CN114130106A - 一种真空转台过滤机及过滤工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空转台过滤机及过滤工艺，属于钛白粉生产技术领域，利用设备优势对过滤后的亚铁残钛含量及钛液中铁含量进行监测，并通过实现自动化联锁控制过滤进料量及洗水流量，减少了因人工调控水量造成的钛液质量波动，降本增效；采用三洗工艺，实现亚铁分离的同时，减少对钛液浓度的影响，其次降低亚铁在钛液中的溶解量；采用压缩空气反吹方法，对堵塞在滤布滤孔中的硫酸亚铁进行疏通，实现连续高效率过滤；通过增加了一个或多个刮料器和与之相适应的喷淋管，将七水亚铁晶体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，延长滤布的使用寿命。

Description

一种真空转台过滤机及过滤工艺
技术领域
本发明属于钛白粉生产技术领域，具体涉及一种用于钛白粉生产中用于过滤钛液中亚铁的真空转台过滤机及过滤工艺。
背景技术
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，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
为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于钛白粉生产中用于过滤钛液中亚铁的真空转台过滤机及过滤工艺。
本发明采用的技术方案如下：
一种真空转台过滤工艺，其包括：
步骤1：将质量比为(15～30)：1的结晶料浆和滤砂水通入到结晶料浆布料斗中形成混合料浆；
步骤2：将混合料浆从进料口通入到转台真空过滤机中，过滤物料进入过滤区域后，由水环真空泵提供的负压系统，迅速实现固液分离，形成滤饼和滤液；
步骤3：真空过滤机中通入滤砂水对滤饼进行三次冲洗，将滤饼中含有的硫酸亚铁晶体分离，分离出的硫酸亚铁晶体进入亚铁生产车间；
步骤4：将真空过滤机分离处的滤液通入到分离器中，并通过液封管流入滤液加热槽，滤液被加热到30～40℃由滤液泵送至精钛液储槽，后进入双效浓缩工序。
采用上述技术方案，利用设备优势对过滤后的亚铁残钛含量及钛液中铁含量进行监测，并通过实现自动化联锁控制过滤进料量及洗水流量，减少了因人工调控水量造成的钛液质量波动，确保每一批出来的转台滤液指标合格，降本增效；采用三洗工艺，实现亚铁分离的同时，减少对钛液浓度的影响，其次降低亚铁在钛液中的溶解量。
优选的，过滤物料通过洗滤布进行过滤，大量硫酸亚铁会附着在滤布表面，堵塞滤布滤孔，故所述混合料浆通入到转台真空过滤机中进行过滤时，采用压缩空气对滤布进行反吹，对堵塞在滤布滤孔中的硫酸亚铁进行疏通，实现连续高效率过滤。
优选的，所述压缩空气的反吹压力为0.02～0.05Mpa。
优选的，另外由于硫酸亚铁晶体本身能溶于水，因此在用水冲洗时，不可避免会造成部分晶体重新溶解。为尽量减少这种重新溶解，又要将晶体尽量冲洗干净，可以把冲洗分为三次进行，第一次冲洗就用上一批晶体第二次冲洗过的水，其洗液可在不影响钛液指标的情况下，并入过滤的钛液内；第二次冲洗用温度＜20℃的砂滤水，其洗液保留于下一批晶体的第一次冲洗使用，实现亚铁分离的同时，减少对钛液浓度的影响，其次降低亚铁在钛液中的溶解量。
优选的，采用自动化联锁控制过滤进料量及洗水流量，所述步骤3中的冲洗水流量为0.3-3.5m3/h。现有技术中，依然存在对洗水用量控制不精准，当洗水用量高的时候，的确亚铁中残钛含量会降低，提高了钛收率，但同时造成钛液的浓度降低，增大了后工序浓缩提浓的生产负荷；其次洗水量高，钛液中溶解的铁含量升高，增大了后面除铁的压力，采用优选的技术方案后，过滤进料流量及洗水流量按比例进行连锁控制，进料流量由操作人员根据前后工序料位情况进行调节，减少洗水用量的同时保证了亚铁质量及钛液质量各项指标合格，并且减少了因人工调控水量造成的钛液质量波动，确保每一批出来的转台滤液指标合格。
优选的，所述分离器依次连接有除沫器、水环真空泵以及密封水回收槽。
优选的，所述滤液加热槽连接有热水循环槽，所述热水循环槽中通入砂滤水，并通蒸汽进行加热。
优选的，包括过滤转盘，所述过滤转盘上设置有进料口、出料螺旋、回收管道以及水洗管道，在过滤转盘上方并沿滤盘的半径方向还设置数个刮料器，刮料器设置在进料口和出料螺旋之间，在刮料器平行相对位置设置有与刮料器相适应的喷淋管。通过增加一个或多个刮料器和与之相适应的喷淋管，将七水亚铁晶体多层多次的进行逐一递进式洗涤过滤排除，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。
优选的，所述刮料器为刮料螺旋。新增有刮料螺旋以后，将负压状态下紧密附着在滤布上的亚铁进行翻转刮除，然后进行水洗，从而使富含硫酸氧钛酸性物料的亚铁在进水洗之前无法紧密粘贴在滤布表面，通过水洗后，亚铁中夹带的酸性物料更容易除去，降低了滤布腐蚀强度。
优选的，所述刮料器与所述滤盘的距离为滤饼厚度的25％～75％。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种真空转台过滤工艺，利用设备优势对过滤后的亚铁残钛含量及钛液中铁含量进行监测，并通过实现自动化联锁控制过滤进料量及洗水流量，减少了因人工调控水量造成的钛液质量波动，确保每一批出来的转台滤液指标合格，降本增效；采用三洗工艺，实现亚铁分离的同时，减少对钛液浓度的影响，其次降低亚铁在钛液中的溶解量；采用压缩空气反吹方法，对堵塞在滤布滤孔中的硫酸亚铁进行疏通，实现连续高效率过滤。通过优化工艺条件，从而改善过滤效率，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。
本发明还提供一种转台真空过滤机结构，通过增加了一个或多个刮料器和与之相适应的喷淋管，将七水亚铁晶体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；新增有刮料螺旋以后，将负压状态下紧密附着在滤布上的亚铁进行翻转刮除，然后进行水洗，从而使富含硫酸氧钛酸性物料的亚铁在进水洗之前无法紧密粘贴在滤布表面，通过水洗后，亚铁中夹带的酸性物料更容易除去，降低了滤布腐蚀强度，延长滤布的使用寿命。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明中一种真空转台过滤工艺的流程示意图；
图2是本发明中一种转台真空过滤机的简要结构示意图；
附图标记
1-出料螺旋、2-进料口、3-回收管道、4-刮料器、5-水洗管道、6-喷淋管、7-人行扶梯。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合图1～图2对本发明作详细说明。
步骤1：将质量比为30：1的结晶料浆和滤砂水通入到结晶料浆布料斗中形成混合料浆；
步骤2：将混合料浆从进料口2通入到转台真空过滤机中，过滤物料进入过滤区域后，由水环真空泵提供的负压系统，真空度为-0.02～-0.06Mpa，通过过滤布，迅速实现固液分离，形成滤饼和滤液；
步骤3：真空过滤机中通入滤砂水对滤饼进行三次冲洗，将滤饼中含有的硫酸亚铁晶体分离，分离出的硫酸亚铁晶体进入亚铁生产车间；
步骤4：将真空过滤机分离处的滤液通入到分离器中，在真空抽吸下，滤液经气液分离器进行分离后通过液封管流入滤液加热槽，滤液被加热到30～40℃由滤液泵送至精钛液储槽，后进入双效浓缩工序。
本实施例中，过滤物料通过洗滤布进行过滤，大量硫酸亚铁会附着在滤布表面，堵塞滤布滤孔，故所述混合料浆通入到转台真空过滤机中进行过滤时，采用压缩空气对滤布进行反吹，对堵塞在滤布滤孔中的硫酸亚铁进行疏通，实现连续高效率过滤。
本实施例中，所述压缩空气的反吹压力为0.02～0.05Mpa。
本实施例中，另外由于硫酸亚铁晶体本身能溶于水，因此在用水冲洗时，不可避免会造成部分晶体重新溶解。为尽量减少这种重新溶解，又要将晶体尽量冲洗干净，可以把冲洗分为三次进行，第一次冲洗就用上一批晶体第二次冲洗过的水，其洗液可在不影响钛液指标的情况下，并入过滤的钛液内；第二次冲洗用温度＜20℃的砂滤水，其洗液保留于下一批晶体的第一次冲洗使用，采用该冲洗的工艺，实现亚铁分离的同时，减少对钛液浓度的影响，其次降低亚铁在钛液中的溶解量。
现有技术中，依然存在对洗水用量控制不精准，当洗水用量高的时候，的确亚铁中残钛含量会降低，提高了钛收率，但同时造成钛液的浓度降低，增大了后工序浓缩提浓的生产负荷；其次洗水量高，钛液中溶解的铁含量升高，增大了后面除铁的压力，在本实施例中，采用自动化联锁控制过滤进料量及洗水流量，所述步骤3中的冲洗水流量为0.3-3.5m3/h，进料流量由操作人员根据前后工序料位情况进行调节，比例值大小目前为120：当产量需求增大时，进料流量增大，如进料流量为60m3/h，洗水流量则自动调节到0.5m3/h，过滤进料流量及洗水流量按比例进行连锁控制，进料流量由操作人员根据前后工序料位情况进行调节，减少洗水用量的同时保证了亚铁质量及钛液质量各项指标合格，并且减少了因人工调控水量造成的钛液质量波动，确保每一批出来的转台滤液指标合格。
本实施例中，对于洗水流量参数的优化研究，提供了四组不同的洗水流量的实验组以及原过滤方式的对照组实验，生产过程中单台转台进料流量60m3/h能平稳生产需求，故将结晶料浆的进料流量设定为60m3/h，具体试验数据参见下表1：
Figure BDA0003385358610000051
表1
由此可知，当洗水用量约0.5m3/h时，出料转台滤液浓度≥165g/L，过滤后卸料区亚铁残钛含量最低为0.46％，可见优化后的洗水用量实现的过滤效果相比于原过滤方式的过滤效果，在亚铁残钛率方面，由0.63％降至了0.46％，取得了明显的有益效果。
优选的，所述分离器依次连接有除沫器、水环真空泵以及密封水回收槽。
优选的，所述滤液加热槽连接有热水循环槽，所述热水循环槽中通入滤砂水，并通蒸汽进行加热。
优选的，包括过滤转盘，所述过滤转盘上设置有进料口2、出料螺旋1、回收管道3、水洗管道5以及人行扶梯7，在过滤转盘上方并沿滤盘的半径方向还设置数个刮料器4，刮料器4设置在进料口2和出料螺旋1之间，在刮料器4平行相对位置设置有与刮料器4相适应的喷淋管6。通过增加一个或多个刮料器4和与之相适应的喷淋管6，过滤时亚铁层厚度在5-6cm，底层亚铁中钛含量高，通过刮料器4刮掉上层洗干净的亚铁，然后对下层亚铁进行清洗过滤，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。在本发明中，刮料器4与喷淋管6的个数设置优选依照进料量来进行调整。所述喷淋管6与所述滤饼的距离优选为3～10cm，更优选为4～9cm。
本实施例中，刮料器4平与喷淋管6相对平行设置，在其他实施例中，喷淋管6的设置方向可以与刮料器4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。
所述刮料器4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4与喷淋管6的个数设置优选依照进料量来进行调整优选的，所述刮料器4与所述滤盘的距离为滤饼厚度的25％～75％。
本发明提供的真空转台过滤机及过滤工艺实际应用取得的经济指标：
1、新型转台过滤装置处理效率相比传统的单一卸料转台过滤器效率提高了36％，则按照年生产15万吨钛白粉计算，同是22m2的过滤面积，3台新型转台过滤器能满足年产15万吨钛白粉的生产并实现“两备一用”的状态；
2、新型转台过滤装置在洗水自动化改进方面得到的利润每年约15.5万元；过滤效率提升及节省水资源每年可减少成本52560*0.39+4000*9*12/10000＝45.25万元；减少一台转台过滤器常开，节约用电每年可减少成本220*22*30*12*0.6/10000＝104.544万元，年累计创收效益约149.794万元。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种真空转台过滤工艺，其特征在于，包括：
步骤1：将质量比为(15～30)：1的结晶料浆和滤砂水通入到结晶料浆布料斗中形成混合料浆；
步骤2：将混合料浆从进料口(2)通入到转台真空过滤机中，过滤物料进入过滤区域后，由水环真空泵提供的负压系统，迅速实现固液分离，形成滤饼和滤液；
步骤3：真空过滤机中通入滤砂水对滤饼进行冲洗，将滤饼中含有的硫酸亚铁晶体分离，分离出的硫酸亚铁晶体进入亚铁生产车间；
步骤4：将真空过滤机分离处的滤液通入到分离器中，并通过液封管流入滤液加热槽，滤液被加热到30～40℃由滤液泵送至精钛液储槽，后进入双效浓缩工序。
2.根据权利要求1所述的一种真空转台过滤工艺，其特征在于，所述混合料浆通入到转台真空过滤机中进行过滤时，采用压缩空气对滤布进行反吹，对堵塞在滤布滤孔中的硫酸亚铁进行疏通。
3.根据权利要求2所述的一种真空转台过滤工艺，其特征在于，所述压缩空气的反吹压力为0.02～0.05Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种真空转台过滤工艺，其特征在于，采用自动化联锁控制过滤进料量及洗水流量，所述步骤3中的冲洗水流量为0.3-3.5m3/h。
5.根据权利要求1所述的一种真空转台过滤工艺，其特征在于，所述分离器连接有除沫器、水环真空泵以及密封水回收槽。
6.根据权利要求5所述的一种真空转台过滤工艺，其特征在于，所述滤液加热槽连接有热水循环槽，所述热水循环槽中通入滤砂水，并通蒸汽进行加热。
7.一种基于权利要求1-6任一所述真空转台过滤工艺的真空转台过滤机，其特征在于，包括过滤转盘，所述过滤转盘上设置有进料口(2)、出料螺旋(1)、回收管道(3)以及水洗管道(5)，在过滤转盘上方并沿滤盘的半径方向还设置数个刮料器(4)，刮料器(4)设置在进料口(2)和出料螺旋(1)之间，在刮料器(4)平行相对位置设置有与刮料器(4)相适应的喷淋管(6)。
8.根据权利要求7所述的一种真空转台过滤机，其特征在于，所述刮料器(4)为刮料螺旋。
9.根据权利要求7所述的一种真空转台过滤机，其特征在于，所述刮料器(4)与所述滤盘的距离为滤饼厚度的25％～75％。
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