CN111821731A

CN111821731A - 颗粒连续过滤装置

Info

Publication number: CN111821731A
Application number: CN202010754982.9A
Authority: CN
Inventors: 郭天宇; 姚心; 曹敏; 孙宁磊; 罗慧君; 董择上; 李鹏
Original assignee: China ENFI Engineering Corp
Current assignee: China ENFI Engineering Corp
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2020-10-27

Abstract

本发明公开了一种颗粒连续过滤装置。该装置包括：设备主体，从上到下依次设置在设备主体内部的颗粒过滤层和栅板，及进液管；所述颗粒过滤层的外周面与设备主体的内壁贴合固定；所述栅板的外周面与设备主体的内壁贴合固定；所述进液管从设备主体顶部插入设备主体内部，且末端伸出颗粒过滤层，位于栅板的上方；所述设备主体的上部设置有溢出口，溢出口位于颗粒过滤层的上方。该装置可实现对萃取前液的精滤，可降低悬浮物，满足浓密机的进水要求；且可长时间连续过滤，具有结构简单、操作和清洗方便的优点；该装置通过仿真模拟进行确定和验证，结果表明，在进行过滤时其内液体和流速均可达到均匀分布的效果。

Description

颗粒连续过滤装置

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，特别是涉及一种湿法炼铜过程中的颗粒连续过滤装置。

背景技术

在湿法炼铜过程中，氧化铜采用硫酸浸出后，通过浓密机进行固液分离。浓密机溢流中会含有少量悬浮物，不能直接进入萃取工段，必须通过过滤器进行萃取前液精滤降低悬浮物，使其满足进水要求；某红土镍矿项目，其工艺流程中，存在矿浆浓缩的步骤，矿浆浓缩时同样会出现原矿浓密溢流，需对原矿浓密溢流进行过滤，回收溢流原矿级净化洗水。

中国申请CN201911333227.7公开了一种污水中金属颗粒过滤装置，其包括搅拌除杂室以及设置在搅拌除杂室内壁上的金属颗粒吸附室。中国专利CN201820616745.4公开了一种基于泡沫合金的双层颗粒过滤装置，包括过滤箱体、催化氧化装置、碳烟收集腔和碳烟过滤装置。中国专利CN201821934757.8公开了一种固体颗粒过滤装置和空气净化设备，涉及喷涂空气净化设备技术领域。

上述现有专利中的设备应用于湿法炼铜过程中，会存在很多问题：例如：无法长时间连续过滤；过滤效果不佳，无法满足浓密机的进水要求；结构复杂，使用和清洗不方便，设备使用寿命短等。因此，有必要研究一种新型的可用于湿法炼铜过程中对含有悬浮物的浓密机溢流液进行有效过滤的装置。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种颗粒连续过滤装置，以解决现有技术无法对湿法炼铜过程中含有悬浮物的浓密机溢流液进行有效过滤的问题。

本发明上述目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，本发明提供的一种颗粒连续过滤装置，包括：设备主体，从上到下依次设置在所述设备主体内部的颗粒过滤层和栅板，以及进液管；其中，

所述颗粒过滤层的外周面与所述设备主体的内壁贴合固定；

所述栅板的外周面与所述设备主体的内壁贴合固定；

所述进液管从所述设备主体的顶部插入到所述设备主体内部，所述进液管的末端伸出所述颗粒过滤层，且位于所述栅板的上方；

所述设备主体的上部设置有溢出口，所述溢出口位于所述颗粒过滤层的上方。

优选地，所述设备主体的直径可以为150～3000mm，所述进液管的末端与所述颗粒过滤层的距离可以为200～1000mm。所述进液管的末端与所述栅板之间的距离可以为200～2500mm。所述栅板与所述设备主体的底端之间的距离可以为200～3000mm。所述颗粒过滤层与所述设备主体的顶端之间的距离可以为100～1000mm。

优选地，所述颗粒过滤层的厚度为300～500mm；所述颗粒过滤层中颗粒尺寸为0.8～4mm。更优选地，所述颗粒过滤层的厚度为400mm；所述颗粒过滤层中颗粒尺寸为1mm。

优选地，所述装置还包括：固定设置在所述设备主体内壁上用于固定所述进液管的固定件，所述固定件位于所述颗粒过滤层与所述栅板之间。进一步地，所述固定件可以是：中间设置有通孔的杆状结构、或多孔板状结构。更进一步地，在杆状结构的通孔外周还可以设置阻力元件，以增加固定件与进液管之间的摩擦力，便于进液管位置的固定。

优选地，所述栅板为多块，且沿所述设备主体的竖直方向平行间隔设置。

优选地，所述栅板的厚度为40～80mm，相邻两块栅板的间距为180～220mm。更优选地，所述栅板的厚度为60mm，相邻两块栅板的间距为200mm。

优选地，所述栅板为网格状结构。

优选地，所述网格状结构包括：矩形格(例如可以为错位砖墙形式或十字交叉形式)、三角形格、以及平行四边形格中的一种。

更优选地，所述栅板为通过多块平板插装成的十字交叉的矩形网格状结构。

与现有技术相比，本发明新型的颗粒连续过滤装置可以实现对萃取前液的精滤，可以降低悬浮物，过滤结果满足浓密机的进水要求；而且该装置可以长时间连续过滤，具有结构简单、操作和清洗方便的优点；另外，本发明颗粒连续过滤装置通过仿真模拟对装置的设计进行确定和验证，结果表明，该装置进行过滤时，其内的液体和其流速均可达到均匀分布的效果，从而进一度地可以提高装置的过滤效果。

附图说明

图1是本发明颗粒连续过滤装置的结构示意图；

图2是本发明颗粒连续过滤装置中固定件的连接结构示意图；

图3a-3d分别是本发明栅板的四种网格状结构的示意图；

图4是本发明栅板的优选实施例的结构示意图；

图5a、5c、5d是本发明颗粒连续过滤装置仿真模型和流体流动仿真结果示意图；

图5b是未添加栅板时装置内部的流体流动仿真结果示意图。

图1-图2中，1设备主体，2进液管，3溢出口，31溢出管，4颗粒过滤层，5栅板，6固定件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

图1示意性地示出了本发明颗粒连续过滤装置的结构。如图1所示，本发明提供的一种颗粒连续过滤装置，包括：设备主体1，从上到下依次设置在所述设备主体1内部的颗粒过滤层4和栅板5，以及进液管2，所述设备主体的上部设置有溢出口3。其中，所述颗粒过滤层4的外周面与设备主体1的内壁贴合固定；所述栅板5的外周面与设备主体1的内壁贴合固定；所述进液管2从设备主体1的顶部插入到设备主体1内部，所述进液管2的末端伸出颗粒过滤层4，且位于栅板5的上方；所述溢出口3位于颗粒过滤层4的上方。

本发明将含有悬浮物的浓密机溢流液通过进液管2直接送至颗粒过滤层4的下方，流至栅板5后，向下流动至设备主体1的底端后反向向上流动，再次经过栅板5后到达颗粒过滤层4的底部，然后经过颗粒过滤层4进行过滤，过滤后从溢出口3经溢出管31溢出，从而实现了对萃取前液的有效精滤，降低了浓密机溢流液中的悬浮物浓度，使其满足浓密机的进水要求，而且该装置可以长时间连续过滤。

需要说明的是，本发明颗粒连续过滤装置不仅适用于湿法炼铜过程中对含有悬浮物的浓密机溢流液的过滤，还可以应用于其他领域项目中对溢流液或其他液体进行过滤。

本发明中，所述进液管2的直径可以为240mm左右。所述进液管2的末端与颗粒过滤层4之间保持一段距离，例如可以为200～1000mm。所述进液管2的末端与栅板5之间保持一段距离，例如可以为200～2500mm。所述栅板5与设备主体1的底端之间保持一段距离，例如可以为200～3000mm。所述颗粒过滤层4与设备主体1的顶端之间保持一段距离，例如可以为100～1000mm。所述溢出口3设置在设备主体1的侧壁上，且分别距离设备主体1的顶部和颗粒过滤层4一段距离，例如可以距离设备主体1顶部30mm～200mm，溢出口3处连接溢出管31，溢出管31上可以设置阀门。本发明中设备主体1的直径可以为150～3000mm，但不限于此。上述各优选距离的设置可以更好的保证浓密机溢流液在设备主体1内达到流速再分配，流速均匀分布的效果。

所述颗粒过滤层4实现了对悬浮物的过滤，其厚度可以为300～500mm，例如可以为400mm；所述颗粒过滤层4中颗粒均匀分布，颗粒尺寸可以为0.8～4.0mm，例如可以为1mm，此处的颗粒尺寸例如可以为直径、边长等。所述颗粒过滤层4中的颗粒例如可以为可发性聚苯乙烯白色泡沫微珠,该材料具有材质轻、微珠分布均匀、孔隙率高、比表面积大、吸附能力强、过滤效果好、脱污能力强、耐腐蚀、不易碎、使用寿命长等优点，是一种很好的漂浮性滤料。本发明采用浓密机溢流液从下向上流经颗粒过滤层4进行过滤的方式，一方面提高了过滤效果，另一方面使得颗粒过滤层4更不容易被堵塞，一些杂物可以在重力作用下自动脱落，使得后续反冲洗更加方便简单。

在一个可选实施例中，所述装置还包括固定设置在所述设备主体1内壁上用于固定所述进液管2的固定件6。图2示意性示出了该可选实施例中固定件6的安装结构示意图。如图2所示，所述固定件6位于所述颗粒过滤层4与所述栅板5之间。其中，所述固定件6可以是：中间设置有通孔的杆状、多孔板状、夹持状等现有的具有固定效果的结构。例如，还可以在杆状结构的通孔外周设置阻力元件，以增加固定件6与进液管2之间的摩擦力，便于进液管2位置的固定，进一步防止进液管2受到液体阻力而移动。

在一个可选实施例中，设备主体1内的栅板5可以设置为多块，如图1和图2所示，均设置了两块，且沿所述设备主体1的竖直方向平行间隔设置。其中，所述栅板5的厚度可以为40～80mm，例如可以为60mm，相邻两块栅板5的间距可以为180～220mm，例如可以为200mm。本发明栅板5的设置可以减小液体对设备主体1底端的冲击，延长设备主体1使用寿命；而且还可以控制液体速度的再分配，达到浓密机溢流液均匀分布，流速均匀分布的目的。

图3a-3d分别示意性地示出了本发明栅板5的四种网格状结构。如图3a-3d所示，所述网格状结构可以包括：十字交叉形式的矩形格、错位砖墙形式的矩形格、三角形格、以及平行四边形格等。

如图4示意性示出了十字交叉矩形网格状结构的栅板5的俯视图。如图4所示，本发明中的所述栅板5优选采用通过多块平板插装成的十字交叉的矩形网格状结构，该结构可以更好的保证浓密机溢流液均匀分布，保证浓密机溢流液流速的均匀性，从而提高过滤效果。

下面对本发明颗粒连续过滤装置的操作过程进行如下描述：

含有悬浮物的浓密机溢流液通过泵从进液管2进入到颗粒过滤层4下方的设备主体1内；液体继续向下流动，经栅板5流动至设备底端，后反向向上流动，再次经过栅板5，向上流动(流动过程中先后两次经过栅板5，从而可以有效控制液体对设备主体1底端的冲击，以及液体速度的在分配)；向上流动至颗粒过滤层4底部，然后经过颗粒过滤层4进行过滤(即从底部漫至顶部)，过滤后从溢出口3经溢出管31溢出；从而实现了对萃取前液的有效精滤，降低了浓密机溢流液中的悬浮物浓度，使其满足浓密机的进水要求，而且该装置可以长时间连续过滤。

经检测，在进料速度为7.6m³/m²·h，进料浓度为100ppm时，通过本发明颗粒连续过滤装置过滤后，出水浓度可达到10ppm以下，而且，本发明颗粒连续过滤装置单次可连续运行34小时；反冲洗时，直接从颗粒过滤层4的上方进行冲洗即可，且必要时装置也无需中断可同时运行使用。

图5a、5c、5d示意性示出了本发明颗粒过滤装置仿真模型和流体流动仿真结果。作为对比，图5b示意性示出了未添加栅板时装置内部的流体流动仿真结果。本发明，仿真设计的理念贯穿整个设备设计过程的始终：建立了该颗粒连续过滤装置的仿真模型，如图5a所示；分析了本发明中所涉及的颗粒连续过滤装置内的栅板5、颗粒过滤层4以及各结构尺寸设计下的流体流动(速度场)情况，如图5c和图5d所示，直观反应并验证本发明中所涉及的该颗粒连续过滤装置的流动效果。将该装置用于某种工况下萃取前液的精滤，其设计下的流动均匀性效果通过仿真计算得到了验证，流动仿真结果表明，该新型颗粒连续过滤装置的设计具有以下几个流动特点：

一、通过对该颗粒连续过滤装置的流体流动(速度场)分析表明，含有悬浮物的浓密机溢流液通过泵从进液管2进入设备主体1后，向下流动至设备主体1底端后反向向上流动，流动过程先后两次经栅板5，栅板5的设置可以控制液体对设备底端的冲击，以及液体速度的再分配。

二、采用本发明颗粒连续过滤装置，含有悬浮物的浓密机溢流液在设备主体1内流动，整个截面的速度在经过颗粒过滤层4前、颗粒过滤层4内以及颗粒过滤层4顶端外侧，均可达到较均匀的速度分布。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，本发明包括在本发明的精神和技术范围内包括的所有修改、等同物或替换物等。

Claims

1.一种颗粒连续过滤装置，其特征在于，包括：设备主体，从上到下依次设置在所述设备主体内部的颗粒过滤层和栅板，以及进液管；其中，

所述颗粒过滤层的外周面与所述设备主体的内壁贴合固定；

所述栅板的外周面与所述设备主体的内壁贴合固定；

2.根据权利要求1所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，所述颗粒过滤层的厚度为300～500mm；所述颗粒过滤层中颗粒尺寸为0.8～4mm。

3.根据权利要求2所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，所述颗粒过滤层的厚度为400mm；所述颗粒过滤层中颗粒尺寸为1mm。

4.根据权利要求1所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，还包括：固定设置在所述设备主体内壁上用于固定所述进液管的固定件，所述固定件位于所述颗粒过滤层与所述栅板之间。

5.根据权利要求1所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，所述栅板为多块，且沿所述设备主体的竖直方向平行间隔设置。

6.根据权利要求5所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，所述栅板的厚度为40～80mm，相邻两块栅板的间距为180～220mm。

7.根据权利要求1所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，所述栅板为网格状结构。

8.根据权利要求7所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，所述网格状结构包括：矩形格、三角形格、以及平行四边形格中的一种。

9.根据权利要求8所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，所述栅板为通过多块平板插装成的十字交叉的矩形网格状结构。

10.根据权利要求8所述的颗粒连续过滤装置，其特征在于，所述进液管末端与所述颗粒过滤层的距离为200～1000mm；所述进液管的末端与所述栅板之间的距离为200～2500mm。