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孔過濾技術(shù)在冶金化工生產(chǎn)上的應(yīng)用

日期：2020/6/27瀏覽：488次

高分子精密微孔過濾技術(shù)在冶金化工生產(chǎn)上的應(yīng)用

1 、早期的成功應(yīng)用： 1975 年開始，除了在制藥與化工等進(jìn)行推廣外，還專門進(jìn)行有色金屬行業(yè)的推廣。

⑴ 超細(xì)金屬鹽粉體的過濾、洗滌與壓干：

一臺(tái)過濾面積為 10m2 的新型精密微孔過濾機(jī)取代原來落后的“三足式離心機(jī) + 攪拌打漿罐”工藝，每批處理 90kg 超細(xì)干粉體，代替了老工藝的 SS-800 離心機(jī)， 800 升的攪拌打漿罐， W-7 離心泵，φ 1.2 米真空吸濾盤， 6 只 1000 升的沉淀桶。氫氧化鉭與氫氧化鈮很細(xì)， 0.5 ～ 2 μ m 占 90% 以上，需氨水洗滌粉體中的氟離子。采用新過濾技術(shù)后呈現(xiàn)以下幾大優(yōu)越性：

a. 完全解決超細(xì)粉體在過濾過程中大量穿漏這一致命傷（原工藝雖有沉淀桶與真空吸濾盤等回收裝置，由于受外來塵埃等污染，回收的粉體只能重新加工或作次品處理）；

b. 原來工藝，需四次洗滌，固體濾餅在攪拌打漿罐與離心機(jī)之間來回四次，不僅麻煩勞累，產(chǎn)品還易受外界污染，現(xiàn)在新工藝的過濾洗滌與壓干均在一臺(tái)過濾機(jī)內(nèi)，完全密閉操作，直至出料，不需反復(fù)來回倒騰；

c. 該產(chǎn)品需用氨水洗滌，老工藝全是敞口操作，車間氨氣彌漫，嚴(yán)重影響工人健康，生產(chǎn)環(huán)境極為惡劣，現(xiàn)完全密閉，澈底解決了勞動(dòng)保護(hù)問題；

d. 老工藝設(shè)備多，占地面積大，新技術(shù)的設(shè)備少，節(jié)省廠房面積 60% ，每年節(jié)電 12.2 萬 kw 。

某化工廠的超細(xì)粉體的過濾、洗滌與壓干操作成功應(yīng)用三年后，該應(yīng)用技術(shù)推廣到上海感光膠片廠，成功用于硫酸鋇的超細(xì)粉體的過濾與洗滌。硫酸鋇更細(xì)，小于 0.5 ～ 0.6 μ m 的微粒的重量超過 60% 。該廠每天需生產(chǎn) 1500kg 硫酸鋇漿，原工藝采用二臺(tái) 20m2 的板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾與機(jī)內(nèi)洗滌（洗去硫酸鋇中的氯離子）。每天三班 24 小時(shí)生產(chǎn)，才能滿足生產(chǎn)需要。經(jīng)采用二臺(tái) 10m2 高分子精密微孔過濾機(jī)取代二臺(tái) 20m2 的板框壓濾機(jī)后，立即產(chǎn)生以下明顯效益：

a. 原板框壓濾機(jī)過濾與洗滌時(shí)，濾液渾如牛奶，大量細(xì)硫酸鋇穿漏，每年損失 60 多噸；采用新的精密微孔過濾機(jī)后，一開始過濾，濾液就清如水，每年不再損失；

b. 板框壓濾機(jī)的洗滌效果很差，時(shí)間長(zhǎng)，洗滌水用量大，二臺(tái) 20m2 的板框壓濾機(jī)三班 24 小時(shí)生產(chǎn)，還滿足不了生產(chǎn)要求；新的精密微孔過濾機(jī)的洗滌效果好，時(shí)間短，兩臺(tái) 10m2 的過濾機(jī)，只需二班 16 小時(shí)生產(chǎn)，產(chǎn)量就滿足要求。此兩臺(tái)微孔精密過濾機(jī)由于洗滌效率提高，產(chǎn)量增加 33% ，每年節(jié)省無離子水 7250 噸；

c. 新的過濾機(jī)完全機(jī)械化操作，不需板框壓濾機(jī)那樣繁重體力勞動(dòng)，節(jié)省勞動(dòng)力 5 人，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高 50% 。

微孔精密過濾機(jī)不僅性能優(yōu)越，而且非常穩(wěn)定，可以連續(xù)應(yīng)用十年至二十年。

⑵含超細(xì)微粒的液體溶液的大規(guī)模精密澄清過濾：

1975 年，上海某一重點(diǎn)大學(xué)開發(fā)一項(xiàng)“中性水溶液電解法清除鋼板鐵銹”的新技術(shù)，以取代嚴(yán)重污染環(huán)境的“鹽酸法鋼板除鐵銹”的傳統(tǒng)技術(shù)。新技術(shù)遇到一大瓶頸是電解液中氫氧化鐵超細(xì)微粒的濃度不斷增加，使電壓不斷上升，因而電耗亦不斷增加。氫氧化鐵都小于 0.5 μ m ，接近膠體，用其他方法很難高效、方便又較經(jīng)濟(jì)地去除。經(jīng)采用我們的微孔精密過濾機(jī)就相當(dāng)迅速的解決了這一問題。當(dāng)時(shí)專門設(shè)計(jì)了一臺(tái)過濾面積為 30m2 精密微孔過濾機(jī)，首先在上海第四冷軋廠成功應(yīng)用，每小時(shí)過濾溶液量可達(dá) 4 ～ 5 立方 , 過濾后溶液清徹透明。該技術(shù)又推廣到上海第十鋼鐵廠，應(yīng)用規(guī)模比第四冷軋廠大幾倍。后由于上海市區(qū)改造與企業(yè)調(diào)整等原因，該應(yīng)用沒有繼續(xù)。

⑶重金屬?gòu)U水的精密微孔過濾：

上世紀(jì)七十年后期至八十年代，我國(guó)開始重視廢水治理，首先重點(diǎn)解決重金屬?gòu)U水。國(guó)內(nèi)外治理此類廢水最早采用吸附法（從活性炭吸咐到離子交換），至七十年代中期，吸咐法逐漸讓位于化學(xué)沉淀法。我國(guó)的化學(xué)沉淀法基本上采用氫氧化鈉中和法，因?yàn)槌杀咀畹?，但卻遇到過濾難題，因?yàn)橹泻秃笮纬傻母鞣N重金屬氫氧化物沉淀都是又細(xì)又很粘的微粒，分離極為困難，如沉降，石英砂過濾，板框壓濾機(jī)過濾等，由于分離效率低，細(xì)顆粒難以完全截留住，以致廢水很難達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。 1976 年，上海江南造船廠在“電鍍液循環(huán)凈化過濾”與“電鍍廢水化學(xué)中和法處理”二個(gè)項(xiàng)目中都采用高分子精密微孔過濾機(jī)。在電鍍廢水處理這一項(xiàng)目中又有“含鉻廢水”與“含鋅廢水”兩種。 1979 年，“電鍍液循環(huán)凈化過濾”與“含鉻廢水中和法處理”二項(xiàng)目都通過鑒定。從此以后，此兩應(yīng)用項(xiàng)目開始在國(guó)內(nèi)推廣。尤其電鍍廢水處理，由于過濾效率高，無論鉻、銅、鎳、鋅、鉛、鎘等重金屬離子廢水經(jīng)化學(xué)中和后，通過高分子精密微孔過濾機(jī)，流出的都是清徹如自來水的濾液，水中的有害的重金屬離子殘留濃度遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定值。如銅、鎳等離子，國(guó)家規(guī)定為 1mg/L ，只要化學(xué)處理合格，經(jīng)本過濾技術(shù)過濾，一般水中的這些離子濃度均不超過 0.1mg/L 。不僅過濾效率高，而且操作簡(jiǎn)便，占地面積小，動(dòng)力消耗省。從本過濾機(jī)上部流出的是合格的排放清水，從本過濾機(jī)底部定期排出較干的重金屬氫氧化物濾餅（濾餅可繼續(xù)處理，提取其中重金屬，因?yàn)檫@些濾餅中重金屬的濃度都很高）。該處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)獲得廣泛推廣，當(dāng)時(shí)，在上海就有六十多家電鍍，無線電與金屬制品等行業(yè)中的中型以上工廠選用近 200 多臺(tái)精密微孔過濾機(jī)過濾重金屬?gòu)U水。在國(guó)內(nèi)其他地區(qū)，也在大規(guī)模推廣。如廣東中山小欖鎮(zhèn)，一港資線路版廠，每臺(tái)為 100m2 的大型精密微孔過濾機(jī)有四十多臺(tái)，從上世紀(jì)九十年代初一直用到現(xiàn)在，每天處理含銅與含氟水近一萬噸。電鍍廢水處理的第一家用戶——上海江南造船廠從 1976 年一直用到現(xiàn)在，已連續(xù)應(yīng)用 33 年?？梢娋芪⒖走^濾技術(shù)既高效長(zhǎng)效，又很可靠穩(wěn)定。

2 、最近十多年的成功應(yīng)用：

上世紀(jì)八十年代末至九十年代末，本技術(shù)向國(guó)內(nèi)基本化工，精細(xì)化工，生物化工，制藥化工與食品化工等行業(yè)進(jìn)行全面推廣。無論含固量多的超細(xì)粉體的精密濾餅過濾（如超細(xì)粉末活性炭，超細(xì)固體催化劑與超細(xì)結(jié)晶體等），或含固量少的但液體量較大的液體精密澄清過濾（如氯堿生產(chǎn)飽和鹽水的精密澄清過濾，化纖生產(chǎn)的硫酸凝固酸浴精密澄清過濾，食用油的精密過濾，許多化工生產(chǎn)的原料液，中間液及成品液的精密澄清過濾等，制備食品級(jí)磷酸與磷酸鹽，就有多道中間液過濾與成品液過濾），都已大規(guī)模推廣應(yīng)用。如超細(xì)粉末活性炭過濾，超細(xì)催化劑過濾，飽和鹽水過濾，硫酸凝固酸浴過濾等。至二十一世紀(jì)初，本技術(shù)又向有色金屬生產(chǎn)開始大規(guī)模推廣應(yīng)用。

⑴ 超細(xì)金屬粉末的精密濾餅過濾、洗滌與壓干：

已成功應(yīng)用的有白鎢細(xì)粉體，氫氧化鋯超細(xì)粉體，球形氫氧化亞鎳超細(xì)粉體，氫氧化鈦超細(xì)粉體，氫氧化鋁超細(xì)粉體，碳酸鎳超細(xì)粉體，草酸鎳超細(xì)粉體，草酸鈷超細(xì)粉體，超細(xì)銀粉，超細(xì)鈦酸鉀晶須等超細(xì)金屬粉體的精密微孔過濾、洗滌與壓干。上述應(yīng)用均是工業(yè)規(guī)模，每天處理的粉體都在 1 噸以上，有的每天有幾噸。上述的超細(xì)粉體的精密微孔過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)比二十多年前早期的過濾機(jī)結(jié)構(gòu)有很大改進(jìn)。按照超細(xì)粉體的特性不同，有幾種不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與不同的濾餅洗滌方法。

⑵ 金屬鹽溶液的精密澄清過濾：

⑶ 在有色金屬的選礦生產(chǎn)上的應(yīng)用：

由于有色金屬礦資源日益貧乏，礦石中有用礦物的結(jié)晶粒度變細(xì)，傳統(tǒng)的精礦粉分離濃縮的濃密機(jī)很難完全回收極細(xì)的精礦微?！，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多有色金屬選礦廠都已建成濃密機(jī)，以致每天有大量有色精礦微粒被排到江湖中，貴重的資源成為危害環(huán)境，最后損害人畜的污染源。為了提高現(xiàn)有濃密機(jī)的回收率，我們與國(guó)內(nèi)有關(guān)企業(yè)合作，將濃密機(jī)的溢流液直接泵送至高分子精密微孔過濾機(jī)進(jìn)行回收凈化過濾。已在鎳精礦、銅精礦與錫精礦等生產(chǎn)上進(jìn)行長(zhǎng)期試驗(yàn)，都取得明顯效果。

微孔過濾機(jī)