CN103638734B - 一种转台真空过滤机及过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转台真空过滤机，包括滤盘、进料口和出料螺旋，其特征在于，还包括：在所述滤盘上方并沿所述滤盘的半径方向设置的刮料器，所述刮料器设置在所述进料口和出料螺旋之间；和与所述刮料器平行设置的喷淋管。本发明提供的转台真空过滤机增加了一个或多个刮料器和与之相适应的喷淋管，将滤饼多层多次的进行逐一递进式洗涤过滤排出，从而改善了过滤效果，减少了硫酸亚铁中夹带的钛含量，进而提高钛收率，同时还提高了处理能力。

Description

一种转台真空过滤机及过滤方法

技术领域

本发明涉及过滤技术领域，尤其涉及一种转台真空过滤机及过滤方法。

背景技术

过滤是指在推动力的作用下，位于一侧的悬浮液（或含尘气）中的流体通过多孔介质的孔道向另一侧流动。颗粒则被截留，从而实现流体与颗粒的分离操作过程。被过滤的悬浮液又称为滤浆，过滤时截留下的颗粒层称为滤饼，过滤的清液称为滤液。在实际生产中，利用上述原理实现固、液分离的设备被称为过滤设备，广泛应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选矿、煤炭和水处理等部门。

过滤设备中根据提供过滤推动力的方式不同，可以分为重力过滤机、加压过滤机、真空过滤机和离心过滤机。这其中真空过滤机是在滤液出口处形成负压作为过滤的推动力，而实现固液分离的设备。在生产操作中，根据过滤介质及所处理的物系的性质和产品收集的要求，真空过滤机又分为间歇操作和连续操作两种，间歇操作的真空过滤机可过滤各种浓度的悬浮液，连续操作的真空过滤机适于过滤含固体颗粒较多的稠厚悬浮液。

在现代化大生产中，连续稳定的工艺操作一直是生产者的基本要求之一，因而业内对连续式真空过滤机的研究和改进，一直保持较高的关注度。连续式真空过滤机可以分为外滤面转鼓真空过滤机、圆盘真空过滤机、转台真空过滤机、翻斗真空过滤机和带式真空过滤机等。这其中转台真空过滤机具有结构简单，洗涤效果好，洗涤液与滤液分开，对于脱水快的料浆，单台过滤机的处理量大等优点，因而在钛白粉生产行业中得到了广泛的应用。

在硫酸法钛白生产过程中需要严格控制钛液浓度和铁钛比，因此必须将钛液进行结晶，分离出七水硫酸亚铁晶体，因而需要通过转台真空过滤实现钛液和硫酸亚铁晶体的分离。转台真空过滤机的过滤好坏将直接影响到硫酸亚铁中残留钛含量，从而影响钛收率。现有技术中，转台真空过滤机的技术相对比较成熟，但是由于钛白粉实际生产过程中存在不稳定性，而且处理量较大等实际客观因素，依然存在过滤效果较低的缺陷，因此如何提高转台真空过滤机的过滤效果，从而提高硫酸法钛白粉生产过程中的钛收率，一直是业内重要的研究方向。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种转台真空过滤设备及过滤方法，本发明提供的转台真空过滤设备及过滤方法能够有效的提高钛白粉生产中转台真空过滤设备的过滤效果，从而减少硫酸亚铁中夹带的钛含量，进而提高钛收率，同时还提高了处理能力。

本发明提供了一种转台真空过滤机，包括滤盘、进料口和出料螺旋，其特征在于，还包括：

在所述滤盘上方并沿所述滤盘的半径方向设置的刮料器，所述刮料器设置在所述进料口和出料螺旋之间；

和与所述刮料器平行设置的喷淋管。

优选的，所述刮料器为多个，沿滤盘依次设置。

优选的，在进料口与第一个刮料器之间设置有多个喷淋管；所述相邻刮料器之间设置有多个喷淋管。

优选的，所述喷淋管设置在刮料器两侧。

优选的，所述喷淋管与所述刮料器在水平面上平行。

本发明还提供了一种过滤方法，其特征在于，包括以下步骤：

将混合料浆从进料口通入上述任意一项技术方案所述的转台真空过滤机中，在真空抽滤的作用下，形成滤饼，然后经过喷淋管喷淋洗涤后，再经过刮料器除去部分滤饼，再经过喷淋管喷淋洗涤后，最后经过出料螺旋除去全部滤饼。

优选的，所述刮料器为刮板或卸料螺旋。

优选的，所述喷淋管与所述滤饼的距离为3～10cm。

优选的，所述刮料器与所述滤盘的距离为滤饼厚度的25%～75%。

优选的，所述混合料浆为含有七水硫酸亚铁晶体的钛液。

本发明提供了一种转台真空过滤机，包括滤盘、进料口和出料螺旋，其特征在于，还包括：在所述滤盘上方并沿所述滤盘的半径方向设置的刮料器，所述刮料器设置在所述进料口和出料螺旋之间；和与所述刮料器平行设置的喷淋管。与现有技术相比，本发明提供的转台真空过滤机增加了一个或多个刮料器和与之相适应的喷淋管，将滤饼多层多次的进行逐一递进式洗涤过滤排出，从而改善了过滤效果，减少了硫酸亚铁中夹带的钛含量，进而提高钛收率，同时本发明提供的转台真空过滤机可以根据实际生产中的过滤情况、进料量（滤饼厚度）以及洗涤方式等相关影响因素，对刮料器和喷淋管的个数以及位置进行调整，从而提高过滤效果和转台真空过滤机的处理能力。实验结果表明，使用本发明提供的转台真空过滤机处理含有七水硫酸亚铁晶体的钛液时，硫酸亚铁中夹带的钛含量减少了30%～70%，转台真空过滤机的处理能力相较原有额定处理能力提升了10%～70%。

附图说明

图1为本发明实施例提供的转台真空过滤机的俯视结构示意简图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明提供了一种转台真空过滤机，包括滤盘、进料口和出料螺旋，其特征在于，还包括：

在所述滤盘上方并沿所述滤盘的半径方向设置的刮料器，所述刮料器设置在所述进料口和出料螺旋之间；

和与所述刮料器平行设置的喷淋管。

参见图1，图1为本发明实施例提供的转台真空过滤机的俯视结构示意简图，其中，11为滤盘，12为进料口，13为出料螺旋，14为刮料器，15为喷淋管。

本发明对所述转台真空过滤机没有特别限制，以本领域技术人员熟知的转台真空过滤机即可，优选为用于钛液分离的常规转台真空过滤机，其中包括滤盘11、进料口12和出料螺旋13，当转台真空过滤机工作时，钛液滤浆由进料口进入，经由滤盘过滤，形成滤饼和滤液，滤饼经过出料螺旋排出。

本发明所述转台真空过滤机还包括在所述滤盘上方并沿所述滤盘的半径方向设置的刮料器14，所述刮料器14设置在所述进料口12和出料螺旋13之间，其作用是将过滤过程中滤盘11上形成的滤饼排出。

在本实施例中，刮料器优选为刮板或卸料螺旋，其作用在于去除滤盘上形成的滤饼。在其他实施例中，刮料器可以为其他装置，以能够去除过滤过程中在滤盘上形成的滤饼为优选方案。

在本实施例中，刮料器沿所述滤盘的半径方向设置，其作用在于将过滤过程中的滤饼排出。在其他实施例中，刮料器设置的方向可以与半径方向存在夹角，以能够去除滤盘上形成的滤饼，提高过滤效果为优选方案。

在本实施例中，刮料器可以设置一个或多个，其设置的个数由转盘真空过滤机的进料量以及生产实际情况决定。在其他实施例中，刮料器的个数可以按照其他参数进行设置，以提高过滤效果为优选方案。

在本实施例中，刮料器设置的位置优选为所述进料口和所述出料螺旋之间等分点的位置，当刮料器为1个时，设置在所述进料口和所述出料螺旋中间的位置，当刮料器为2个时，设置在所述进料口和所述出料螺旋之间，距离进料口1/3和2/3的位置，当刮料器为3个时，设置在所述进料口和所述出料螺旋之间，距离进料口1/4、1/2和3/4的位置。

在其他实施例中，刮料器设置的位置可以为所述进料口和出料螺旋之间的任意位置，以有助于过滤过程，提高过滤效果为优选方案。

在本实施例中，所述转台真空过滤机还包括喷淋管15，所述喷淋管与所述刮料器14平行设置，其作用在于对过滤过程中形成的滤饼的上层进行喷淋，使得上层滤饼中的滤液浓度进一步降低，从而进一步提高过滤效果。

在本实施例中，所述喷淋管与所述刮料器平行设置。在其他实施例中，喷淋管的设置方向可以与刮料器的方向存在夹角，以保证喷淋效果，降低上层滤饼中的滤液浓度为优选方案。

在本实施例中，所述喷淋管设置在刮料器的两侧，其作用在于滤饼进入刮料器之前，降低上层滤饼中的滤液浓度；滤饼通过刮料器之后，降低剩余滤饼中的浓度。

在其他实施例中，所述喷淋管可以设置在刮料器的一侧，以保证喷淋效果，降低上层滤饼中的滤液浓度为优选方案。

在本实施例中，所述喷淋管可以设置一个或多个，其设置的个数由转盘真空过滤机的进料量以及生产实际情况决定。在其他实施例中，喷淋管的个数可以按照其他参数进行设置，以提高过滤效果为优选方案。

在本实施例中，所述喷淋管设置的高度，为与所述刮料器在水平面上平行。在其他实施例中，喷淋管设置的高度可以为任意高度，以保证喷淋效果，降低上层滤饼中的滤液浓度为优选方案。

在本实施例中，所述喷淋管设置在滤饼上方，并且与所述滤饼的距离为3～10cm，其作用在于保证对滤饼进行喷淋的效果和面积。在其他实施例中，喷淋管与所述滤饼的距离可以为其他数值，以保证喷淋效果，降低上层滤饼中的滤液浓度为优选方案。

本发明提供的转台真空过滤机的工作过程如下：

开启滤盘，将混合料浆从进料口通入转台真空过滤机中，在真空抽滤的作用下，混合料浆在滤盘上形成滤饼，滤液被排出；在滤盘的转动下，滤饼首先经过喷淋管喷淋洗涤，降低滤饼表面滤液的浓度后，再经过刮料器除去部分滤饼后，剩余的滤饼经过喷淋管喷淋洗涤后，再次降低滤饼表面滤液的浓度后，最后经过出料螺旋除去全部滤饼。

本发明还提供一种过滤方法，其特征在于，包括以下步骤：

将混合料浆从进料口通入上述任意一项技术方案所述的转台真空过滤机中，在真空抽滤的作用下，形成滤饼，然后经过喷淋管喷淋洗涤后，再经过刮料器除去部分滤饼，再经过喷淋管喷淋洗涤后，最后经过出料螺旋除去全部滤饼。

本发明首先将混合料浆从进料口通入上述任意一项技术方案所述的转台真空过滤机中，在真空抽滤的作用下，形成滤饼。

所述刮料器优选为刮板或卸料螺旋，更优选为卸料螺旋；本发明对所述混合料浆没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规使用转台真空过滤机进行过滤的混合料浆即可，本发明优选为含有七水硫酸亚铁晶体的钛液；本发明对真空的压力没有特别限制，以本领域技术人员熟知的转台真空过滤机设置的真空压力数值即可；本发明对抽滤的条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的抽滤条件即可；本发明对混合料浆的进料量没有特别限制，以本领域技术人员熟知的转台真空过滤机的额定进料量即可，在本发明中，刮料器与喷淋管的个数设置优选依照进料量来进行调整。

然后经过喷淋管喷淋洗涤后，再经过刮料器除去部分滤饼，再经过喷淋管喷淋洗涤后，最后经过出料螺旋除去全部滤饼。所述喷淋管与所述滤饼的距离优选为3～10cm，更优选为4～9cm。

本发明对所述刮料器与所述滤盘的距离没有特别限制，本领域技术人员可以根据转台真空过滤机的额定处理量与实际进料量的情况来进行设置，本发明所述刮料器与所述滤盘的距离优选为滤饼厚度的25%～75%；本发明对刮料器的个数没有特别限制，本领域技术人员可以根据转台真空过滤机的额定处理量与实际进料量的情况来进行设置；本发明对喷淋管的设置位置没有特别限制，以本领域技术人员熟知的转台真空过滤机中的喷淋管的设置位置即可，优选在所述刮料器的两侧各设置有喷淋管；本发明对喷淋管的个数没有特别限制，能够降低上层滤饼中的滤液浓度和提高过滤效果即可。

在本发明中，上述刮料器与滤盘的距离、刮料器的个数以及喷淋管的设置位置均优选与实际进料量有关，具体方案如以下所述：

当进料量为额定进料量的100%～130%时，在所述进料口与出料螺旋中间优选设置1个刮料器，所述刮料器的位置优选设置在进料口与出料螺旋之间的1/2处，所述刮料器距离滤盘的距离为整个过滤饼厚度的1/2，即在过滤过程中，滤饼经过刮料器后，1/2厚度的滤饼被刮料器排出。

当进料量为额定进料量的130%～150%时，在所述进料口与出料螺旋之间优选设置2个刮料器，所述2个刮料器的位置优选设置在进料口与出料螺旋之间的1/3和2/3处，所述2个刮料器距离滤盘的距离为整个滤饼厚度的1/3和2/3处，即在过滤过程中，滤饼经过第1个刮料器后，1/3厚度的滤饼被刮料器排出；滤饼经过第2个刮料器后，1/2厚度的滤饼被刮料器排出。

当进料量为额定进料量的150～170%时，在所述进料口与出料螺旋之间优选设置3个刮料器，所述3个刮料器的位置优选设置在进料口与出料螺旋之间的1/4、1/2和3/4处，所述3个刮料器距离滤盘的距离为整过滤饼厚度的1/4、1/2和3/4处，即在过滤过程中，滤饼经过第1个刮料器后，1/4厚度的滤饼被刮料器排出；滤饼经过第2个刮料器后，1/3厚度的滤饼被刮料器；滤饼经过第3个刮料器后，1/2厚度的滤饼被刮料器排出。

本发明按照上述步骤对钛白粉生产过程中的钛液浆料进行过滤，分离出七水硫酸亚铁晶体，然后对分离出的七水硫酸亚铁晶体进行检测，实验结果表明，七水硫酸亚铁晶体中残钛的质量含量为小于0.5%，比现有过滤方法得到的七水硫酸亚铁晶体中残钛的质量含量，下降了30%～70%。

本发明提供了一种转台及过滤方法，将混合料浆从进料口通入本发明所述的转台真空过滤机中，在真空抽滤的作用下，形成滤饼，然后经过喷淋管喷淋洗涤后，再经过刮料器除去部分滤饼，再经过喷淋管喷淋洗涤后，最后经过出料螺旋除去全部滤饼。本发明综合考虑了钛液中分离硫酸亚铁实际生产情况，平衡了硫酸亚铁结晶效果、进料量（滤饼厚度）以及洗涤方式等相关影响因素，在不影响产能（不改变进料大小）的情况下，通过对圆盘真空过滤机进行优化设计，将滤饼分为多层多次进行逐一递进式洗涤过滤排出，从而改善了过滤效果，减少了硫酸亚铁中夹带的钛含量，进而提高钛收率。

实验结果表明，使用本发明提供的转台真空过滤机处理含有七水硫酸亚铁晶体的钛液时，硫酸亚铁中夹带的钛含量减少了30%～70%，转台真空过滤机的处理能力相较原有额定处理能力提升了10%～70%。

本发明提供的转台真空过滤机增加了一个或多个刮料器和与之相适应的喷淋管，将滤饼多层多次的进行逐一递进式洗涤过滤排出，从而改善了过滤效果，减少了硫酸亚铁中夹带的钛含量，进而提高钛收率和转台真空过滤机的处理能力，同时本发明提供了一种过滤方法，在综合考虑钛液中分离硫酸亚铁的实际生产情况，平衡硫酸亚铁结晶效果、进料量（滤饼厚度）以及洗涤方式等相关影响因素的基础上，对本发明所提供的转台真空过滤机的刮料器和喷淋管的个数以及位置进行调整，从而提高了过滤效果和转台真空过滤机的处理能力。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种转台真空过滤机及过滤方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

将现有技术中额定进料量为50m³的转台真空过滤机（江苏新宏大制造，HDZP-T30-00），优化设计为本发明所述转台真空过滤机，增加2个刮板，第1个刮板设置在进料口和所述出料螺旋之间，距离进料口1/3的位置；第2个刮板设置在进料口和所述出料螺旋之间，距离进料口2/3的位置。增加4个喷淋管，第1个喷淋管设置在进料口和第1个刮板中间；第2个喷淋管设置在第1个刮板和第2个刮板之间，距离第1个刮板1/3的位置；第3个喷淋管设置在第1个刮板和第2个刮板之间，距离第1个刮板2/3的位置；第4个喷淋管设置在第2个刮板和出料螺旋中间。

开启滤盘，将含有七水硫酸亚铁晶体的钛液混合料浆从进料口以70m³/h的进料量通入转台真空过滤机中，在真空抽滤的作用下，混合料浆在滤盘上形成6cm厚的滤饼，滤液被排出；设置第1个刮板与滤盘的距离为4cm，设置第2个刮板与滤盘的距离为2cm，设置4个喷淋管与滤盘的距离为10cm，每个喷淋管的喷淋水量为1.5m³/h。

在滤盘的转动下，滤饼首先经过第1个喷淋管喷淋洗涤，降低滤饼表面滤液的浓度后，经过第1个刮板刮去2cm厚的滤饼后，剩余的滤饼经过第2和第3个喷淋管喷淋洗涤后，再次降低滤饼表面滤液的浓度后，经过第2个刮板刮去2cm厚的滤饼后，剩余的滤饼经过第4个喷淋管喷淋洗涤后，继续降低滤饼表面滤液的浓度后，最后经过出料螺旋除去全部滤饼。滤盘转动周期为3分钟。

对上述3分钟周期内得到的七水硫酸亚铁晶体的滤饼进行检测，实验结果表明，使用本发明提供的转台真空过滤机，按照本发明上述过滤方法，第1个刮板和第2个刮板刮出的滤饼中残钛的质量含量为0.40%，与没有经过优化设计的现有转台真空过滤机最终过滤的滤饼相比，本发明经过刮板过滤得到的滤饼中残钛的质量含量下降了42.9%。

最后经过出料螺旋排出的滤饼中残钛的质量含量为0.45%，比没有经过优化设计的转台真空过滤机，过滤得到的滤饼中残钛的质量含量下降了35.7%。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种用于钛白生产的转台真空过滤机，包括滤盘、进料口和出料螺旋，其特征在于，还包括：

在所述滤盘上方并沿所述滤盘的半径方向设置的刮料器，所述刮料器设置在所述进料口和出料螺旋之间；所述刮料器与所述滤盘的距离为滤饼厚度的25％～75％；所述刮料器为多个，沿滤盘依次设置；

和与所述刮料器平行设置的喷淋管；

在所述进料口与第一个刮料器之间设置有多个喷淋管；所述相邻刮料器之间设置有多个喷淋管。

2.根据权利要求1所述的转台真空过滤机，其特征在于，所述喷淋管设置在刮料器两侧。

3.根据权利要求1所述的转台真空过滤机，其特征在于，所述喷淋管与所述刮料器在水平面上平行。

4.一种过滤方法，其特征在于，包括以下步骤：

将混合料浆从进料口通入上述权利要求1～3任意一项所述的转台真空过滤机中，在真空抽滤的作用下，形成滤饼，然后经过喷淋管喷淋洗涤后，再经过刮料器除去部分滤饼，再经过喷淋管喷淋洗涤后，最后经过出料螺旋除去全部滤饼。

5.根据权利要求4所述的过滤方法，其特征在于，所述刮料器为刮板或卸料螺旋。

6.根据权利要求4所述的过滤方法，其特征在于，所述喷淋管与所述滤饼的距离为3～10cm。

7.根据权利要求4所述的过滤方法，其特征在于，所述混合料浆为含有七水硫酸亚铁晶体的钛液。