用於在增澤過濾器的過濾介質的表面上製備預塗層的方法，增澤過濾器和增澤過濾器的用途

2023-06-20 18:47:21 1

用於在增澤過濾器的過濾介質的表面上製備預塗層的方法，增澤過濾器和增澤過濾器的用途
【專利摘要】用於在增澤過濾器(1)的過濾介質(2)的表面上製備預塗層(3)的方法，增澤過濾器(1)和增澤過濾器的用途。本發明的必要特徵是在增澤過濾器(1)中，預塗層(3)僅由或共同地由分離過程中生成的底流來形成。
【專利說明】用於在增澤過濾器的過濾介質的表面上製備預塗層的方法，增澤過濾器和增澤過濾器的用途
[0001]本發明涉及根據前述權利要求1用於在增澤過濾器的過濾介質的表面上製備預塗層的方法。本發明還涉及根據權利要求8的增澤過濾器設備，和根據權利要求14的用途。
[0002]公知各種過濾方法。要求最苛刻的方法之一是增澤過濾。基本原則是將工藝液體的固體含量降低至極低水平，在一些應用中甚至低至十億分率。增澤過濾器能夠用於許多不同的應用，例如化學和加工工業。增澤過濾器還能夠用於使用電解濃縮工藝以去除雜質的冶金裝置。金和鋅裝置能夠很好地利用增澤過濾器。
[0003]增澤過濾的目的是儘可能完全地分離液體中含有的極小的固體顆粒。顆粒的尺寸有所不同。通常顆粒小於l，000nm，平均在40-400nm範圍內。通常，英語中將該尺寸的顆粒稱作亞微細粒(submicron),即尺寸小於I微米量級的顆粒。本發明中，它們被稱作納米尺寸顆粒，其指的是一回事。可以使用不同類型的設備來測量粒度，例如Hanna InstrumentsHI93703濁度計。該設備基於825nm光源，測量作為40FTU以下的記錄的90度反射而進行。
[0004]當工藝液體的固體含量被降低至非常低的水平，並且粒度這樣小時，過濾過程中存在幾個問題。特別是這些納米尺寸顆粒，即尺寸小於I微米的顆粒傾向於在短時間內堵塞過濾介質。由於在過濾介質的表面和孔上形成液體不可滲透的層，而產生了具體的問題。
[0005]因此過濾介質例如濾布或陶瓷介質迅速堵塞，這直接影響過濾效率。這進而又增大了過濾成本,例如直接由過濾材料引起的成本以及維護和保養成本。此外,輔助介質成本以及廢物和後加工體積增加。考慮到在加工工業中，效率和全部可能的成本效益特別受歡迎,這些是記為重要的方法。
[0006]根據本發明，設計了 一種布置，能夠解決上述所列的問題。在根據本發明的布置中，關鍵是利用作為包含預塗層的過濾輔助介質在過程中產生的自生材料。此處術語「預塗層」是指基本上在過濾介質的表面上形成的，或者與所述介質關聯形成的過濾輔助介質。在過濾器(例如濾布)上形成的這種第二過濾層實質上改進了過濾效率。同時，可以更好地利用整個過程。
[0007]在根據本發明的布置中，比在現有技術中更有效率地利用增澤過濾，同時，整個設備的操作得到優化。根據本發明，過濾過程的發明特性特別地基於以下事實:所述過程是自生預塗層得到利用的增澤過濾。此處術語「自生」意為該預塗層基本上由與待過濾的材料相同的材料形成。實踐中，只有材料的粒度完全或者部分不同。因此對於本發明來說，特別關鍵的是利用過程中產生的底流(underflow)充當過濾輔助介質,該底流具有比頂流(overflow)中更大的粒度,通過快速過濾由該底流在過濾介質的表面上形成了預塗層。所述底流,用作過濾輔助介質,通過過濾過程頂流中所含有的並且粒度小於底流的固體來改進分離，而不堵塞過濾介質。過濾輔助介質充當一種多孔過濾器，其中以低進料速率進料的固體被過濾，可能還發生沉澱、吸附或結晶。
[0008]本發明的目的是獲得用於通過增澤過濾器強化過濾的全新布置，以實質上提高過濾效率。可以利用不同類型的過濾器作為增澤過濾器。特別有利的過濾器是加壓增澤過濾器，例如Outotec Larox增澤過濾器，即LSF過濾器,或者Outotec Larox立式增澤過濾器，即VPF過濾器，其中操作基於壓力容器和提供於容器內的塗覆布框架，在該框架中進行過濾過程。除LSF或VPF過濾器外，還可以使用其他類型的過濾器，例如預塗過濾器、預塗筒式過濾器、腔室過濾器、葉片式壓濾器、燭式陶瓷或袋式增澤過濾器。本發明的必要特徵是用於在過濾介質表面形成預塗層的方法，和用於應用所述方法的裝置。更具體地，本發明的特徵在所附權利要求書中列出。
[0009]下面參照附圖更詳細地說明本發明，其中
[0010]圖1是根據本發明的實施方案的方法和裝置的簡圖。
[0011]圖2是如何在過濾器上面形成預塗表面的簡圖。
[0012]圖1顯示了根據本發明的方法的實施方案，其中在加壓增澤過濾器I的過濾介質2的表面上形成預塗層3。所述預塗層3完全或部分由獲自分離過程的底流、晶體或沉澱固體形成，因此預塗層3充當該方法中的自生過濾輔助介質。
[0013]根據圖2的步驟I，有利地將預塗層3送至包括過濾元件4、過濾介質2 (例如濾布)和濾液導管5的空增澤過濾器I。當預塗層3送至過濾器I時，它在過濾介質2 (例如濾布)的表面上形成均勻的層。根據步驟II，液體通過該布過濾到濾液導管5中。在形成預塗層3後，將待過濾的固體(例如頂流6)送至過濾器I。根據步驟III，憑藉預塗層3和過濾介質2進行過濾，從而使小的納米顆粒尺寸的晶體7通過充當過濾輔助介質的預塗層3或者通過其表面得到過濾。因此，包含預塗層3的過濾輔助介質充當了一種多孔過濾器，其中以低進料速率進料的固體7得到過濾，還可能沉澱、吸附或結晶。
[0014]使用自生材料(即獲自該過程的材料)作為形成過濾輔助介質的預塗層3，在該過程中是穩定的，並且既不會引起工藝液體中殘留雜質，也不會增大裝置中的質量流量。因此，所述使用減少了過程副產物的體積和有價值材料的損失。自生預塗層和經過濾的固體也可以返回到該過程。此外，該方法能夠使納米顆粒尺寸晶體7(即粒度平均約略為40-400nm的固體)從工藝液體中過濾。因此，憑藉根據本發明的布置，可以提高過濾效率，減少過程殘留物或可能的廢料，並使過濾成本最小化。
[0015]利用本發明的方法的有利的實例是利用具有自生預塗層的增澤過濾對硫酸鈣頂流(CaSO4)進行增澤過濾。在所進行的示例性說明中，採用的形成過濾輔助介質的預塗層是來自石膏增稠器的底流。
[0016]基於各種實驗和試運行實現了根據本發明的布置，因為從以往的經驗發現了這樣的問題:經過一段時間，石膏在增澤過濾器的過濾介質中結晶，由此引起堵塞。因此，CaSO4澄清器的頂流在多數情況中不能直接增澤過濾。頂流在過濾介質的表面上迅速結晶成液體不可滲透的層。憑藉根據本發明的布置，通過在過濾介質的表面上使用CaSO4澄清器的底流作為預塗層材料可以避免該問題。當將用過的預塗層循環回到增澤過濾，作為過濾輔助介質重新使用時，甚至會使得該方法更有效。在該方法中有利地使用的增澤過濾器是LSF過濾器，憑藉LSF過濾器實現CaSO4頂流的過濾。
[0017]利用本發明的方法的另一個有利的實例是例如通過施加利用了自生預塗層的增澤過濾從精製中和的頂流回收錳。在實行的示例性過濾中，充當過濾輔助介質的自生預塗層通過利用來自精製中和的頂流和來自石膏增稠器的底流(其主要為硫酸鈣(CaSO4))而形成。
[0018]目標是使硫酸錳MnSO4在預塗層中結晶或者保留在充當過濾輔助介質的預塗層上。首先在增澤濾布的表面上形成有預塗層，然後在形成自生預塗層後，沒有間斷地繼續對來自精製中和的頂流進行過濾。基於在低流速進行的試運行的分析結果，發現硫酸錳的留置高於99.8%。當將用過的預塗層循環回到該過程，作為自生過濾輔助介質重新使用時，甚至會使得該方法更有效。在該方法中有利地使用的增澤過濾器是LSF過濾器，憑藉LSF過濾器實現含MnSO4頂流的過濾。
[0019]根據本發明，重要的是通過施用新的自生預塗層體系，實現了由與待過濾材料相同的材料形成的，或者由與待過濾材料獲自相同過程的材料形成的有利的預塗層。本發明使固體的分離過濾更有效，同時改進納米顆粒的回收。飽和溶液沉澱/結晶了根據第一示例性實施方案的預塗層中或其表面上全部的鈣，或者根據第二示例性實施方案的錳，卻沒有以任何方式妨礙增澤過濾過程。
[0020]本領域技術人員會理解，本發明並不限定於上述實施方案，而是在所附權利要求書的範圍內實施方案會有所不同。
【權利要求】
1.用於在增澤過濾器(I)的過濾介質(2)的表面上形成預塗層(3)的方法，其特徵在於預塗層(3)完全或部分由增稠器或澄清器的底流形成，並且預塗層充當所述增稠器或澄清器的頂流的增澤過濾中的過濾輔助介質。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於預塗層(3)充當加壓增澤過濾中的過濾輔助介質，在其表面上和/或在其結構中存在來自粒度小於底流的頂流(6)的分離的納米顆粒尺寸固體(7)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於具有較大粒度的底流充當形成過濾輔助介質的多孔預塗層(3)，其中對以低過濾速率進料並具有較小粒度的納米顆粒尺寸固體(7)進行過濾、沉澱、吸附和/或結晶。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特徵在於由形成自底流的預塗層(3)生成的過濾輔助介質的顆粒充當晶種，其中頂流(6)的過飽和溶液中所含的顆粒發生結晶。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特徵在於底流中和頂流中所含的晶體/顆粒的尺寸通常小於1，OOOnm,平均40_400nm。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中預塗層由基本上與待過濾物質相同的物質形成。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特徵在於底流和頂流包括CaSO4澄清器的底流和頂流。
8.根據權 利要求1-7中任一項所述的方法，其特徵在於將該方法中所用的預塗層(3)導回到增澤過濾，作為生成過濾輔助介質的預塗層重新使用。
9.增澤過濾器(I)，其過濾介質包含預塗層(3)，特徵在於預塗層(3)完全或部分由增稠器或澄清器的底流形成，並且預塗層經布置以充當所述增稠器或澄清器的頂流的增澤過濾中的過濾輔助介質。
10.根據權利要求9的增澤過濾器，其特徵在於預塗層(3)形成為加壓增澤過濾中的過濾輔助介質，在其表面上和/或在其結構中存在來自粒度小於底流的頂流(6)的分離的納米顆粒尺寸固體(X)。
11.根據權利要求9或10的增澤過濾器，其特徵在於將來自粒度大於頂流的底流的顆粒布置為過濾輔助介質，該過濾輔助介質包含與增澤過濾的過濾介質(2)相關的預塗層(3)，由此促進粒度小於底流的頂流中所含的納米尺寸固體(7)的過濾、沉澱、吸附和/或結晶。
12.根據權利要求9-11中任一項的增澤過濾器，其特徵在於包含預塗層(3)並且由底流形成的過濾輔助介質的顆粒經布置以充當晶種，其中頂流(6)的過飽和溶液中所含的顆粒發生結晶。
13.根據權利要求9-12中任一項的增澤過濾器，其特徵在於布置在增澤過濾器(I)中的過濾輔助介質能夠使該納米顆粒尺寸固體從過程溶液中過濾，該過濾溶液中粒度通常小於 1，OOOnm，平均 40_400nm。
14.根據權利要求9-13中任一項的增澤過濾器，其特徵在於該裝置包括用於將用過的預塗層(3)導回到增澤過濾，在形成充當過濾輔助介質的預塗層中重新使用的部件。
15.增澤過濾器用於增稠器或澄清器的頂流的增澤過濾的用途，其特徵在於在增澤過濾器的過濾介質的表面上完全或部分由所述增稠器或澄清器的底流形成預塗層。
【文檔編號】B01D29/00GK103889542SQ201280049919
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月10日 優先權日:2011年10月11日
【發明者】L·坦圖, J·考皮, Y·奧伊諾寧 申請人:奧圖泰(濾器)公司