘动态过滤机过滤得到的过滤清液I去后处理，经圆盘动态过滤机过滤浓缩后的浓缩料浆I循环回到流态化洗涤塔的上部。洗涤新鲜水以30kg/h连续加入到流态化洗涤塔的下部，流态化洗涤塔内设有水平棒或水平管挡板20块，塔板间距为400mm，挡板孔隙率为30％，流态化洗涤塔底部的料浆连续加入到一台圆盘动态过滤机，经圆盘动态过滤机分离得到固含量为38％的浓缩料浆II，分离得到的过滤清液II经泵循环回到流态化洗涤塔的中下部，固含量为38％的浓缩料浆II去后处理。采用该方法得到的水合二氧化钛固相含铁量小于120ppm。

实施例3

水解得到的偏钛酸经过滤除去大部分杂质的料浆配成固含量为30％的料浆I，以10kg/h用泵连续打入流态化洗涤塔的上部，从流态化洗涤塔顶流出的料浆II进入板片式连续过滤机，板片式连续过滤机过滤得到的过滤清液I去后处理，经板片式连续过滤机过滤浓缩后的浓缩料浆I循环回到流态化洗涤塔的上部。洗涤新鲜水以100kg/h连续加入到流态化洗涤塔的下部，流态化洗涤塔内设有水平网或百叶窗挡板30块，塔板间距为200mm，网孔直径为Φ3，挡板孔隙率为60％，流态化洗涤塔底部的料浆连续加入到一台螺旋卸料沉降离心机，经螺旋卸料沉降离心机分离得到固含量为48％的浓缩料浆II，分离得到的过滤清液II经泵循环回到流态化洗涤塔的中下部，固含量为48％的浓缩料浆II浆去后处理。采用该方法得到的水合二氧化钛固相含铁量小于60ppm。

Claims

1.一种超细颗粒流态化洗涤的方法，其特征在于：将待洗涤超细颗粒配成料浆I后由流态化洗涤塔的上部连接加入，洗涤用新鲜水从流态化洗涤塔的下部进入，流态化洗涤塔上部出来的料浆II送至连续式固液分离设备I；经连续式固液分离设备I分离出的过滤清液I去后处理，而分离出的浓缩料浆I返至流态化洗涤塔的塔顶；流态化洗涤塔底的料浆输送至连续式固液分离设备II，并将经该连续式固液分离设备II分离出浓缩料浆II去后处理，过滤清液II循环至流态化洗涤塔的下部；料浆I的固含量为5％～40％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：料浆I的固含量为20％～30％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：塔顶处的料浆质量百分浓度控制为10％～40％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的固液分离设备I或II选自膜过滤机、圆盘动态过滤机、板片式连续过滤机或离心沉降机；将料浆I输送至流态化洗涤塔，及流态化洗涤塔与固液分离设备I之间输送料浆II采用的是浓浆泵输送；将过滤清液II输送至流态化洗涤塔采用的是循环泵。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：洗涤用新鲜水从流态化洗涤塔的中下部经微孔管或布水器分散加入。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：过滤清液II进入流态化洗涤塔的下部入口在洗涤用新鲜水进口的上部。

7.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：洗涤用新鲜水与料浆I的质量比为1～20∶1。

8.根据权利要求1所述的超细颗粒流态化洗涤的方法及装置，其特征在于：流态化洗涤塔内设置有挡板，挡板数为4～30块，挡板的间距为50～500mm，挡板的空隙率为30％～60％。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：挡板是筛板、水平管、水平棒、水平网或百叶窗。

10.一种超细颗粒流态化洗涤的装置，其特征在于：包括流态化洗涤塔、固液分离设备I和II；流态化洗涤塔包括上部的料浆进口、塔顶进口、料浆出口；流态化洗涤塔与固液分离设备I和II连接，流态化洗涤塔上部的料浆出口与固液分离设备I的入口连接，塔底的料浆出口与固液分离设备II的入口连接；固液分离设备I和II均设有浓缩料浆出口和过滤清液出口，固液分离设备I的浓缩料浆出口与流态化洗涤的塔顶进口连接；流态化洗涤塔的下部设有洗涤用新鲜水的进口，固液分离设备II的过滤清液出口与流态化洗涤塔的下部入口连接。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：所述的固液分离设备I或II选自圆盘动态过滤机、离心沉降机、膜过滤机或板片式连续过滤机。

12.根据权利要求10所述的装置，流态化洗涤塔与固液连续分离设备I之间，及在流态化洗涤塔上部的料浆进口前设有浓浆泵；流态化洗涤塔与固液连续分离设备II之间为循环泵。

13.根据权利要求10所述的装置，流态化洗涤塔内设置挡板，挡板的间距为50～500mm为宜。

14.根据权利要求10所述的装置，所采用的挡板是筛板、水平管、水平棒、水平网或百叶窗。