[发明专利]一种细粒物料离心过滤脱水装置

说明书

技术领域

本发明涉及固液分离技术领域，特别是涉及一种细粒物料离心过滤脱水装置。

背景技术

离心过滤机广泛应用于食品、医药、化工、石油、冶金、煤炭等行业。在煤炭、金属矿物及非金属矿物的加工领域，采用固—固分离的方法，如筛分、磁选、电选、空气重介质分选等，可将有用矿物从其它矿物中分离出来。然而，矿物分选加工通常在水介质中进行，洗选过程不可避免地增加产品的水分，而产品的水分对其运输、加工、利用等方面存在诸多不利影响，从节约资源、高效利用能源的角度出发，选后产品脱水是矿物湿法洗选加工过程中必不可少的环节。在选煤厂中，较粗颗粒物料通常采用过滤式离心机脱水，细粒物料选用沉降式或沉降过滤式离心脱水机脱水。与传统真空过滤机相比，沉降过滤式离心脱水机获得的产品水分更低，这在一定程度上与微细粒物料损失于滤液中有关。通常，细粒物料的比表面积更大，物料的水分随颗粒粒度的减小而升高。因而，脱除物料中的微细颗粒可以作为降低产品水分的一种措施，但是该方法会增大滤液中的固体含量，降低固体回收率。

离心过滤脱水包括过滤阶段与脱液阶段。悬浮液进入离心过滤机后，固体颗粒与液体介质在离心力的作用下朝滤网运动，大于筛孔的固体颗粒最先沉降至筛网表面形成滤饼层，密度较轻的液体在滤饼层表面形成水层。随着过滤时间的推移，液体穿过滤饼层的颗粒间隙及筛孔成为滤液；小于筛网孔隙的颗粒，一部分在液体带动下穿过颗粒间隙和筛孔进入滤液，另一部分则被滤层的孔隙结构拦截而留在滤饼中。脱除滤饼表层水的这一过程成为过滤阶段。过滤过程完成的同时，滤饼的孔隙结构由于毛细作用会充满液体，脱除滤饼毛细管水的过程称为脱液阶段。在物料的离心脱水过程中，控制脱液速率是控制滤饼最终水分的关键。

滤饼的脱液速率可以由达西公式预测：

Q=KΔPAμL---(1)]]>

其中，Q表示液体流动速率，K表示滤饼的渗透率，ΔP表示滤饼两侧的压力差，A表示过滤面积，μ表示液体的动力粘度，L表示滤饼的厚度。过滤过程中，滤饼两侧的压力差可用下列关系式表示：

ΔP=12ρω2(rb2-r02)---(2)]]>

其中，ρ表示液体的密度，ω表示角速度，r₀与r_b分别表示自由水层靠近轴线的内表面、滤饼靠近轴线的内表面到离心机旋转轴线的距离。由公式(1)与公式(2)可以得到公式(3)：