从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统的制作方法

从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于固液分离【技术领域】，具体涉及一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统。提出的从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，包括n个过滤器（1）、配套输送泵（21）及管件阀门，所述过滤器筒体为塑料材质，所述滤芯（5）为孔径小于1μm的PVC烧结滤芯；所述配套管线上分别设置有相应的控制阀，在操作过程中采用设定过滤时间结合饱和过滤压力的方式控制过滤分离。采用所述过滤系统，从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒，提高了矿物回收率，生产效率大大提高；控制过滤分离操作，保证过滤设备的完全再生；设备造价低廉，轻便耐用，使用寿命长；可分拆式结构，容易拆装，便于维修。
【专利说明】从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及固液分离【技术领域】，具体涉及一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统。
【背景技术】
[0002]在化工冶金等领域，常常需要进行固液分离操作。理论上，固体颗粒物料的悬浮液即原水经板框过滤、带式真空过滤、离心分离过滤等固液分离操作即可得到澄清的液相过滤液即清水；但实际生产过程中特别是在矿物加工过程中，由于固液分离的上游操作如化学浸出、浮选选别等工艺条件的需要，矿物颗粒往往被粉碎至超细的微米级粒度，在对微米级固体矿物进行固液分离时我们发现，细颗粒矿物的悬浮液、粗细颗粒矿物混合物料的悬浮液经上述常规固液分离操作得到的清水仍为混浊悬浮液，该混浊悬浮液特点为:固相稀(即固体矿粒在液相中浓度小)、悬浮矿粒粒度细。研究发现:板框压滤机、真空过滤机或离心过滤机的滤布的孔径一般在几十微米(约300-400目)，适用于大浓度及大粒度矿物悬浮液的分离，而矿物悬浮液中的细颗粒矿粒的粒径在几微米甚至更细时，过滤操作中，细颗粒矿粒能透过滤布进入清水，由于这些细颗粒矿粒粒度细，表面能大，难以沉降，从而悬浮在液相清水中，成为混浊的稀相超细矿物悬浮液，出现“清水不清”的问题！ 二硫化钼生产过程中产生的稀相超细辉钼精矿悬浮液即属于这种情况。
[0003]二硫化钼是一种良好的固体润滑剂，具有很强的抗腐蚀性能、抗压性能、耐高真空性能、抗辐射性能和与金属的附着性能，在军事领域、汽车行业、机械加工、航空航天、石油化工、锂离子电池、复合材料、涂层、密封材料等方面有着广泛的应用。目前，二硫化钼的生产主要是采用化学浸出方法或者浮选方法从辉钼精矿除杂提纯制得，经化学浸出或浮选之后的辉钼精矿需要进行固液分离操作脱水得到二硫化钼固体粉末，譬如经过盐酸浸出后的辉钼精矿浸出液是采用带式真空过滤机或板框压滤水洗机脱水，由于辉钼精矿粒径在几微米，过滤脱水过程中有3飞％辉钼精矿混入液相清水中，产生了混浊的稀相超细辉钼精矿悬浮液；在采用浮选柱对辉钼精矿进行`选别生产二硫化钼的过程中，浮选柱尾矿过滤脱水时，也有2~3%的辉钼精矿矿粒混入了尾液中。由于钼资源有限，且鉴于环境保护的需要，生产过程中产生的稀相超细辉钼精矿悬浮液需要进行固体矿粒回收。
[0004]目前对稀相超细矿物悬浮液中固体矿粒的回收，主要还是采用重力沉降或凝聚沉降的办法，利用包含在原水中的固体矿粒的比重与水的比重差从原水分离固体矿粒和处理水，在原水流入到沉降池内、比水比重大的固体矿粒沉降后，将上层澄清部分作处理水，由于固体矿粒粒度较小，表面能大，悬浮于液体中，固液分离困难，使得沉降池容积大、沉降时间长，即使采用占地经济的迷宫式沉淀池或多级沉淀池，也依然需要I小时或者更长的滞留时间。
[0005]针对细颗粒物料的固液分离，研究人员已做了很多工作。
[0006]CN102423555A公开了一种颗粒悬浮浓缩方法及其装置，以解决细颗粒物料自由沉降速度慢的问题，浓缩装置包括通过管路依次相连的搅拌槽、进浆栗、悬浮器以及排浆栗，悬浮器包括悬浮筒以及位于悬浮筒上部并相互连通的沉浆箱，悬浮筒通过管路与排浆栗连通，浓缩时，将采集的低浓度砂浆通过管道输送到悬浮器中，低浓度砂浆在悬浮器内处于悬浮状态并进行颗粒滑移运动，在一段时间后，悬浮器内的低浓度砂浆将形成高浓度砂浆，浑水通过溢流管排放，高浓度砂浆通过排放管输送至选矿厂，该方法可用于金属矿山井下充填、选矿厂矿浆浓缩。CN102198341A公开了一种超细粉体浆料固液分离的方法，首先将粉体浆料置于_50°C?0°C环境下冷冻，直至完全结冰，呈固体状态；再将冷冻后的浆料升温融化，静置沉淀；静置沉淀完成后，直接倒出上清液或通过容器上的阀门排出上清液，实现固液分离；该方法中，粉体颗粒在冻结的过程中形成物理团聚体，不改变粉体自身的性质和表面形貌，沉降后能保持粉体的粒度分布不变。US3，473，661公开了一种通过沉淀、过滤分离液体中悬浮固体的装置及方法，沉淀池上部设有与液体输送管连通的中心垂直进管，中心垂直进管外设有两级同轴中空垂直柱形管，分别形成依次连通的内部液体上流区、内部液体下流区、外部液体上流区，沉淀池下部为收集固体的静止区，将待分离液体引入沉淀池内，液体分别经内部液体上流区、内部液体下流区、外部液体上流区进行垂直流动，流动过程中固体沉淀分离积聚于下部的静止区；在沉淀池外部设有过滤室，过滤室内设有沙粒之类的过滤床层，沉淀池中分离出的液体经输送管进入过滤室内，流经水平挡板、过滤介质，截留去液体中悬浮的残留固体颗粒，过滤液经排放口进入排水池中，过滤排水通过连通管进入过滤室上部的反洗室内，自反洗室顶部出口管排出；需反洗时，反洗室的水经连通管、排水池流经过滤介质反洗，反洗水经输送管流入过滤室下部的贮水池。
[0007]上述这些方法中，仍然主要是利用重力沉降原理进行固液分离，其中CN102423555A用于细颗粒物料的回收时，回收率难以保证；CN102198341A的冷冻条件在工业上不易实现，仅适合间歇式小批量实验室操作；US3，473，661由于设有自由沉降的静止区，处理稀相超细矿物悬浮液时仍然难以避免沉降时间过长的弊端。
[0008]CN202237462U公开了一种滤袋式过滤器，以实现对输送流体中的游离水以及大颗粒和小颗粒的游离固体的过滤和分离的目的，该过滤器包括筒体、袋式过滤滤芯及开在筒体侧壁上的进液口和出液口，袋式过滤滤芯固定在筒体内部的进液口和出液口之间并将筒体隔成进液室和出液室，筒体上部的进液室侧壁上开有放空口，筒体底端开有排污口 ；滤芯包括固定板、内支撑骨架、外支撑骨架及袋式过滤网，袋式过滤网通过内、外支撑骨架夹持后固定连接在固定板上；上述结构中，含杂质的需净化液体通过进液口进入进液室，在固定板部位均匀分布至各个滤芯，压力作用下，由滤芯过滤分离成小液滴进入出液室，完成对流体内杂质的清除，利用放空口排出过滤中产生的气体，通过排污口排出筒体底部沉积的污物杂质。CN101862552A公开了一种尾矿过滤沉淀液相分离技术，用于分离矿山尾矿浆中的水和固态物，尾矿收集池中的矿浆由尾矿栗输送到安装在高处的过滤分离器中，在过滤分离器的网状支承框表面蒙有滤袋，利用尾矿的沉淀性和水的渗透性，水在液体自身压力下，从过滤器外面向里渗流，固体沉淀物在过滤器外被阻挡，靠自身重力向下沉淀，使尾矿浆在流动的过程中实现固液分离，分离后的水可重复利用，脱水固体物直接排出到堆积场，解决尾矿成灾问题。CN201524480U公开了一种脱水排渣非压力容器的微米或纳米级压滤装置，由装有微米或纳米级压滤滤芯的压滤器、装有细排管的安全反洗气箱、反洗水箱及压榨装置以管路相连接组成。压滤时，浊液或者与药剂混合絮凝后的浊液在压滤器滤芯表面形成滤渣，清水自滤芯中心流出，反洗时，压缩空气推动反洗水箱中的净液反洗滤芯，压榨时，沉积的滤渣进入压榨装置压榨成滤饼。CN201132084Y公开了一种超微孔陶瓷膜管过滤机，包括容器体、过滤装置、排污管、定期排液管和进出水管等，过滤机为下进上出过滤结构，容器体内的过滤装置是由压板、均布的微孔陶瓷膜管和支撑板组成，其单根膜管为分段结构采用卡环连接而成；过滤时，废水自过滤装置下端的进水管进入微孔陶瓷膜管内，水中悬浮的油、微生物被拦截过滤在微孔陶瓷膜管内，过滤液则通过微孔陶瓷膜管，由上方的出水管排出，长时间过滤后，采用过滤水从上至下进行反冲洗，再生使用。
[0009]上述这些现有技术均通过过滤介质强化固液分离操作，一定程度上提高了固液分离速度和分离效率，其中CN202237462U、CN101862552A均采用滤袋作过滤介质，利用滤袋内外侧的压力差进行固液分离，提高了固液分离速度，但其缺陷是不能反清洗，滤袋堵塞不能再使用时需拆开过滤器取出滤袋清洗，清洗现场环境污染，而且使生产停顿；CN201524480U、CN201132084Y采用微米或纳米级滤芯或微孔陶瓷膜管作为过滤介质，在强化过滤的同时又实现了反清洗，过滤效率大大提高，但其滤芯或微孔是固定的，不能扩张。在过滤操作中，是在过滤达到过滤器的饱和过滤压力不能再继续过滤时才开始切换反清洗，研究发现:采用设有过滤介质的过滤设备进行固液分离操作时，固体颗粒被拦截而对滤芯或滤网形成堵塞，使过滤压力升高，介质孔隙堵塞率有一规定限度，譬如当堵塞率不超过5%时可以采用适时反冲清洗使堵塞孔隙得到完全再生，如果堵塞率超过规定限度，则适时的清洗难以实现过滤设备的完全再生，特别在连续工况下，如果单次清洗不能保证过滤设备的完全再生，多次运行后过滤设备的过滤性能会急剧下降，过滤分离时间不断缩短而反冲再生时间不断延长影响工业生产甚至使设备失去功用，滤芯就需要更换，使用成本高。
[0010]CN102728121A公开了一种具备反洗功能的超微滤污水过滤器及其方法，过滤器包括压力容器罐，压力容器罐内设置有至少一根滤芯，压力容器罐的顶部设置有进水口，底部设置有与滤芯相连接的出水口，该滤芯包括穿孔硬管和设置在穿孔硬管上的作为过滤介质的纤维束，纤维束一端被捆绑带捆绑在穿孔硬管上，另一端用不锈钢弹簧与穿孔硬管下端相连；使用时，连续将待处理污水用水栗经进水口抽入压力容器内，经过滤的清水穿过滤芯进入滤芯内并从出水口排出，滤出的粒径小于或等于孔隙的悬浮物则被吸附拦截在滤芯表面；运行压力升至设定压力后，启动反洗，进行反冲水洗。
[0011]采用CN102728121A的方法，有效解决了前述设有滤芯的过滤设备进行固液分离操作时由于滤芯微孔固定易于堵塞的弊端，但该方法中作为过滤介质的纤维束是采用捆绑带捆绑而成，过滤时纤维束需要借助穿孔硬管固定，反清洗时又需反复牵拉捆绑带和不锈钢弹簧，结构相对复杂，使用中容易出现捆绑带过于牵拉导致固体颗粒混入出水的情况，而且捆绑带和不锈钢弹簧本身需要定期更换或清洗，影响了使用寿命。
[0012]此外，在上述这些公开的技术中，其过滤设备筒体无一例外地采用铸钢、碳钢或不锈钢等金属材质，过滤介质或者采用袋式过滤网或者采用金属或陶瓷滤芯，而工业实践上，需要分离的液相中常含有化学溶剂、酸碱等腐蚀性成分如氢氟酸、氯离子，这样采用金属材质的过滤设备进行过滤分离操作时就受到应用限制或因腐蚀问题降低使用寿命，即使采用不锈钢材质也难以完全避免腐蚀，目前，技术人员是采用定期在筒体内侧涂覆防腐层或者定期更换筒体或滤芯的方法来应对这些问题。
实用新型内容[0013]本实用新型的目的是提供一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，采用所述过滤系统进行过滤操作，从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒，提高了矿物回收率，生产效率大大提高；控制过滤分离操作，保证过滤设备的完全再生；设备造价低廉，轻便耐用，使用寿命长；可分拆式结构，容易拆装，便于维修。
[0014]本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案为:
[0015]一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，所述过滤系统包括η个过滤器、配套输送栗及管件阀门，n= f 8 ;所述过滤器包括圆柱形筒体和设于筒体内的滤芯，所述筒体具有筒体本体和顶盖，所述筒体本体为空腔结构，所述顶盖具有空腔且设置在所述筒体本体的顶端，所述筒体本体和顶盖通过连接法兰固定锁紧；在筒体本体侧壁设有原水进口，在顶盖上设有清水出口和反冲介质入口，在筒体本体底部设有浓水出口 ；所述过滤器配套设置有原水进口管、清水出口管、反冲介质入口管和浓水出口管，所述配套管线分别与过滤器的相应进口或出口连通；n Ss 2时，各过滤器并联设置，各过滤器的所述配套管线分别汇总至各自的配套总管线，其中η个原水进口管汇总至原水进口总管，η个清水出口管汇总至清水出口总管，η个反冲介质入口管汇总至反冲介质入口总管，η个浓水出口管汇总至浓水出口总管；在所述原水进口管或原水进口总管上设置有输送栗；其特征在于:
[0016]所述过滤器筒体为塑料材质，所述滤芯为孔径小于?μιη (微米)的PVC (聚氯乙烯)烧结滤芯；在筒体本体和顶盖之间设置花板，所述花板用以固定所述滤芯，并将筒体内空间分为下部的进液室和上部的排液室；所述花板上通孔数目与滤芯数目相同，所述滤芯穿过花板上的通孔与排液室连通，所述原水进口与进液室连通，所述清水出口和反冲介质入口与排液室连通；
[0017]所述配套管线上分 别设置有相应的控制阀，其中原水进口管上设有进料控制阀，清水出口管上设有排液控制阀，用以控制在达到设定过滤时间或饱和过滤压力前后过滤分离操作的过滤时间，反冲介质入口管上设有反冲控制阀，浓水出口管上设有收集控制阀，用以控制过滤分离操作的反冲清洗时间和矿粒收集。
[0018]本实用新型中，筒体采用塑料材质，一方面，使过滤系统能抵抗稀相超细矿物悬浮液中的化学溶剂、酸碱的腐蚀，另一方面，使过滤系统总体重量轻，使用轻便，第三，与目前多采用铸碳钢或不锈钢材质的同类设备相比，本过滤系统造价低，表面光洁度好，且能避免锈蚀，成本低；此外，过滤器的顶盖与筒体本体采用连接法兰连接，花板置于顶盖和筒体本体之间，可分拆式结构，便于拆装维修。
[0019]本实用新型中，过滤介质采用PVC烧结滤芯，滤芯一体成形，微孔均匀，过滤及反吹受力均匀，保证生产稳定，耐酸碱腐蚀，轻便耐用；滤芯孔径小于ιμπι，能有效截留稀相超细矿物悬浮液中的固体矿粒，实现“清水澄清”和矿粒收集的双重目标。
[0020]本实用新型中，采用所述的过滤系统，从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒时，在达到设定过滤时间或饱和过滤压力时，可通过控制进料控制阀开闭及排液控制阀开闭控制进料和排液操作，以实现过滤时间在设定过滤时间内，还可通过控制反冲控制阀开闭及收集控制阀开闭，调整反冲清洗时间和矿粒收集，避免过滤器在饱和过滤压力下长时间作业，利于过滤器的及时完全再生，延长过滤系统使用寿命。
[0021]一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，所述筒体为PP (聚丙烯)材质，所述花板的材质与筒体材质相同。在塑料中，PP坚硬度高，密度小，具有良好的抗热、热溶剂性、抗吸湿性及抗酸碱腐蚀性，表面刚度和反抗划痕特性好，以PP材质制作过滤系统的筒体，在满足过滤工艺条件的同时，又利用了 PP材质本身的优势，整套设备轻便，便于在实际操作中根据操作场地变化移动，使用寿命长。
[0022]一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，所述花板上的通孔沿花板圆周均布，便于滤芯在筒体内均匀布置，使过滤及反冲清洗工况稳定。
[0023]一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，所述进料控制阀、排液控制阀、反冲控制阀和收集控制阀为手动控制阀，在所述原水进口管上设有压力表，用以手动控制在达到设定过滤时间或饱和过滤压力前后过滤分离操作的过滤时间，及过滤分离操作的反冲清洗时间和矿粒收集；或者，所述进料控制阀、排液控制阀、反冲控制阀和收集控制阀为电磁控制阀，所述进料控制阀与过滤器之间的原水进口管上设有压力传感器和时间继电器I，所述反冲控制阀和过滤器之间的反冲介质入口管上设有时间继电器II，所述进料控制阀、排液控制阀、反冲控制阀、收集控制阀、压力传感器、时间继电器I和时间继电器II均电连接于电气控制系统的PLC控制器，用以自动控制在达到设定过滤时间或饱和过滤压力前后过滤分离操作的过滤时间，及过滤分离操作的反冲清洗时间和矿粒收集。
[0024]采用本实用新型的过滤系统，可以以手动操作模式进行固体矿粒收集操作，也可采用电气控制系统控制的自动操作模式进行固体矿粒收集操作，在过滤系统的η多3时，采用自动操作模式能有效降低人工工作量。
[0025]一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，进一步地，所述过滤系统设置于移动式推车上。本实用新型中，将过滤系统的各个过滤器、输送栗、管件阀门及电气控制系统设置于移动式推车上，能够使过滤系统在实际操作中根据操作场地变化自由移动，实现资源有效配置。
[0026]采用本实用新型的包括η个过滤器、配套输送栗及管件阀门的过滤系统，从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒时，可以间歇操作或在线操作，经过原水进料、过滤分离、反冲清洗和矿粒收集步骤，收集稀相超细矿物悬浮液中的固体矿粒；η=1-8，具体地:
[0027]所述过滤系统在操作过程中采用设定过滤时间结合饱和过滤压力的方式控制过滤分离，其具体控制方法为:首先确定过滤器处理稀相超细矿物悬浮液达过滤饱和状态下的饱和过滤压力和饱和过滤时间；过滤工况下，将过滤时间设定为饱和过滤时间的0.f0.8倍，达到设定过滤时间或饱和过滤压力，停止进料开始反冲清洗。在过滤饱和状态下，过滤器滤芯被固体矿粒完全堵塞，过滤压力达到最大值即饱和过滤压力，原水无法进料，过滤不能正常进行。
[0028]采用本实用新型的过滤系统，从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒时，在正常过滤工况下，即当悬浮液中固体矿粒粒径均匀、固含量稳定时，过滤操作正常，设定过滤时间下未达饱和过滤压力，即在过滤系统的过滤器滤芯孔隙堵塞未达饱和时即开始反冲清洗再生，保证单次清洗后过滤器的完全再生；在非正常过滤工况下，特别在上游生产不稳定或试验阶段，当悬浮液中混入较大粒径固体矿粒或杂质时，悬浮液固含量不均，过滤操作不正常，未达到设定过滤时间时已经达到饱和过滤压力。采用设定过滤时间结合饱和过滤压力的方式控制过滤分离操作，饱和过滤压力下即停止进料开始反冲清洗，避免过滤器在饱和过滤压力下长时间作业，利于过滤器的及时再生，延长过滤系统使用寿命。
[0029]从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒时，进一步地，所述过滤时间可设定为不小于Ih (小时)。达设定过滤时间后即开始切换操作或间歇停顿进行反冲清洗再生，当设定过滤时间低于Ih时，设备切换再生频繁，操作量增加，影响设备使用寿命。
[0030]从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒时，进一步地，采用所述过滤系统的电气控制系统对原水进料、过滤分离、反冲再生和矿粒收集步骤进行自动控制，电气控制系统按以下方式进行自动控制:通过压力传感器对操作工况下过滤器的进液室压力进行采样，通过时间继电器I记录过滤时间；判断所述的进液室压力是否达到饱和过滤压力或过滤时间是否达到设定过滤时间；以进液室压力达到饱和过滤压力或过滤时间达到设定过滤时间时，即发出终止过滤信号，关闭进料控制阀和排液控制阀，停止进料，开启反冲控制阀和收集控制阀，切换反冲洗；通过时间继电器II记录反冲时间；判断所述的反冲时间是否达设定反冲时间；反冲时间达到设定反冲时间时，即发出终止反冲信号，关闭反冲控制阀和收集控制阀。
[0031]从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒时，进一步地，所述n=l时，采用间歇操作；所述n=2~3时，采用在线操作，η个过滤器中先设定一个为作业模式，其余η_1个为备用切换模式，操作过程中依次切换；所述n=3l时，采用在线操作，η个过滤器中先设定一个为备用切换模式，其余η-1个为同时作业模式，操作过程中依次切换。本实用新型所述的作业模式，即处于进料排液状态下的过滤分离操作模式，所述备用切换模式，即未进料处于非过滤分离操作下已正常再生的等待作业模式。
[0032]从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒时，具体地:
[0033]当η=1时，即过滤系统仅设有一个过滤器时，可以作为化工冶金领域中常规固液分离后进行下游精细固液分离操作的独立设备，采用间歇操作模式，从常规固液分离的液相过滤液中收集悬浮的有益固体矿粒，提高固体回收率；
[0034]当n=2~8时，即过滤系统设有21个过滤器时，可以作为化工冶金领域中常规固液分离后进行下游精细固液分离操作的在线设备，采用在线操作模式，从常规固液分离的液相过滤液中收集悬浮的有益固体矿粒，提高固体回收率；在正常过滤工况下，各过滤器的切换使用至少可以有以下两种方式:
[0035]切换方式一:先指定其中一个过滤器为工作过滤器开始工作，其余η-1个过滤器为备用切换过滤器，至工作过滤器达设定过滤时间时，开始第一次切换，开启一个备用切换过滤器工作，切换达设定过滤时间的过滤器停止进料开始反冲清洗，并在进行反冲清洗后成为备用切换过滤器，依次切换，每次仅有一个过滤器为工作状态，这样，进行各过滤器的切换使用，各过滤器的过滤时间均在饱和过滤时间的0.1~0.8倍范围内；本切换方式，适用于n=2~3的过滤系统，原水处理量小的情况，每个过滤器的过滤时间相同，在实现固体矿粒收集的同时，保证了各过滤器的完全再生；
[0036]切换方式二:先指定其中一个过滤器为备用切换过滤器，其余η-1个过滤器为工作过滤器同时工作，至工作过滤器中的一个达设定过滤时间时，开始第一次切换，开启备用切换过滤器工作，切换达设定过滤时间的过滤器停止进料开始反冲清洗，并在进行反冲清洗后成为备用切换过滤器，仍有η-1个过滤器同时工作，依次类推，进行各过滤器的切换使用，每次均保持有η-1个过滤器同时工作，均保持有一个过滤器等待切换；这样，η个过滤器循环切换使用，各过滤器的过滤时间均在饱和过滤时间的0.1~0.8倍范围内；本切换方式，适用于η=3~8的过滤系统，原水处理量大的情况，每个过滤器的过滤时间不同，在实现固体矿粒收集和提高过滤处理量的同时，保证了各过滤器的完全再生。
[0037]所述的从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的具体方法，可以在从稀相超细辉钼精矿悬浮液中收集辉钼精矿矿粒的得到应用。
[0038]具体地，从稀相超细辉钼精矿悬浮液中收集辉钼精矿矿粒时，可以采用包括1- 8个过滤器、配套输送栗及管件阀门的过滤系统，间歇操作或在线操作，经过原水进料、过滤分离、反冲清洗和矿粒收集步骤，收集稀相超细矿物悬浮液中的固体矿粒；过滤工况下，可以采用手动操作模式或自动操作模式，来收集辉钼精矿矿粒，将过滤时间设定为饱和过滤时间的0.1-0.8倍，达到设定过滤时间或饱和过滤压力，停止进料开始反冲清洗，在实现辉钼精矿矿粒收集的同时，延长过滤系统使用寿命。
[0039]本实用新型至少具有以下有益效果:
[0040]第一，根据本实用新型，采用过滤系统进行间歇过滤操作，或者采用过滤系统进行连续在线过滤操作，均能够从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒，提高矿物回收率，解决“清水不清”的问题，经矿粒收集后的澄清清水也可进行重复利用，固液分离速度和分离效率得到大幅度提高，与现有技术中利用重力沉降或凝聚沉降来收集固体矿粒的方法相比，生产效率大大提高；而且本实用新型的过滤系统中，筒体为立式圆柱形结构，即使过滤系统设有多个过滤器，与现有的占地经济的迷宫式沉淀池或多级沉淀池相比，占地面积也大大减小；
[0041]第 二，本实用新型中，采用设定过滤时间结合饱和过滤压力的方式控制过滤分离操作，将过滤操作中的介质孔隙堵塞率控制在一定限度内，在单个过滤器过滤未达饱和时即开始反冲清洗再生，保证单次清洗后过滤系统的完全再生，过滤系统即使经多次运行也不影响过滤分离效率，提高了生产效率，克服了现有技术中经多次使用后过滤性能下降需要频繁更换滤芯造成生产停顿或影响生产效率的弊端；
[0042]第三，本实用新型由于在过滤系统中使用采用塑料材质筒体，采用一体烧结而成的PVC材质滤芯，过滤过程中能有效抵抗稀相超细矿物悬浮液中的化学溶剂、酸碱等腐蚀性成分，与现有技术中多采用金属材质的过滤设备相比，造价低廉，轻便耐用，无需定期向筒体涂覆防腐层或缩短筒体及滤芯使用周期，设备使用寿命长。
[0043]第四，本实用新型的过滤系统中，由于过滤器的顶盖与筒体本体采用连接法兰连接，花板置于顶盖和筒体本体之间，可分拆式结构，容易拆装，便于维修。
【专利附图】

【附图说明】
[0044]图1为本实用新型的设有I个过滤器的过滤系统结构示意图。
[0045]图2为图1中A-A向视图。
[0046]图3为本实用新型的设有4个过滤器的过滤系统结构示意图。
[0047]图中主要编号说明:1、过滤器；2、顶盖；3、连接法兰；4、筒体本体；5、滤芯；6、花板；7、原水进口 ；8、清水出口 ；9、反冲介质入口 ；10、浓水出口 ；11、进液室；12、排液室；13、原水进口管；14、清水出口管；15、反冲介质入口管；16、浓水出口管；17、进料控制阀；18、排液控制阀；19、反冲控制阀；20、收集控制阀；21、进料输送栗；22、原水进口总管；23、清水出口总管；24、反冲介质入口总管；25、浓水出口总管；26、压力传感器；27、时间继电器I ;28、时间继电器II ;29、电气控制系统；30、压力表；31、原水；32、清水；33、反冲介质；34、浓水。
【具体实施方式】
[0048]以下结合附图及实施例详细说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的技术方案包括但不限于此。
[0049]如图1所示，本实用新型的过滤系统包括I个过滤器1、配套输送栗21及管件阀门；所述过滤器I包括圆柱形筒体和设于筒体内的滤芯5，所述筒体具有筒体本体4和顶盖2，所述筒体本体4为空腔结构，所述顶盖2具有空腔且设置在所述筒体本体4的顶端，所述筒体本体4和顶盖2通过连接法兰3固定锁紧；在筒体本体4侧壁设有原水进口 7，在顶盖2上设有清水出口 3和反冲介质入口 9，在筒体本体4底部设有浓水出口 10，
[0050]所述过滤器筒体为塑料材质，所述滤芯5为孔径小于?μπι的PVC烧结滤芯；在筒体本体4和顶盖2之间设置花板6，所述花板6用以固定所述滤芯5，并将筒体内空间分为下部的进液室11和上部的排液室12 ;所述滤芯5穿过花板6上的通孔与排液室12连通，滤芯5开口朝上，所述原水进口 7与进液室11连通，所述清水出口 8和反冲介质入口 9与排液室12连通；
[0051]所述过滤器I配 套设置有原水进口管13、清水出口管14、反冲介质入口管15和浓水出口管16，所述配套管线分别与过滤器I的相应进口或出口连通，每个配套管线上分别设置有相应的手动控制阀，其中原水进口管13上设有进料控制阀17和压力表30，清水出口管14上设有排液控制阀18，反冲介质入口管15上设有反冲控制阀19，浓水出口管16上设有收集控制阀20 ；
[0052]在所述原水进口管13上设置有输送栗21 ；
[0053]图2为图1中A-A向视图，显示出滤芯5在花板6上的布置情况，如图2，花板6上的通孔沿花板6圆周均布，花板6直径在筒体直径和连接法兰3直径之间，花板6上通孔数目与滤芯5数目相同，滤芯5穿过花板6上的通孔，在筒体内均匀布置。
[0054]【具体实施方式】一:
[0055]采用图1所示过滤系统，以手动操作间歇操作模式，从稀相超细辉钼精矿悬浮液中收集辉钼精矿矿粒的操作流程包括原水进料、过滤分离、反冲清洗和矿粒收集步骤，具体操作如下:
[0056]原水进料:开启进料控制阀17、输送栗21及排液控制阀18，原水收集池(图中未示出)中的稀相超细辉钼精矿悬浮液即原水31通过原水进口管13，经原水进口 7送入进液室11 ;
[0057]过滤分离:在压力差的作用下，原水31中的水相从滤芯5外表面流经滤芯5上的微孔，进入滤芯5内成为清水，各个滤芯5内的清水汇集至排液室12，经清水出口 8、清水出口管14排出成为清水32，辉钼精矿矿粒则被滤芯截留在进液室11内，并不断富集；过滤过程中通过压力表30监视进液室压力，并记录过滤时间，当过滤时间达设定过滤时间或压力表30显示进液室压力已达饱和过滤压力时，关闭进料控制阀17、输送栗21及排液控制阀18，停止过滤分离；
[0058]反冲清洗:开启反冲控制阀19和收集控制阀20，将反冲介质33通过反冲介质入口管15、反冲介质入口 9引入排液室12内，开始反冲清洗，并记录反冲清洗时间；反冲介质33可以为反冲水或反冲气或交替的反冲水和反冲气，在反冲压力下，反冲介质33自滤芯5内向滤芯5外进行反冲清洗，附着于滤芯5外表面的辉钼精矿矿粒全部汇集于进液室11底部，达反冲清洗时间后，关闭反冲控制阀19，结束反冲清洗；
[0059]矿粒收集:从浓水出口 10、浓水出口管16引出经过浓缩的辉钼精矿矿粒的浓水34，脱水并收集浓水34中的辉钼精矿矿粒；关闭收集控制阀20，开启进料控制阀17、输送栗21及排液控制阀18，开始新一轮的原水进料、过滤分离、反冲清洗和矿粒收集步骤。
[0060]实施例1:
[0061]某钼业公司采用如图1所示的过滤系统处理提纯车间的稀相超细辉钼精矿悬浮液，并收集辉钼精矿矿粒，相关参数如下:
[0062]过滤系统:筒体直径240皿1，筒体高度1.2m，筒体内设滤芯15根，单根滤芯长
0.8m,筒体为PP材质，滤芯为PVC烧结滤芯，滤芯孔径?μπι，占地5m2 ；
[0063]原水:来自提纯车间的辉钼精矿盐酸浸出液，经带式真空过滤机脱水后得到稀相超细辉钼精矿悬浮液，其固含量为4.2%，贮于原水收集池中；
[0064]饱和过滤时间:8.5h ；
[0065]饱和过滤压力:0.2MPa ；
[0066]设定过滤时间:2h ；
[0067]反冲压力:0.3MPa ;反冲时间:5min ；
[0068]实施结果:处理量:原水6m3 /h ;浓水固含量为82%。
`[0069]对比例1:
[0070]某钼业公司采用五级沉淀池处理收集提纯车间的稀相超细辉钼精矿悬浮液，并收集辉钼精矿矿粒，相关参数如下:
[0071]原水:来自提纯车间的辉钼精矿盐酸浸出液，经带式真空过滤机脱水后得到稀相超细辉钼精矿悬浮液，其固含量为4.2%，引入五级沉淀池中，占地120m2 ；
[0072]实施结果:沉淀时间:8h ;平均处理量:原水0.2m3 /h ;第五级沉淀水:固含量为46%。
[0073]从对比例I与实施例1的比较可以看出，采用本实用新型的过滤系统处理稀相超细辉钼精矿悬浮液，原水处理量为6m3/h，远大于采用五级沉淀池沉淀自由沉降处理0.2m3/h的效率，且收集得到的含辉钼精矿矿粒的浓水的固含量由46%明显增加至82%，占地面积也由120 Hi2减少为5 m2，大大减少。
[0074]图3为本实用新型的设有4个过滤器的过滤系统结构示意图。如图3所示，过滤系统包括4个并联设置的过滤器即过滤器1、过滤器I1、过滤器II1、过滤器IV、配套输送栗
(21)及管件阀门，
[0075]各个过滤器均包括圆柱形筒体和设于筒体内的滤芯5 (图中未示出)，所述筒体具有筒体本体4和顶盖2，所述筒体本体4为空腔结构，所述顶盖2具有空腔且设置在所述筒体本体4的顶端，所述筒体本体4和顶盖2通过连接法兰3固定锁紧；在筒体本体4侧壁设有原水进口 7，在顶盖2上设有清水出口 3和反冲介质入口 9，在筒体本体4底部设有浓水出口 10，
[0076]所述过滤器筒体为塑料材质，所述滤芯5为孔径小于?μ--的PVC烧结滤芯；在筒体本体4和顶盖2之间设置花板6 (图中未示出)，花板6直径在筒体直径和连接法兰3直径之间，花板6上通孔数目与滤芯5数目相同，所述花板6用以固定所述滤芯5，并将筒体内空间分为下部的进液室11和上部的排液室12 ;所述滤芯5穿过花板6上的通孔与排液室12连通，所述原水进口 7与进液室11连通，所述清水出口 8和反冲介质入口 9与排液室12连通；
[0077]所述过滤器I配套设置有原水进口管13、清水出口管14、反冲介质入口管15和浓水出口管16，所述配套管线分别与过滤器I的相应进口或出口连通，每个配套管线上分别设置有相应的电磁控制阀，其中原水进口管13上设有进料控制阀17、压力传感器26和时间继电器I 27，清水出口管14上设有排液控制阀18，反冲介质入口管15上设有反冲控制阀19和时间继电器II 28，浓水出口管16上设有收集控制阀20 ;各过滤器的所述配套管线分别汇总至各自的配套总管线，其中4个原水进口管13汇总至原水进口总管22，4个清水出口管14汇总至清水出口总管23，4个反冲介质入口管15汇总至反冲介质入口总管24，4个浓水出口管16汇总至浓水出口总管25 ；
[0078]所述进料控制阀17、排液控制阀18、反冲控制阀19、收集控制阀20、压力传感器26、时间继电器I 27和时间继电器II 28均电连接于电气控制系统29的PLC控制器。
[0079]在所述原水进口管13上设置有输送栗21。
[0080]【具体实施方式】二:
[0081]采用图3所示过滤系统，以自动操作在线操作模式，从稀相超细辉钼精矿悬浮液中收集辉钼精矿矿粒的操作流程包括原水进料、过滤分离、反冲清洗和矿粒收集步骤，具体操作如下:
[0082]原水进料:指定过滤器IV为备用切换过滤器；电气控制系统29控制开启过滤器I的进料控制阀17、输送栗21及排液控制阀18，原水收集池(图中未示出)中的稀相超细辉钼精矿悬浮液即原水31通过原水进口总管22、原水进口管13，经原水进口 7送入进液室11 ；同样地，电气控制系统29控制稀相超细辉钼精矿悬浮液分别进入过滤器I1、过滤器III的进液室，过滤器1、过滤器II和过滤器III同时工作；
[0083]过滤分离:过滤器I内，在压力差的作用下，原水31中的水相从滤芯5外表面流经滤芯5上的微孔，进入滤芯5内成为清水，各个滤芯5内的清水汇集至排液室12，经清水出口 8、清水出口管14及清水出口总管23排出成为清水32，辉钼精矿矿粒则被滤芯截留在进液室11内，并不断富集，同时压力传感器26、时间继电器I 27不断将进液室压力、过滤时间反馈给电气控制系统29 ;当时间继电器I 27显示过滤时间达过滤器I的设定过滤时间或压力传感器26显示进液室压力已达饱和过滤压力时，电气控制系统29自动关闭进料控制阀17、排液控制阀18，停止过滤器I的过滤分离操作，并自动开启过滤器IV的进料控制阀17、排液控制阀18，切换过滤器IV开始上述的原水进料、过滤分离操作；此时，过滤器I1、过滤器III和过滤器IV同时工作，过滤器I1、过滤器III及过滤器IV的压力传感器26、时间继电器I 27不断将过滤器I1、过滤器III及过滤器IV的进液室压力、过滤时间反馈给电气控制系统29 ；
[0084]反冲清洗:开启过滤器I的反冲控制阀19和收集控制阀20，将反冲介质33通过反冲介质入口总管24、反冲介质入口管15、反冲介质入口 9引入排液室12内，开始滤器I的反冲清洗，在反冲压力下，反冲介质33自滤芯5内向滤芯5外进行反冲清洗，附着于滤芯5外表面的辉钼精矿矿粒全部汇集于进液室11底部，时间继电器II 28记录反冲时间并反馈给电气控制系统29，反冲时间达到设定反冲时间时，电气控制系统29关闭反冲控制阀19，结束过滤器I的反冲清洗；
[0085]矿粒收集:从过滤器I的浓水出口 10、浓水出口管16和浓水出口总管25引出经过浓缩的辉钼精矿矿粒的浓水34，脱水并收集浓水34中的辉钼精矿矿粒；关闭过滤器I的收集控制阀20 ;当时间继电器I 27显示过滤时间达过滤器II的设定过滤时间或压力传感器26显示进液室压力已达饱和过滤压力时，电气控制系统29自动关闭过滤器II的进料控制阀17、排液控制阀18，停止过滤器II的过滤分离操作，并自动开启过滤器I的进料控制阀17、排液控制阀18，切换过滤器I开始上述的原水进料、过滤分离操作，此时，过滤器II1、过滤器IV和过滤器I同时工作，过滤器II在电气控制系统的控制下开始上述的自动反冲清洗、矿粒收集操作，过滤器II1、过滤器IV及过滤器I的压力传感器26、时间继电器I 27不断将过滤器II1、过滤器IV及过滤器I的进液室压力、过滤时间反馈给电气控制系统29 ;当时间继电器I 27显示过滤时间达过滤器III的设定过滤时间或压力传感器26显示进液室压力已达饱和过滤压力时，电气控制系统29自动关闭过滤器III的进料控制阀17、排液控制阀18，停止过滤器III的过滤分离操作，并自动开启过滤器II的进料控制阀17、排液控制阀18，切换过滤器II开始上述的原水进料、过滤分离操作，此时，过滤器IV、过滤器I和过滤器II同时工作，过滤器III在电气控制系统的控制下开始上述的自动反冲清洗、矿粒收集操作；当时间继电器I 27显示过滤时间达过滤器IV的设定过滤时间或压力传感器26显示进液室压力已达饱和过滤压力时，电气控制系统29自动关闭过滤器IV的进料控制阀17、排液控制阀18，停止过滤器IV的过滤分离操作，并自动开启过滤器III的进料控制阀17、排液控制阀18，切换过滤器III开始上述的原水进料、过滤分离操作，此时，过滤器1、过滤器II和过滤器III同时工作，过滤器III在电气控制系统的控制下开始上述的自动反冲清洗、矿粒收集操作；如此循环切换，实现自动在线从稀相超细辉钼精矿悬浮液中不断收集辉钼精矿矿粒。
[0086]【具体实施方式】三:与【具体实施方式】二的区别仅在于，原水收集池为一个小型缓冲容器，上游常规过滤后的悬浮液原水进入原水收集池的同时即被输送栗25送入过滤系统进行精密过滤；经清水出口总管23收集的清水32作为反冲介质33经反冲介质入口总管24弓I入过滤系统进行反冲清洗操作，实现系统资源有效配置。
[0087]实施例2:
[0088]某钼业公司采用本实用新型的过滤系统处理提纯车间及浮选选别车间的稀相超细辉钼精矿悬浮液，并收集辉钼精矿矿粒，提纯车间及浮选选别车间均为批量生产模式，相关参数如下:
[0089]过滤系统:6个并联的过滤器，筒体直径300皿1，筒体高度1.2m，筒体内设滤芯25根，单根滤芯长0.8m,筒体为PP材质，滤芯为PVC烧结滤芯，滤芯孔径0.8μπι ;过滤器及配套的输送栗、管件阀门、电气控制系统设置于移动式推车上，以便在提纯车间及浮选选别车间之间根据生产需要移动，使用时，只需要接好相应的总管，通电即可；
[0090]原水:来自提纯车间的辉钼精矿盐酸浸出液，经带式真空过滤机脱水后得到稀相超细辉钼精矿悬浮液为原水一，其固含量为4.2%，贮于原水收集池中；来自浮选车间的辉钼精矿浮选尾液为原水二，其固含量为2.6%，贮于原水收集池二中；
[0091]原水一处理:饱和过滤时间:9h ;饱和过滤压力:0.2MPa ;设定过滤时间:1.4h开始第一次切换；反冲压力:0.3MPa ;反冲时间:5min ；
[0092]原水二处理:饱和过滤时间:10h ;饱和过滤压力:0.2MPa ;设定过滤时间:lh开始第一次切换；反冲压力:0.3MPa ;反冲时间:5min ；
[0093]实施结果:
[0094]原水一:处理量:原水28m3 /h,固含量82% ；
[0095]原水二:处理量:原水25m3 /h ;固含量76%。
[0096]从实施例2可以看到，采用本实用新型的过滤系统，从辉钼精矿悬浮中收集辉钼精矿矿粒，固液分离速度快，分离效率高，矿粒回收率得到了保证，满足生产变化工况的需要。
[0097]采用本实用新型的过滤系统，通过控制过滤系统的过滤操作来收集辉钼精矿矿粒，经过近万次的现场生产实践证明，在辉钼精矿得到有效收集的同时，过滤系统的滤芯反冲再生效果好，饱和过滤时间无缩短，过滤系统的筒体耐用性好、不易腐蚀，使用寿命长。
[0098]需要说明的是:本说明书中所提及但未详述的设备均采用所述领域的现有设备，只要能实现本实用新型中所述的功能即可。
【权利要求】
1.一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，所述过滤系统包括η个过滤器(I )、配套输送栗(21)及管件阀门，η=1-8 ;所述过滤器(I)包括圆柱形筒体和设于筒体内的滤芯(5)，所述筒体具有筒体本体(4)和顶盖(2)，所述筒体本体(4)为空腔结构，所述顶盖(2 )具有空腔且设置在所述筒体本体(4 )的顶端，所述筒体本体(4 )和顶盖(2 )通过连接法兰(3)固定锁紧；在筒体本体(4)侧壁设有原水进口(7)，在顶盖(2)上设有清水出口(8)和反冲介质入口(9)，在筒体本体(4)底部设有浓水出口(10);所述过滤器(I)配套设置有原水进口管(13)、清水出口管(14)、反冲介质入口管(15)和浓水出口管(16)，所述配套管线分别与过滤器(I)的相应进口或出口连通；η多2时，各过滤器并联设置，各过滤器的所述配套管线分别汇总至各自的配套总管线，其中η个原水进口管(13)汇总至原水进口总管(22)，η个清水出口管(14)汇总至清水出口总管(23)，η个反冲介质入口管(15)汇总至反冲介质入口总管(24)，η个浓水出口管(16)汇总至浓水出口总管(25);在所述原水进口管(13 )或原水进口总管(22 )上设置有输送栗(21);其特征在于: 所述过滤器筒体为塑料材质，所述滤芯(5)为孔径小于?μπι的PVC烧结滤芯；在筒体本体(4 )和顶盖(2 )之间设置花板(6 )，所述花板(6 )用以固定所述滤芯(5 )，并将筒体内空间分为下部的进液室(11)和上部的排液室(12);所述花板(6)上通孔数目与滤芯(5)数目相同，所述滤芯(5 )穿过花板(6 )上的通孔与排液室(12 )连通，所述原水进口( 7 )与进液室(11)连通，所述清水出口(8)和反冲介质入口(9)与排液室(12)连通； 所述配套管线上分别设置有相应的控制阀，其中原水进口管(13)上设有进料控制阀(17)，清水出口管(14)上设有排液控制阀(18)，用以控制在达到设定过滤时间或饱和过滤压力前后过滤分离操作的过滤时间，反冲介质入口管(15)上设有反冲控制阀(19)，浓水出口管(16)上设有收集控制阀(20)，用以控制过滤分离操作的反冲清洗时间和矿粒收集。
2.根据权利要求1所述的从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，其特征在于:所述筒体为PP材质。
3.根据权利要求1所述的从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，其特征在于:所述花板(6)上的通孔沿花板(6)圆周均布。
4.根据权利要求1所述的从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，其特征在于:所述进料控制阀(17)、排液控制阀(18)、反冲控制阀(19)和收集控制阀(20)为手动控制阀，在所述原水进口管(13)上设有压力表(30)，或者，所述进料控制阀(17)、排液控制阀(18)、反冲控制阀(19)和收集控制阀(20)为电磁控制阀，所述进料控制阀(17)与过滤器之间的原水进口管(13)上设有压力传感器(26)和时间继电器I (27)，所述反冲控制阀(19)和过滤器之间的反冲介质入口管(15)上设有时间继电器II (28)，所述进料控制阀(17)、排液控制阀(18)、反冲控制阀(19)、收集控制阀(20)、压力传感器(26)、时间继电器I (27)和时间继电器II (28)均电连接于电气控制系统(29)的PLC控制器。
5.根据权利要求1所述的从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统，其特征在于:所述过滤系统设置于移动式推车上。
【文档编号】B01D35/12GK203598588SQ201320540105
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】赵维根, 杨园丁, 范家富 申请人:嵩县开拓者钼业有限公司