EA004725B1 - Ceramic filtering element and method for producing said element - Google Patents
Ceramic filtering element and method for producing said element Download PDFInfo
- Publication number
- EA004725B1 EA004725B1 EA200201305A EA200201305A EA004725B1 EA 004725 B1 EA004725 B1 EA 004725B1 EA 200201305 A EA200201305 A EA 200201305A EA 200201305 A EA200201305 A EA 200201305A EA 004725 B1 EA004725 B1 EA 004725B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- electrocorundum
- filtering
- porous carrier
- forming
- ceramic
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims abstract description 15
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 abstract 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 7
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
- B01D33/15—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary plane filtering surfaces
- B01D33/21—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary plane filtering surfaces with hollow filtering discs transversely mounted on a hollow rotary shaft
- B01D33/23—Construction of discs or component sectors thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
- B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
- B01D63/081—Manufacturing thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/024—Oxides
- B01D71/025—Aluminium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/448—Sulphates or sulphites
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области фильтрующих устройств, в частности к конструкции фильтрующих элементов дисковых керамических фильтров и способам их изготовления, и может быть использовано при проектировании и изготовлении дисковых керамических фильтров, предназначенных для фильтрации пульп продуктов обогащения на горно-обогатительных комбинатах и стоков гальванических производств.The invention relates to the field of filtering devices, in particular, to the design of filter elements of disk ceramic filters and methods for their manufacture, and can be used in the design and manufacture of disk ceramic filters for filtering pulps of enrichment products at mining and processing plants and wastewater from galvanic plants.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен круговой сектор керамического фильтра, включающий пустотелую оболочку, внутренний объем которой заполнен гранулированными элементами, причем стенки оболочки и гранулированные элементы выполнены из материала ~55% А12О3, 40% δίθ2 и 5% СаО с величиной частиц 0,002 мм и имеют равномерно распределенную пористость с величиной пор от 0,0010 до 0,0015 мм, при соотношении длины к толщине оболочки свыше 30, а отношение длины к толщине стенки пустотелой оболочки составляет свыше 120 (патент Германии, ΌΕ 3641057 С2, МКИ С 04В 38/00; В 01Ό 46/10, приоритет от 01.12.86 г., опубликовано 16.04.98 г.).A circular ceramic filter sector is known, including a hollow shell, the inner volume of which is filled with granular elements, and the walls of the shell and granular elements are made of material ~ 55% A1 2 O 3 , 40% δίθ 2 and 5% CaO with a particle size of 0.002 mm and have uniform distributed porosity with a pore size of 0.0010 to 0.0015 mm, with a ratio of length to shell thickness of more than 30, and a ratio of length to wall thickness of the hollow shell is over 120 (German patent, No. 3641057 C2, MKI C 04B 38/00; At 01Ό 46/10, priority from 12/01/86, opu glare 04/16/98).
Недостатком известного устройства является низкая производительность по кеку, обусловленная тем, что удаление фильтрата из пульпы в местах контакта гранулированных заполнителей с внутренней плоскостью оболочки осуществляется в меньшей степени, чем в местах, свободных от этих контактов, а засыпка гранулированными элементами создает дополнительное гидравлическое сопротивление. В этой ситуации фильтрующий слой имеет значительный разброс проницаемости, что снижает набор кека по фильтрующей поверхности.A disadvantage of the known device is the low productivity of the cake, due to the fact that the filtrate is removed from the pulp at the points of contact of the granular aggregates with the inner plane of the shell to a lesser extent than in places free of these contacts, and filling with granular elements creates additional hydraulic resistance. In this situation, the filter layer has a significant spread of permeability, which reduces the set of cake on the filter surface.
По технической сущности наиболее близким к предложенному устройству является керамический фильтрующий элемент, содержащий фильтрующий каркас с фильтрующей и внутренней поверхностями, выполненный в виде кругового сектора из пористой керамики с открытыми порами, размеры которых выполнены увеличивающимися в направлении выхода фильтрата, внутренние элементы, формирующие пустотелый объем, и горловину с отводящим патрубком (патент Украины № 41623 А, МКИ В01 Ό 29/00, С04 В 38/00, от 14.11.2000 г.).By technical nature, the closest to the proposed device is a ceramic filter element containing a filter frame with a filter and inner surfaces, made in the form of a circular sector of porous ceramic with open pores, the dimensions of which are increasing in the direction of the filtrate outlet, the internal elements forming a hollow volume, and a neck with a discharge pipe (Ukrainian patent No. 41623 A, MKI B01 Ό 29/00, C04 B 38/00, dated November 14, 2000).
Недостаток известного устройства состоит в том, что пересекающиеся каналы формируют внутренние элементы, образующие полый объем, которые в процессе фильтрации практически не участвуют, создавая «мертвые» зоны, приводящие к уменьшению проницаемости керамического тела по фильтрующей поверхности и, как следствие, производительности по кеку.A disadvantage of the known device is that the intersecting channels form internal elements forming a hollow volume, which practically do not participate in the filtering process, creating “dead” zones, which lead to a decrease in the permeability of the ceramic body along the filter surface and, as a result, throughput on the cake.
Известен способ изготовления керамического фильтрующего элемента, включающий подготовку пластичной массы, содержащей компоненты, формирующие химический состав материала пористого носителя, и технологическую связку, формование составных частей пористого носителя, их сушку и спекание, сборку, нанесение суспензии для образования мембранного слоя, сушку и термообработку (ΌΕ 3641057 С2, кл. С 04В 38/00, С 04В 38/08, В 01Ό 46/10, 1998).A known method of manufacturing a ceramic filter element, including the preparation of a plastic mass containing components that form the chemical composition of the material of the porous carrier, and a technological binder, molding the constituent parts of the porous carrier, drying and sintering, assembling, applying a suspension to form a membrane layer, drying and heat treatment ( ΌΕ 3641057 C2, class C 04В 38/00, С 04В 38/08, В 01Ό 46/10, 1998).
Недостаток известного способа заключается в том, что при шликерном литье в гипсовые формы толщина и скорость набора мембранного слоя определяется общей пористостью, ее распределением и величиной пор гипсовой формы и в случае получения пустотелых изделий практически не может быть проконтролирована. Это приводит к разнотолщинности мембранного слоя и изменению гидравлического сопротивления в локальных областях изделия. К идентичному эффекту приводит операция заполнения внутреннего объема элементами пористого носителя, в результате которой происходит неконтролируемая укладка элементов пористого носителя с различной поверхностью соприкосновения с мембранным слоем. В результате обжига в этих областях происходит спекание материала пористого носителя и мембранного слоя, что конструктивно приводит к увеличению размеров фильтрующего слоя и гидравлического сопротивления в несколько раз. В этой ситуации мембранный слой имеет значительный разброс проницаемости и физико-механических свойств в объеме фильтрующего элемента, что снижает качество изделия в целом.The disadvantage of this method is that when slip casting in gypsum molds, the thickness and speed of the membrane layer is determined by the total porosity, its distribution and pore size of the gypsum mold, and in the case of hollow products can hardly be controlled. This leads to a difference in thickness of the membrane layer and a change in hydraulic resistance in local areas of the product. An identical effect is caused by the operation of filling the internal volume with elements of a porous carrier, as a result of which there is an uncontrolled laying of elements of a porous carrier with a different contact surface with the membrane layer. As a result of firing in these areas, sintering of the material of the porous support and the membrane layer occurs, which structurally leads to an increase in the size of the filter layer and hydraulic resistance by several times. In this situation, the membrane layer has a significant variation in permeability and physico-mechanical properties in the volume of the filter element, which reduces the quality of the product as a whole.
По технической сущности наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления керамического фильтрующего элемента, включающий подготовку пластичной массы, содержащей электрокорунд и глиносодержащий компонент, формирующие химический состав материала пористого носителя, и технологическую связку, формование составных частей пористого носителя, их сушку и спекание, нанесение суспензии для образования мембранного слоя и термообработку (патент 8И № 1661167 А1, кл. С 04В 38/00, 03.10.88 г.).By technical nature, the closest to the proposed method is a method of manufacturing a ceramic filter element, including the preparation of a plastic mass containing electrocorundum and a clay component that form the chemical composition of the material of the porous carrier, and a technological binder, molding the constituent parts of the porous carrier, drying and sintering, applying a suspension for the formation of the membrane layer and heat treatment (patent 8I No. 1661167 A1, class C 04B 38/00, 03.10.88).
Однако известный способ изготовления фильтрующего элемента во многих случаях не позволяет получить однородность пористой структуры слоя. Мембранный слой подвержен образованию сетчатых дефектов за счет усадки при сушке и спекании в зависимости от концентрации жидкости в суспензии и совместимости усадок пористого носителя и мембранного слоя. Это приводит к снижению производительности устройства.However, the known method of manufacturing a filter element in many cases does not allow to obtain uniformity of the porous structure of the layer. The membrane layer is susceptible to the formation of network defects due to shrinkage during drying and sintering, depending on the concentration of liquid in the suspension and the compatibility of the shrinkage of the porous carrier and the membrane layer. This results in reduced device performance.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В основу изобретения поставлена задача разработки конструкции фильтрующего керамического элемента повышенной производительности, а также способа его изготовления, обеспечивающего исключение неоднородностей в объеме фильтрующего элемента, снижение гидравлического сопротивления фильтрующего слоя и, как следствие, повышение производительности керамического фильтрующего элемента.The basis of the invention is the task of developing the design of a filtering ceramic element with increased productivity, as well as a method for its manufacture, which ensures the elimination of heterogeneities in the volume of the filtering element, reducing the hydraulic resistance of the filtering layer and, as a result, increasing the productivity of the ceramic filtering element.
Для решения поставленной технической задачи в керамическом фильтрующем элементе, содержащем фильтрующий каркас с фильтрую щей и внутренней поверхностями, выполненный в виде кругового сектора из пористой керамики с открытыми порами, размеры которых выполнены увеличивающимися в направлении выхода фильтрата, внутренние элементы и стенки, формирующие пустотелый объем, и горловину с отводящим патрубком, согласно изобретению фильтрующий каркас образован сферообразными частицами электрокорунда с изменяющимся соотношением их размеров в направлении выхода фильтрата, а внутренние элементы расположены параллельными рядами в двух взаимоперпендикулярных направлениях и каждый из них состоит из двух усеченных конусов, выполненных заодно с фильтрующим каркасом по основанию и соединенных между собой по поверхностям их сечения, кроме того, отношение размера частиц фильтрующей поверхности к размеру частиц внутренней поверхности может быть равным 0,02-0,05.To solve the technical problem in a ceramic filter element containing a filter cage with filtering and internal surfaces, made in the form of a circular sector of porous ceramic with open pores, the dimensions of which are made increasing in the direction of the filtrate outlet, the internal elements and walls forming a hollow volume, and a neck with a discharge pipe, according to the invention, the filter frame is formed by sphere-shaped particles of electrocorundum with a varying ratio of their sizes in n in the direction of the filtrate outlet, and the internal elements are arranged in parallel rows in two mutually perpendicular directions and each of them consists of two truncated cones made integrally with the filter frame on the base and interconnected along the surfaces of their cross-section, in addition, the ratio of the size of the particles of the filter surface to size particles of the inner surface may be equal to 0.02-0.05.
Кроме того, для решения поставленной технической задачи в способе изготовления керамического фильтрующего элемента, включающем подготовку пластичной массы, содержащей электрокорунд и глиносодержащий компонент, формирующие химический состав материала пористого носителя, и технологическую связку, формование составных частей пористого носителя, их сушку и спекание, нанесение суспензии для образования мембранного слоя и термообработку, согласно изобретению на этапе подготовки пластичной массы в нее вводят электрокорунд М40, бентонит и в качестве технологической связки сульфатно-спиртовую бражку-ССБ, при формовании прессуют две составные части пористого носителя с зеркальным отображением и спекают их при температуре плавления бентонита, перед сборкой полученные составные части обрабатывают по посадочным плоскостям, наносят на посадочные плоскости клеющие компоненты, а при образовании мембранного слоя используют суспензию, содержащую в качестве наполнителя электрокорунд М3 или М5 и алюмохромфосфатное связующее, сушку производят при комнатной температуре и термообрабатывают при температуре, обеспечивающей завершение процессов взаимодействия алюмохромфосфатного связующего с материалом наполнителя и пористого носителя, кроме того, на этапе подготовки пластичной массы электрокорунд М40, бентонит и ССБ используют при содержании компонентов, мас.%In addition, to solve the technical problem in a method of manufacturing a ceramic filter element, which includes preparing a plastic mass containing electrocorundum and a clay component that form the chemical composition of the material of the porous support, and a technological binder, molding the constituent parts of the porous support, drying and sintering, applying a suspension for the formation of the membrane layer and heat treatment according to the invention, at the stage of preparation of the plastic mass, M40 electrocorundum, bentonite and as a technological bond, a sulfate-alcohol mash-SSB, during molding, two components of a porous carrier with a mirror image are pressed and sintered at a melting point of bentonite, before assembly, the obtained components are processed along the landing planes, adhesive components are applied to the landing planes, and during formation of the membrane layer, a suspension is used that contains M3 or M5 electrocorundum and an aluminum-chromophosphate binder as a filler; drying is carried out at room temperature and heat It is activated at a temperature that ensures the completion of the processes of interaction alyumohromfosfatnogo binder with filler material and porous carrier, moreover, during the preparation of the plastic mass M40 corundum, bentonite and PRS used in Content, wt.%
Электрокорунд М4065-78Electrocorundum M4065-78
Бентонит10-30Bentonite 10-30
ССБ5-12 причем термообработку ведут при температуре +300±50°С. Сущность изобретения по предложенному устройству заключается в том, что выполнение керамического фильтрующего элемента вышеописанным образом позволяет обеспечить формирование ламинарного истечения фильтрата в пустотелом объеме сектора и интенсифицировать процесс осаждения кека и регенерации фильтра.SSB5-12 and heat treatment is carried out at a temperature of + 300 ± 50 ° C. The essence of the invention according to the proposed device lies in the fact that the implementation of the ceramic filter element in the manner described above allows for the formation of laminar outflow of the filtrate in the hollow volume of the sector and to intensify the process of cake deposition and filter regeneration.
Сущность заявляемого технического решения по предложенному способу заключается в том, что выполнение предлагаемого способа согласно вышеописанной последовательности операций позволяет получить керамический фильтрующий элемент с заданной пористостью, прочностью и с повышенными фильтрационными возможностями.The essence of the claimed technical solution according to the proposed method is that the implementation of the proposed method according to the above sequence of operations allows to obtain a ceramic filter element with a given porosity, strength and with increased filtration capabilities.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 представлен керамический фильтрующий элемент, полученный заявленным способом; на фиг. 2 - разрез по А-А.In FIG. 1 shows a ceramic filter element obtained by the claimed method; in FIG. 2 - section along aa.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Способ изготовления керамического фильтрующего элемента включает подготовку пластичной массы, содержащей компоненты, формирующие химический состав материала пористого носителя, и технологическую связку, формование составных частей пористого носителя, их сушку, спекание и сборку.A method of manufacturing a ceramic filter element includes the preparation of a plastic mass containing components that form the chemical composition of the material of the porous support, and a technological bond, molding of the constituent parts of the porous support, their drying, sintering and assembly.
Далее производят нанесение суспензии для образования мембранного слоя, сушку и термообработку.Next, the suspension is applied to form a membrane layer, drying and heat treatment.
Особенностью изобретения является то, что на этапе подготовки пластичной массы в нее вводят электрокорунд М40, бентонит и в качестве технологической связки сульфатноспиртовую бражку - ССБ при содержании компонентов, мас.%A feature of the invention is that at the stage of preparation of the plastic mass, M40 electrocorundum, bentonite are introduced into it and, as a technological bond, a sulfate-alcohol mash - SSB with the content of components, wt.%
Электрокорунд М4065-78Electrocorundum M4065-78
Бентонит10-30Bentonite 10-30
ССБ5-12SSB5-12
При формовании прессуют две составные части пористого носителя с зеркальным отображением, которые спекают при температуре плавления бентонита. Перед сборкой полученные составные части обрабатывают по посадочным плоскостям, наносят на посадочные плоскости клеющие компоненты, а при образовании мембранного слоя используют суспензию, содержащую в качестве наполнителя электрокорунд М3 или М5 и алюмохромфосфатное связующее. Сушку производят при комнатной температуре и термообрабатывают при температуре, обеспечивающей завершение процессов взаимодействия алюмохромфосфатного связующего с материалом наполнителя и пористого носителя.During molding, two components of a porous mirror-shaped carrier are pressed, which are sintered at the melting temperature of bentonite. Before assembly, the resulting components are processed along the landing planes, glued components are applied to the landing planes, and when the membrane layer is formed, a suspension containing M3 or M5 electrocorundum and an aluminum-chromophosphate binder is used as a filler. Drying is carried out at room temperature and heat treated at a temperature that ensures completion of the processes of interaction of the aluminochromophosphate binder with the filler material and the porous carrier.
Температура, обеспечивающая завершение процессов взаимодействия алюмохромфосфатного связующего с материалом наполнителем и пористого носителя, находится в диапазонеThe temperature ensuring completion of the processes of interaction of the aluminochromophosphate binder with the filler material and the porous carrier is in the range
300±50°С. При этом происходит образование необходимых химических связей, повышение адгезии и, как следствие, увеличение прочности на сдвиг между мембраной и пористым носителем.300 ± 50 ° C. In this case, the formation of the necessary chemical bonds, an increase in adhesion, and, as a result, an increase in the shear strength between the membrane and the porous support, take place.
Пример осуществления способаAn example of the method
1. Для изготовления изделий были использованы исходные материалы:1. For the manufacture of products were used source materials:
1.1. Электрокорунд М3, М5, М40.1.1. Electrocorundum M3, M5, M40.
1.2. Бентонит.1.2. Bentonite.
1.3. Сульфатно-спиртовая бражка (ССБ).1.3. Sulphate-alcohol mash (CSP).
1.4. Алюмохромфосфатное связующее (АХФС).1.4. Alumochromophosphate binder (AHFS).
2. Электрокорунд М40, бентонит и ССБ при процентном содержании компонентов 70:23:7 соответственно помещали в смеситель и смесь гомогенизировали в течение 30 мин.2. M40 electrocorundum, bentonite and CSP with a percentage of components of 70: 23: 7, respectively, were placed in a mixer and the mixture was homogenized for 30 minutes.
Полученную пластическую массу коагулировали путем просева через сито 1 мм.The resulting plastic mass was coagulated by sieving through a 1 mm sieve.
3. Расчетное количество формовочной массы помещали в разъемную прессформу и производили прессование при удельном давлении 50 кг/см2. В результате перемещения пуансона на фиксированную величину получали заготовки пористого носителя заданного размера и конфигурации.3. The estimated amount of molding material was placed in a releasable mold and pressed at a specific pressure of 50 kg / cm 2 . As a result of the displacement of the punch by a fixed value, preforms of the porous support of a given size and configuration were obtained.
4. Заготовки выдерживали при комнатной температуре в течение 24 ч и помещали в сушилку. Температура сушки поддерживалась в пределах 75±5°С, а изотермическая выдержка составляла 12 ч.4. The blanks were kept at room temperature for 24 hours and placed in a dryer. The drying temperature was maintained within 75 ± 5 ° C, and the isothermal exposure was 12 hours.
5. Высушенные заготовки с остаточной влажностью 0,1-0,2% помещали на карборундовые пластины и проводили обжиг, т.е. спекание, при температуре 1250±50°С с изотермической выдержкой в течение 2 ч. Заготовки после отжига подвергали визуальному контролю на наличие деформаций, сколов и трещин. Кондиционные экспериментальные образцы исследовали на плотность, пористость, величину водопроницаемости, прочность по стандартным методикам. В табл. 1 приведены характеристики материала образцов, полученные как среднеарифметические из десяти замеров - фрагментов, вырезанных из целиковых заготовок пористых носителей. Данные табл. 1 показывают, что предлагаемый способ позволяет получать стабильную структуру материалов пористого носителя с минимальными доверительными интервалами по физико-механическим характеристикам, что гарантирует исключение неоднородностей в материале и по объему пористого носителя, что и обеспечивает качество получаемых изделий.5. Dried preforms with a residual moisture content of 0.1-0.2% were placed on carborundum plates and fired, i.e. sintering at a temperature of 1250 ± 50 ° С with isothermal exposure for 2 hours. The billets after annealing were subjected to visual inspection for deformations, chips, and cracks. Conditioned experimental samples were examined for density, porosity, water permeability, strength according to standard methods. In the table. Figure 1 shows the characteristics of the material of the samples, obtained as arithmetic average of ten measurements — fragments cut from whole preforms of porous carriers. The data table. 1 show that the proposed method allows to obtain a stable structure of the materials of the porous support with minimum confidence intervals in physical and mechanical characteristics, which guarantees the elimination of inhomogeneities in the material and in the volume of the porous support, which ensures the quality of the products obtained.
6. Спеченные заготовки обрабатывали по посадочным плоскостям на плоскошлифовальном станке, с использованием алмазных кругов на медной связке марки АС12 400/312 с крупностью частиц М2-01-150.6. Sintered billets were processed along the landing planes on a surface grinding machine, using diamond wheels on a copper binder grade АС12 400/312 with a particle size of M 2 -01-150.
7. В качестве клеящего материала, наносимого на посадочные плоскости, использовали дисперсионную смесь, состоящую из порошка электрокорунда М5 и алюмохромфосфатного связующего, при соотношении 50:50. Внутреннюю часть пористого керамического носителя покрывали картонным трафаретом, с таким условием, чтобы открытыми оставались посадочные поверхности. Краскопультом наносили клеящую смесь и производили наложение второго керамического носителя с зеркальным отображением посадочных плоскостей. Сборку выдерживали при комнатной температуре и на открытые рабочие поверхности наносили материал мембранного слоя.7. As the adhesive material applied to the landing planes, a dispersion mixture was used, consisting of M5 electrocorundum powder and alumochromophosphate binder, at a ratio of 50:50. The inside of the porous ceramic carrier was covered with a cardboard stencil so that the seating surfaces remained open. An adhesive mixture was applied with a spray gun and a second ceramic support was applied with a mirror image of the landing planes. The assembly was kept at room temperature and membrane layer material was applied to open work surfaces.
8. Для нанесения мембранного слоя использовали дисперсную систему, содержащую 65% электрокорунда М3 и 35% АХФС. После тщательной гомогенизации в смесителе в течение 40-50 мин дисперсную систему наносили методом распыления на рабочей поверхности пористого керамического носителя. Экспериментально установлено, что выдержка на воздухе 20-24 ч дает возможность получить надежное адгезионное сцепление с прочностью на сдвиг ~3-4 МПа, которое гарантирует транспортировку заготовки без нарушения ее целостности на операцию обжига.8. For applying the membrane layer, a disperse system was used containing 65% M3 electrocorundum and 35% AHPS. After thorough homogenization in the mixer for 40-50 minutes, the dispersed system was applied by spraying on the working surface of a porous ceramic carrier. It was experimentally established that exposure to air for 20-24 h makes it possible to obtain reliable adhesive adhesion with a shear strength of ~ 3-4 MPa, which guarantees the transportation of the workpiece without violating its integrity for the firing operation.
9. В результате предварительных исследований выявлена зависимость изменения адгезионной прочности на сдвиг мембранного слоя от поверхности пористого керамического носителя в зависимости от температуры термообработки. На основании полученных зависимостей термообработку проводили в интервале температур 300±50°С.9. As a result of preliminary studies, the dependence of the change in the adhesion shear strength of the membrane layer on the surface of the porous ceramic carrier depending on the heat treatment temperature was revealed. Based on the obtained dependences, heat treatment was carried out in the temperature range 300 ± 50 ° С.
В результате выдержки при температуре 300°С в течение 10-15 ч была зафиксирована мембрана на пористом керамическом носителе с прочностью на сдвиг 13±2 МПа. С повышением температуры сдвиговые напряжения монотонно уменьшаются.As a result of exposure at a temperature of 300 ° C for 10-15 h, the membrane was fixed on a porous ceramic carrier with a shear strength of 13 ± 2 MPa. With increasing temperature, the shear stresses decrease monotonically.
10. Полученные пористые керамические фильтрующие элементы после термообработки подвергали визуальному контролю и испытаниям по стандартным методикам. Визуальный контроль не выявил искажений в геометрической форме, при увеличении в «40» раз на поверхности мембраны не обнаружены дефекты в виде отслоений, трещин или вздутий. Отсутствуют расслоения и между двумя составными частями пористого носителя, шов едва просматривается.10. The resulting porous ceramic filter elements after heat treatment were subjected to visual inspection and tests according to standard methods. Visual inspection did not reveal distortions in geometric form, with an increase of "40" times on the surface of the membrane no defects were detected in the form of delamination, cracks or swelling. There are no delamination between the two components of the porous support, the seam is barely visible.
11. Данные табл. 2 показывают, что предлагаемый способ позволяет получать конкурентоспособные фильтрующие элементы, а прочностные характеристики и пропускная способность элементов позволяют увеличить рабочее давление фильтрации и производительность фильтрующих установок в целом.11. The data table. 2 show that the proposed method allows to obtain competitive filtering elements, and the strength characteristics and throughput of the elements can increase the working pressure of the filtration and the performance of the filtering systems as a whole.
Процесс термообработки при температурах получения максимальных прочностных связей мембранного слоя с пористым носителем обеспечивает завершение процессов взаимодействия алюмохромфосфатного связующего с материалом наполнителя и пористого носителя,The heat treatment process at temperatures to obtain the maximum strength bonds of the membrane layer with a porous carrier ensures the completion of the interaction of the aluminochromophosphate binder with the filler material and the porous carrier,
Ί что приводит к образованию химических связей, повышению адгезии и, как следствие, к увеличению прочности на сдвиг между мембраной и пористым носителем.Ί which leads to the formation of chemical bonds, increased adhesion and, as a result, to an increase in shear strength between the membrane and the porous support.
Керамический фильтрующий элемент содержит фильтрующий каркас 1 с фильтрующей (внешней) и внутренней поверхностями, выполненный в виде кругового сектора из пористой керамики с открытыми порами, размеры которых выполнены увеличивающимися в направлении выхода фильтрата, внутренние элементы 2 и стенки 3, формирующие пустотелый объем 4, и горловину с отводящим патрубком 5.The ceramic filter element contains a filter frame 1 with a filter (external) and internal surfaces, made in the form of a circular sector of porous ceramic with open pores, the dimensions of which are made increasing in the direction of the filtrate outlet, internal elements 2 and walls 3, forming a hollow volume 4, and throat with outlet 5.
Фильтрующий каркас 1 образован сферообразными частицами 6 электрокорунда с изменяющимся соотношением их размеров в направлении выхода фильтрата.The filter frame 1 is formed by sphere-shaped particles 6 of electrocorundum with a varying ratio of their sizes in the direction of the filtrate exit.
Внутренние элементы 2 расположены параллельными рядами в двух взаимоперпендикулярных направлениях, и каждый из них состоит из двух усеченных конусов, выполненных заодно с фильтрующим каркасом 1 по основанию и соединенных между собой по поверхностям их сечения.The internal elements 2 are arranged in parallel rows in two mutually perpendicular directions, and each of them consists of two truncated cones made integral with the filter frame 1 at the base and interconnected along the surfaces of their section.
Отношение размера частиц фильтрующей поверхности к размеру частиц внутренней поверхности равно 0,02-0,05.The ratio of the particle size of the filtering surface to the particle size of the inner surface is 0.02-0.05.
Внутреннее сечение патрубка 5 выполнено с таким расчетом, что оно позволяет выводить в единицу времени объем жидкости не менее объема фильтрата, поступающего в пустотелый объем.The internal section of the pipe 5 is designed so that it allows you to display in a unit time the volume of liquid is not less than the volume of the filtrate entering the hollow volume.
Конструкция материала стенок фильтрующего каркаса 1 из высокоплотных сферообразных частиц 6 электрокорунда позволяет исключить дополнительную тупиковую и открытую пористость, что снижает шероховатость стенок проницаемых пор, и свести к минимуму внутреннее гидравлическое сопротивление фильтрующего корпуса 1.The design of the material of the walls of the filter frame 1 from high-density spherical particles 6 of electrocorundum eliminates additional deadlock and open porosity, which reduces the roughness of the walls of the permeable pores and minimizes the internal hydraulic resistance of the filter housing 1.
Выбор диапазона соотношения размеров частиц 6 фильтрующей поверхности к размеру частиц внутренней поверхности фильтрующего каркаса 1, равный 0,02-0,05, обусловлен следующими причинами.The choice of the range of the ratio of particle sizes 6 of the filter surface to the particle size of the inner surface of the filter frame 1, equal to 0.02-0.05, due to the following reasons.
При соотношении, меньшем 0,02, снижается производительность по кеку, а при соотношении, большем 0,05, повышается влажность кека, что требует дополнительных затрат на сушку.When the ratio is less than 0.02, cake productivity decreases, and when the ratio is more than 0.05, cake humidity increases, which requires additional drying costs.
Кроме того, при выбранных граничных условиях соотношения размеров частиц 6 реализуется принцип сопла Ловаля в каждом последующем минимальном слое фильтрующего объема, что, в свою очередь, приводит к снижению гидравлического сопротивления в направлении выхода фильтрата.In addition, under the selected boundary conditions of the particle size ratio 6, the principle of the Loval nozzle is implemented in each subsequent minimum layer of the filtering volume, which, in turn, leads to a decrease in hydraulic resistance in the direction of the filtrate exit.
Внутренние элементы 2 обеспечивают жесткость фильтрующего каркаса 1 и приводят к повышению конструкционной прочности, а их конфигурация и повышенная величина пор формируют ламинарное истечение фильтрата в пустотелом объеме 4 сектора и интенсифицируют процесс регенерации фильтра.The internal elements 2 provide the rigidity of the filter frame 1 and lead to an increase in structural strength, and their configuration and increased pore size form a laminar outflow of the filtrate in the hollow volume of 4 sectors and intensify the filter regeneration process.
Расположение внутренних элементов 2 параллельными рядами в двух взаимоперпендикулярных направлениях формирует волновое движение фильтрата вблизи фильтрующей поверхности каркаса 1, приводящее к равномерному распределению кека по фильтрующей поверхности и увеличению производительности.The arrangement of internal elements 2 in parallel rows in two mutually perpendicular directions forms a wave movement of the filtrate near the filtering surface of the frame 1, leading to uniform distribution of cake on the filtering surface and increase productivity.
Внутреннее сечение отводного патрубка организовано таким образом, что скорость выхода фильтрата при ламинарном истечении реализует принцип поршня в замкнутом объеме сектора и создается дополнительное разрежение между внешней (фильтрующей) и внутренней поверхностями фильтрации.The internal section of the outlet pipe is organized in such a way that the filtrate exit rate during laminar outflow implements the piston principle in a closed sector volume and additional vacuum is created between the external (filtering) and internal filtration surfaces.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При помощи отводящего патрубка 5 керамический фильтрующий элемент крепится к пустотелому валу фильтровальной установки, аналог которой опубликован в патенте БЕ 3641057 С2. Керамический дисковый фильтр набирается из двенадцати керамических фильтрующих элементов. При вращении вала фильтрующей установки керамический фильтрующий элемент дискового керамического фильтра частично погружается в резервуар с пульпой для вещества, которое необходимо отфильтровать. В результате отсоса через пустотелый вал начинается процесс фильтрации через пористый фильтрующий каркас 1 и внутренние элементы 2. Фильтрат собирается в пустотелом объеме 4, образуемом пористым фильтрующим каркасом 1, внутренними элементами 2 и боковыми стенками 3. Поступающий фильтрат удаляется через отводящий патрубок 5, сечение которого позволяет выводить в единицу времени объем жидкости не менее объема поступающего фильтрата.Using the outlet pipe 5, the ceramic filter element is attached to the hollow shaft of the filter unit, an analogue of which is published in patent BE 3641057 C2. The ceramic disc filter is composed of twelve ceramic filter elements. When the filter unit shaft is rotated, the ceramic filter element of the disk ceramic filter is partially immersed in the reservoir with the pulp for the substance to be filtered. As a result of suction through the hollow shaft, the filtration process begins through the porous filter frame 1 and the internal elements 2. The filtrate is collected in the hollow volume 4 formed by the porous filter frame 1, the internal elements 2 and the side walls 3. The incoming filtrate is removed through the outlet pipe 5, the cross section of which allows you to display in a unit of time the volume of liquid is not less than the volume of the incoming filtrate.
На фильтрующей поверхности каркаса 1 образуется твердый осадок, который удаляется скребком, установленным на позиции входа керамического фильтрующего элемента в резервуар. Очищенный от осадка керамический фильтрующий элемент работоспособен при последующих циклах погружения в резервуар для вещества, которое необходимо отфильтровать.On the filtering surface of the frame 1, a solid precipitate is formed, which is removed by a scraper installed at the entry position of the ceramic filtering element into the tank. The ceramic filter element cleaned of sediment is operational during subsequent cycles of immersion in the reservoir for the substance that needs to be filtered.
В результате многократного, циклического использования дискового керамического фильтра на фильтрующей поверхности пористого каркаса 1 образуется тонкий слой отфильтрованного осадка, который не удаляется скребком. Этот слой увеличивает гидравлическое сопротивление и приводит к снижению производительности устройства.As a result of repeated, cyclical use of a disk ceramic filter, a thin layer of filtered sediment is formed on the filter surface of the porous cage 1, which is not removed by a scraper. This layer increases the hydraulic resistance and reduces the performance of the device.
В этом случае проводят периодическую регенерацию фильтрующей поверхности пористого фильтрующего каркаса 1 путем обратной продувки регенерирующими компонентами.In this case, periodic regeneration of the filter surface of the porous filter cage 1 is carried out by back-flushing with regenerating components.
Через отводящий патрубок 5 подают регенерирующий компонент под избыточным давлением в пустотелый объем 4.Through the outlet pipe 5 serves the regenerating component under excess pressure in the hollow volume 4.
Повышенная величина пор на входе регенерирующего компонента мало влияет на гидравлическое сопротивление потоку, и основное давление сосредоточено в областях, расположенных вблизи фильтрующей поверхности пористого фильтрующего каркаса 1, что приводит к интенсификации процесса регенерации. При регенерации внутренние элементы 2 выполняют роль ребер жесткости, увеличивающих прочность конструкции в целом.The increased pore size at the inlet of the regenerating component has little effect on hydraulic flow resistance, and the main pressure is concentrated in areas located near the filter surface of the porous filter cage 1, which leads to an intensification of the regeneration process. During regeneration, the internal elements 2 act as stiffeners, increasing the strength of the structure as a whole.
После регенерации керамический фильтрующий элемент используется в последующих многократных цикловых условиях работы в составе дискового керамического фильтра.After regeneration, the ceramic filter element is used in subsequent multiple cyclic operating conditions as part of a ceramic disk filter.
В табл. 3 приведены сравнительные технологические результаты опытов по фильтрации пульпы медного концентрата, крупностью 9091% класса минус 44 мкм в идентичных условиях.In the table. Figure 3 shows the comparative technological results of experiments on the filtration of pulp of copper concentrate, particle size 9091% minus 44 microns in identical conditions.
Выполненные сравнительные испытания показали, что применение предлагаемого устройства в сравнении с известным позволяет повысить производительность в 2-2,5 раза при идентичной влажности кека.Comparative tests have shown that the use of the proposed device in comparison with the known one allows to increase productivity by 2-2.5 times with identical cake moisture.
Характеристики материала пористого носителяThe characteristics of the material of the porous media
Таблица 1Table 1
Таблица 2table 2
Таблица 3Table 3
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Предложенные способ и устройство могут найти широкое применение в горнометаллургической промышленности при изготовлении дисковых керамических фильтров, предназначенных для фильтрации пульп продуктов обогащения.The proposed method and device can be widely used in the mining industry in the manufacture of ceramic disk filters designed for filtering pulps of enrichment products.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128747/03A RU2204542C1 (en) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | Method of manufacturing ceramic filter element |
RU2002100715A RU2200613C1 (en) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Disk-type ceramic filter sector |
PCT/RU2002/000453 WO2003035578A1 (en) | 2001-10-26 | 2002-10-15 | Ceramic filtering element and method for producing said element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200201305A1 EA200201305A1 (en) | 2004-04-29 |
EA004725B1 true EA004725B1 (en) | 2004-08-26 |
Family
ID=26654100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200201305A EA004725B1 (en) | 2001-10-26 | 2002-10-15 | Ceramic filtering element and method for producing said element |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA004725B1 (en) |
WO (1) | WO2003035578A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10305866B4 (en) * | 2003-02-13 | 2007-02-08 | Itn Nanovation Gmbh | Inorganic layer |
FI125576B (en) * | 2013-05-31 | 2015-11-30 | Outotec Finland Oy | Filter element and method for producing a filter element |
CN108295548A (en) * | 2018-02-06 | 2018-07-20 | 烟台桑尼核星环保设备有限公司 | A kind of filter disc and manufacturing method |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1036704A1 (en) * | 1981-12-25 | 1983-08-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт фарфоро-фаянсовой промышленности | Batch for making porous ceramic products |
FI73142C (en) * | 1985-10-11 | 1987-09-10 | Valmet Oy | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV PLATTOR, EN FILTERPLATTA OCH EN SUGTORKANORDNING. |
SU1661167A1 (en) * | 1988-10-03 | 1991-07-07 | Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики | Method of manufacturing ceramic filtering elements |
SU1731762A1 (en) * | 1989-06-01 | 1992-05-07 | Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики | Method of manufacture ceramic filtering elements |
GB8923009D0 (en) * | 1989-10-12 | 1989-11-29 | Alcan Int Ltd | Porous inorganic membranes |
GB9600082D0 (en) * | 1996-01-04 | 1996-03-06 | Exxon Chemical Patents Inc | Molecular sieves and processes for their manufacture |
-
2002
- 2002-10-15 EA EA200201305A patent/EA004725B1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-10-15 WO PCT/RU2002/000453 patent/WO2003035578A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200201305A1 (en) | 2004-04-29 |
WO2003035578A1 (en) | 2003-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2014279933B2 (en) | Method for manufacturing filtering membranes by additive technique and resulting membranes | |
JP4471452B2 (en) | Manufacturing method of filter element | |
JP6892821B2 (en) | Inorganic membrane filter and its method | |
US7767257B2 (en) | Method for preparing a porous inorganic coating on a porous support using certain pore formers | |
KR101440173B1 (en) | Method for Preparing a Porous Inorganic Coating on a Porous Support Using Certain Pore Fillers | |
JPS61238315A (en) | Preparation of double-layered filter | |
US20080276586A1 (en) | Honeycomb filter and method for manufacturing the same | |
WO2004087294A1 (en) | Base for honeycomb filter, method for producing same and honeycomb filter | |
JPS61238304A (en) | Ceramic filter and its preparation | |
JPH02237622A (en) | Assembling method of rigid element having membrance for separation, filtration or catalytic reforming in module | |
JP4001800B2 (en) | Method for manufacturing honeycomb catalyst carrier | |
EP1063005B1 (en) | Ceramic membrane | |
JP2004305993A (en) | Ceramic honeycomb filter and production method therefor | |
US9878272B2 (en) | Porous inorganic membranes and method of manufacture | |
EP2979746B1 (en) | Structure | |
JP2001340718A (en) | Base material for honeycomb filter and its manufacturing method | |
EA004725B1 (en) | Ceramic filtering element and method for producing said element | |
JP2009220039A (en) | Porous film complex structure and manufacturing method of micropore in porous body | |
WO2015151699A1 (en) | Monolithic separation membrane structure | |
KR102230182B1 (en) | Manufacturing method of flat ceramic separation membrane using tape casting method | |
JP4040427B2 (en) | Manufacturing method of filter element | |
JPS61238305A (en) | Preparation of tubular double-layered filter | |
JP2002143655A (en) | Ceramic filter and producing method of ceramic filter | |
JPS62186908A (en) | Production of asymmetric membrane | |
JP2001276533A (en) | Porous silicon carbide filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |