带式真空过滤机的研制设计

一、前言
带式真空过滤机是七十年代新发展起来的一种高效固液分离设备，具有能连续洗涤滤饼；两面喷洗再生滤布；较粗固体粒子借助重力沉降能预先形成助滤层；单位面积生产能力大等优点。

目前国外已广泛地应用于金的提取、铀的提取、煤浆脱水及化学工业等部门。

为了更新我国铀水冶厂工艺设备，强化工艺过程，提高经济效益，在固液分离设备方面研制、引入和推广应用带式真空过滤机，将对新厂的建设和老长的改造产生积极的作用。

我所通过调研论证，选定橡胶带式过滤机作为研究对象，试验样机设计并加工完成后，首先在所内进行了调试，用煤浆做了模拟试验。

为了考核样机各系统的稳定性，可靠性和对处理不同物料的适应性，今年6月至7月又在二七二厂进行了工业试验。

二、带式过滤机工作原理与结构
（一）工作原理
带式真空过滤机是用真空作为推动力，是液体通过过滤介质，截留固体颗粒进行固液分离的一种设备。

图1为带式过滤机的结构示意图。

在水平钢架上间隔安装两个滚筒，滚筒上绕装一条环形橡胶滤带，滤带工作表面上覆盖着滤布。

滤带上行程的下面配有不锈钢材料的真空抽吸箱，真空箱的顶部有一条密封导轨，滤带密封凸缘与导轨相接触，形成直线运动的端面密封。

当真空抽吸时，滤布与滤带同步先前运动，料浆经加料装置逆向加到滤布上。

滤液通过滤布，沿滤带的排液孔流向真空箱，然后由排液管进入滤液槽，再经离心泵送至下一工序。

在滤布上可直接对滤饼进行连续多段逆流洗涤。

通过调整真空箱和排液管，各段滤液可以分开或合并。

洗涤后的滤饼进一步过滤干燥，然后由卸料装置挂落。

滤布进入洗涤装置再生后进行下一工作循环。

带式过滤机试验样机主要技术参数如下：
过滤面积0.5米2外形尺寸4000×1700×800毫米
滤带带速1~4米/分滤带宽度300毫米
电机功率 1.5千瓦
（二）主要部件
1、滤带
滤带是带式过滤机的主要部件之一。

图2是本机采用的滤带型式，用橡胶模压成型。

其工作面上开有横向沟槽，中心是长圆形排液孔，两侧有倾斜护边，背面是表面耐磨的密封凸缘。

2、滤布
所用滤布为621型涤纶布，环绕覆盖在滤带上，接头用手工缝制。

3、真空箱与滤液收集系统
真空箱由不锈钢制成。

根据过滤要求，可将真空箱的滤液出口调整组合成四组，每一组与相应的滤液槽相连。

滤液槽装有电容液位计，用以指示槽内液位高度，并自动启动滤液泵排出滤液。

4、密封导轨
密封导轨采用特殊处理的耐磨材料，用粘接和机械夹持方法固定在真空箱的法兰上，工作时可通入润滑剂，以降低滑动表面的摩擦力。

5、传动装置
由调速电机驱动行星摆线减速器，经链轮带动过滤机的传动滚筒。

可根据与物料的过滤性能，适当地选择调节滤带的运动速度。

6、洗液分配器
分配器采用溢流方式，将洗涤液均匀地分不到滤饼表面进行洗涤。

7、滤饼卸料装置
采用等间隙刮刀卸料。

8、滤布洗涤装置
滤布经刮刀卸料后，表面往往残存少量固体粒子，有时微细粒子镶入粘附在滤布孔眼内。

喷洗再生滤布，可以减缓或防止过滤速率降低。

本机采用沉入式洗涤法：通过高压水喷洗、空气反吹、机械刷洗使滤布再生。

9、滤布张紧装置
采用重锤杠杆平衡将滤布张紧，防止滤布松弛、打滑，是滤布正确地覆盖在滤带上，并随滤带同步运动。

10、滤布调偏装置
在工作过程中，滤布常会出现变形、收缩或褶皱，因此当滤布运动时，容易产生偏摆，造成滤布边缘撕坏。

用调偏装置调整滤布，可使其运动时不偏离滤带。

本机采用电磁吸边器和机械调偏器调整滤布。

三、试验
（一）煤浆模拟过滤试验
将工业用煤破磨成接近浸出要求的矿石粒度，在机械搅拌槽内用水配制成中性煤浆，将煤浆搅拌均匀后，定量地加入到带式过滤机上。

实验结果如表1所示。

试验结果表明：由于物料粒级较粗，所以过滤性能良好，具有较高的生产能力。

样机在试验过程中运转正常。

（二）工业矿浆过滤试验
1、试验流程
试验流程见图3.从生产车间引来的矿浆送入搅拌高位槽，经孔板流量计测定流量，再进入加料漏斗，然后自流如加料器。

如需要，可将絮凝剂同时由漏斗加入。

用阀门调节带式过滤机所需的真空气量。

2、试验情况
试验采用六种矿浆，分别测定了生产能力、洗涤效率、功耗等参数，结果列于表2
（1）生产能力
由表2看到基本可分三种情况：
a、模拟的46#返砂、711+混合矿（50#+51#旋流器底流，加入絮凝剂）两组物料的滤饼生产能力均在15吨（干矿）/米2·日以上。

表1、煤浆模拟过滤试验数据表
粒度分布固液比进料量
kg/min
带速
m/min
真空度
mmHg
滤饼厚度
mm
滤饼水份
%
滤液浊度
p.p.m
生产能力
kg/m2·h
+0.5mm 7.04% +0.25mm 39.67% +0.20mm 9.98% +0.15mm 6.94% +0.10mm 10.93% 5 9.47 1 440 7 21.8 1.5 315 5 11.4 2 410 6~7 26 2.15 192 4 3.7 1 440 7 16 0.4 347.76 4 11.76 2 410 5~6 30 2.36 234 3 11.1 1 380 20 23 0.86 555.54 3 12.3 2 400 8 26 7.31 307.5
+0.074mm 12.61% +0.065mm 11.61% +0.055mm 1.22% 2 9.84 1 350 18 24 1.72 655.2 2 13.3 1.5 380 15 23 1.5 588 1 16 1.5 400 22~23 29 4.3 1020
表2、工业矿浆过滤试验数据表
物料粒度粒度
厘泊液固比真空度
mmHg
电机功耗
kw
带速
m/min
滤布洗水
m3/h
模拟的46#返砂-200目
28.3%
0.81 3000.68~0.84 2.6 1.5
711+混合矿（50#+51#旋流器底流）
-200目
80~92%
4.1 1.5
~1.56
280~300 0.68~0.84 1.3~1.4 1.5
711+混合矿（50#+51#旋流器底流）
-200目
80%
1.5
~2.3
260~280 0.68~0.84 5.2~5.4 1~1.5
混合矿浆（52#矿浆）-200目
57.5~60.4% 1.17
~1.33
360~400 0.68~0.84 2.7~3 0.85
混合矿浆（52#矿浆）-200目
57.5~60.4%
1.38 360~400 0.68~0.84 1.7
711+715矿（浸出）-200目
53.2~59.1% 100.75
~0.8
320~460 0.68~0.84 1.3~2.2 1~1.2
711矿浆（中性）-200目
54.6~62.5% 0.92
~0.96
300~380 0.68~0.84 1.7~3.1 0.8~1
混合矿（50#旋流器底流）
-200目
59.1%
1.38 280~300 0.68~0.84 1.5~
2.4 0.37~0.7
混合矿（50#旋流器底流）
-200目
52.6~58.3%
3.3 1.04
~1.56
300~440 0.68~0.840.8~2.3 0.95~1
物料絮凝剂
用量
克/吨矿
真空气耗
m3/h
矿浆处
理能力
kg/m2·h
滤饼生
产能力
kg/m2·h
滤饼水份
%
滤饼洗水
l/h
洗水比洗涤效率
%
模拟的46#返砂108 1220 641 24.5 66 0.13
711+混合矿（50#+51#旋流器底流）60.2 330~404 299~35
28.7 60~82.2 0.34
~0.54
66~77
711+混合矿（50#+51#旋流器底流）50 86.5 382~789 536~71
4
28.5 50.4~69 0.16
~0.25
84~97
混合矿浆（52#矿浆）74.4 155~171 85~98 30.5 36.6~4.9 0.44
~0.6
83
混合矿浆（52#矿浆）50 66 244 210~23
28.5 36.6 0.3 81
711+715矿（浸出）100 77.4 230~259 183~22
1
21.9 36~30 0.1 72
711矿浆（中性）94.8 337~490 202 23.1
混合矿（50#旋流器底流）84 68~138 67~87 26.8 30~42 0.61
~0.63
89~95
混合矿（50#旋流器底流）50 67.7 90~230 90~180 30.2 46.2~52.2 0.43
~0.6
65~95
b、711+混合矿（50#+51#旋流器底流，不加絮凝剂）一组物料滤饼生产能力在7吨（干矿）/米2·日以上。

c、混合矿（52#矿浆，加入絮凝剂）、711+715浸出矿浆（加入絮凝剂）及711中性矿浆三组物料滤饼生产能力均在4.8吨/米2 ·日以上。

由于粘度、粒度等工艺条件对物料过滤性能的影响，所以过滤机对各组物料的处理能力相差较大。

（2）絮凝剂的影响
适量加入絮凝剂后，固体颗粒间桥接呈多孔网络状，生产能力可提高一倍左右。

同时得到的滤饼松散，易于从滤布上剥落。

本试验因条件所限，仅采用聚丙烯酰胺（西伯朗）一种絮凝剂。

（3）滤饼洗涤
采用两段并流洗涤，洗水比一般为0.3~0.6，洗涤效率为65~97%洗后滤饼夹带液相金属浓度10~30毫克/升。

若增加洗涤段数，并适当增加吸水量将会获得更好的效果。

（4）设备运行
经过现场试验考核和局部改进，过滤机各主要部件的工作性能达到或接近设计要求。

样机结构简单、运转平稳，具有一定的优点。

试验表明：在一定的工艺条件下，用这种类型的带式过滤机，对浸出后的矿浆进行固液分离及连续洗涤时可行的。

试验样机由于是初样，在试验中也发现一些问题，如滤饼刮不干净；滤布洗涤水量大；过滤胶带打滑，需要在下阶段工作中注意解决，使之趋于完善。

本报告中：“工业试验部分"系与二七二厂联合进行，谨此致谢。