Способ фильтрования суспензии

 

1. СПОСОБ ФИ/ЬТРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ путем прокачивания ее через внутреннюю полость пористых трубчатых фильтровальных перегородок и смывания осадка потоком суспензии, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повышения степени очистки и тонкости фильтрования при стабильной работе установки без снижения производительности во времени, фильтрование осуществляют в режиме чередующихся пульсаций потока суспензии на входе,и выходе трубчатых фильтровальных перегородок с частотой 80-100 пульсаций в . 2. Способ поп. 1,oтличaющ и и с я тем, что, в качестве материала фильтровальных перегородок используют полимерные шарообразные конI тактно сцепленные между, собой частицы размером 0,5-5 мкм. со ю 41

„„SU „„1022724 A

СОЮЗ OOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) в 01 0 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"Ф

1 и AsòàÅÑÈñìþ СИИДатевстви феэеили

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3279240/23" 26 (22) 24.04.81 (46) .15.06Я3. Бюл, И 22 (72) Н.я. Любман, А.И. Усков, Г.К. Имангазиева, F..È. Иадин, Н.А. Голубева и А.И. Ковалев (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" (53) 628.33Ý(088.8) (56) 1.. Патент СЮ У 4130485, кл. 210«66, 1978. (54) (57) 1. СПОСОЬ ФИЛЬТ ОВАНИя СЬС ПЕНЗИИ путем прокачивания ее через вйутрвннюю полость пористых трубча тых фильтровальных перегородок и смывания осадка потоком суспензии, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса,. повышения степени очистки и тонкости фильтрования при стабильной работе установки без снижения производитель" ности во времени, фильтрование осуществляют в режиме чередующихся пульсаций потока суспензии на входе и выходе трубчатых Фильтровальных перегородок с частотой 80-100 пульсаций в минуту, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, в <ачестве материала фильтровальных перегородок используют полимерные шарообразные кон". тактно сцепленные между. собой частицы Е разиером 0,5-5 мкм.

1022724.

Изобретение относится к технологии Фильтрования суспензии и может быть использовано в гидрометаллургической и химической промышленности, водоподготовке, при очистке сточных вод и других областях промышленности.

Известен способ фильтрования суспензии, при котором динамическое фильтрование осуществляется в турбулентном режиме движения циркуляционного потока разделяемой.суспензии в трубчатых элементах с периодической продувкой их обратным потоком сжатого газа $1).

К недостаткам известного способа относятся сниже .ие производйтельности установки (на 20-25 ) вследствяе непроизводительных затрат рабочего времени на.периодическую регенерацию фильтровальной перегородки сжатым га- 20 зом, повышенный расход конструкционного. материала (наличие прочного кожуха для подачи сжатого газа на регене" рацию Фильтра); недостаточно эффективная регенерируемость применяемой

Фильтровальной перегородки, вследствие неоднородности фильтровального матери- ала, что особенно"проявляется в случае труднофильтруемых суспензий при образовании мажущихся и липких осад- Зо ков ° Это обстоятельство со временем приводит также к снижению производительности установки, неудовлетворительная тонкость фильтрования (510 мкм) и глубина очистки (94-96 ) вследствие проскока твердой Фазы через наиболее крупные Фильтровальные поры:, необратимая кольматация (заку" поривание пор) фильтра мелкодисйергированными частицами, связанная также с неоднородностью структуры пористой перегородки и неоднородностью размеров фильтровальных пор.

Целью изобретения является интенсиФикация процесса, повышения степени 4> очистки и тонкости фильтрования при стабильной работе установки без снижения производительности во времени.

Цель достигается тем, что согласно способу Фильтрования суспензии путем прокачивания ее через внутреннюю по-. лость пористых трубчатых фильтроваль" . ных перегородок и смывания осадка потоком суспензии, фильтрование осуществляют в режиме чередующихся пульсаций потока суспензии на входе и выходе трубчатых фильтровальных перегородок с частотой 80-100 пульсаций в минуту.

В качестве материала фильтровальных перегородок используют полимерные шарообразные контактно сцепленные между собой частицы размером 0,5-5 мкм.

На чертеже схематически изображена установка, при помощи которой реализуется способ фильтрации суспензии.

Она включает Фильтровальный блок 1, собранный из фильтрующих перегородок (трубчатые полимерные изделия), поддон для Фильтрата 2., пневматические клапаны 3 для создания пульсаций потока с командным устройством 4, циркуляционный насос 5 и бак для суспензии 6.

Подлежащая разделению суспензия непрерывно под давлением прокачивается через пористые трубчатые элементы с деполяризующей скоростью 3-6 м/с. Клапаны 3 обеспечивают в чередующейся последовательности пульсацию потока на входе и выходе трубчатого фильтровального блока 1. В процессе работы жидкая фаза суспензии проходит через пористые стенки фильтрующих перегородок и собирается в поддоне, а твердые частицы, увлекаемые скоростным потоком, непрерывно циркулируют, сгущаясь в уменьшающемся объеме Фильтрующей среды. Высокая скорость потока в пульсационно-турбулентном режиме препятствует осаждению твердой Фазы на фильтрующей поверхности полимерного материала.

В серии экспериментов было установлено, что максимальный положительнйй эффект достигается при определенной частоте пульсаций потока (80-100 пульсаций/мин ). Это связано с тем, что гидродинамические удары пульсирующего потока суспензии, меняющиеся по величине и направлению, наряду с вибрацией самого фильтрующего элемента, практически исключают популяризационные явления при фильтрации. При этом пульсация как на входе, так и на выходе Фильтровального блока значительно эффективнее, нежели раздельная пульсация.

Ниже приведены примеры осуществления.данного способа, В них используются трубчатые полимерные иэделия различной природы и структуры общей длины 600 мм (4 элемента длиной по

150"мм каждый), наружным диаметром

18 ми и внутренним диаметром 8 мм.

Пример .1. Осветлительно-сгустительному фильтрованию подвергают промывную кислоту сернокислотного производства Балхашского ГИК, содержа724 4 з 102? щую 200 г/л.серной кислоты и 0,18 г/л твердых взвесей (свинцовоселеновый шлаи) со .средним размером частиц

0,05-5,0 мкм, Фильтровальной перего— родкой служит трубчатый элемент из резорцин-формальдегидного полимера со средним размером пор 0,05"0,15 мкм (размер глобул 0,2- 0,8 мкм). Частоту пульсаций потока суспенэии поддерживают в пределах 80-100 пульсаций/мин. 10

Исходную суспензию в количестве 80 л заливают в бак б, включают циркуляци" омный насос 5 и пульсационные устройства 3 и 4. В бак 6 непрерывно подают исходную суспензию со скоростью, обеспечивающей постоянный уровень во время работы устройства при непрерывном отборе из конической части бака 6 сгущенной пульпы со скоростью, составляющеи около 13 скорости отбора Фильт-2О рата.

Сгущенная пульпа содержит 20 г/л твердого,. Выход фильтрата составляет

99,2i от объема подаваемой на разде" .ление суспензии.

Установка непрерывно работает

120 ч без какого"либо снижения. производительности. Средняя удельная производительность, зафиксированная через

5,20,40,80 и 120 ч после включения установки, составляет 5.,7-5,9 м /м - ч 2. 30 при тонкости Фильтрования 0,01.-0,05 мкм при практически 100 -,ной очистке фильтрата от твердых взвесей.

Фильтрование указанной суспензии по известному способу уже через 5 ч работы сопровождается резким снижением производительности Фильтра с

2 S м /м . ч до 0,4 м /и . ч.

3 2 . Ъ 2

П р и м. е р 2. Осветлительносгустительному Фильтрованию подвер. 4а гают медный электролит электролизного производства Балхашского ГИК, содержащий 120 г/л серной кислоты, 50 г/л меди и 0,05 г/л твердых взвесей (анодный шлам) дисперсностью 0,510 мкм. В качестве Фильтровальной перегородки используют пирокатехинформальдегидный полимер с проходными порами 0,4-0,8 мкм, размер шарообраз. ных частиц полимера (глобул) 1-2 мкм, 50

Частоту пульсаций потока суспенэии . поддерживают в пределах 80-100 пульсаций/мин. Исходную суспензию в количестве 80 л заливают в бак 6, включают циркуляционный насос 5 и пульсаци- 55 онные устройства 3 и 4. В .бак 6 непрерывно подают исходную суспензию со скоростью, обеспечивающей постоянный уровен во время работы устройства при непрерывном отборе йз конической части бака 6 сгущенной пульпы со скоростью, составляющей около 2> скорости отбора Фильтрата. Содержание твердого в сгущенной суспензии составляет 30,5 г/л (выход Фильтрата 98,М) .

Установка непрерывно работает

148 ч без какого-либо снижения производительности. Средняя удельная производительность, зафиксированная че" рез 5, 20, 40, 80 и 148 ч после включения установки составляет 6 5Ъ 2

У Э

6,8: м /и . ч при тонкости фильтрования 0,05-0,1 мкм при степени очистки раствора 99,95 .

Фильтрование указанного раствора по известному способу в течение 12 ч сопровождается снижением удельной про" . иэводительности уже за 5,5 ч с

3 3 м3/м ч до 0.,35 м /м ч с последующей полной кольматацией Фильтровальной перегородки.

Пример 3. Фильтрованию подвергают 5>-ный раствор технического сернистого натрия флотореагентного участка медной обогатительной фабрики Балхашского ГМК,содержащего 20 г/л гидроокиси натрия и 5,5 г/л твердых взвесей углистый шлам) со средним, размером частиц 0,3-12 мкм, фильтро- вальной перегородкой служит трубчатый элемент из мелами -Щормальдегидного полимера ro средним размером пор 0,91,7 мкм (размер глобул 1,8-2,8 мкм).

Частоту пульсаций потока суспензии под" держивают в пределах 80-100 пульсаций/

/мин. Исходную суспензию в количестве

80 л заливают в бак 6, включают циркуляционный насос 5 и пульсационные устройства 3 и 4. В бак 6 непрерывно подают исходную суспензию со скоростью, обеспечивающей постоянный уровень во время работы устройства при непрерывном отборе из конической части бака 6 сгущенной пульпы со скоростью, составляющей около 3 скорости отбора Фильтрата.

Сгущенная пульпа содержит 180 г/л твердого. Выход фильтрата составляет 96,6г от объема подаваемой на разделение суспенэии„

Установка непрерывно работает

128 ч без какого-либо снижения производительности. Средняя удельная производительность, зафиксированная че" реэ 5, 20, 40, 80 и 128 ч после включения установки„ составляет 3,6-3,8 м3/

10227

/м "ч при тонкости Фильтрования

0,1 мкм при 99,93-ной очистке фильтратМ от твердых взвесей.

Фильтрование раствора по известному способу сопровождается снижением з производительности фильтра эа 5 ч с

1,6 м /м ч до 0,25 м /м ч.

Пример 4. В качестве очищаемой Суспензии испытует предварительно осветленные насыщенные растворы медно. ©

ro Kynopoca Балхашского ГИК (рН 4-5 температура 80-90 С). Содержание твер" дых вэвесей 0,25 г/л, средний размер частиц 0,8-7; мкм. Фильтрование осуществляют с помощью трубчатых элемеи- 1 тов из фенол-формальдегиднвго полимера со средним размером пор 0,71,5 мкм (размер глобул 3-5 мкм 1. Частоту пульсаций потока суспензии поддерживают в пределах 80-100 пульса- м ций/мин. Исходную сусйензию в количестве 80 мл заливают в бак 6, включают циркуляционный насос 5 и пульсационные устройства 3 и 4. В бак 6 не" прерывно подают исходную суспензию zs ео скоростью, обвспечивад ей постоян"

24. 6 йый уровень во время работы устройства при непрерывном отборе из конической части бака 6 сгущенной пульпы со скоростью, составляющей около- 13 скорости отбора фильтрата. В процессе работы достигается 100-кратное сгущение суспензии при выходе фильтрата - 993.

Установка работает 98 ч без какого» лйбо снижения производительности. Средняя удельная производительность, зафиксированная через 5, 20 40, 80 и

98 ч после включения установки, составляет 5,5-5,7 м /и ч при тонкости фильтрования 0,1 мкм при практически

1003-ной очистке фильтрата от твердых взвесей.

При фильтровании:.раствора по известном способу в начальный период работы (.0,5 ч) средняя удельная производительность Установки составляет

2,8 м /м ч, по истечении 2,5-часовой з работы производительность снижается до

0,8 м /и ч. Последующая работа устаЪ новки сопровождается все возрастающей кольматацией фильтровальной перегородки..

Составитель Л. БузмаковаРедактор Г. Гербер Техред А.Бабинец Корректорl0. Макаренко

Заказ 4101/3 Тираж И8, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

ll3036 Иосква Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

3 ЗБ -35 л .д д. 5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул..Проектная, 4