Краткий ответ: Мембранный (диафрагмовый) фильтр-пресс добавляет стадию отжима после фильтрации: воздух или вода надувают гибкую мембрану за тканью и сжимают кек. Это обычно удаляет ещё 5–15 процентных пунктов влаги и сокращает цикл, поэтому он быстрее всего окупается там, где ил утилизируется по весу, сушится, сжигается или где кек является продуктом.
The мембранный фильтр-пресс (также называемый мембранный фильтр-пресс) представляет собой конструкцию с наивысшей производительностью для обезвоживания кека. Добавляя вторую стадию «отжима» после фильтрации, мембранные прессы снижают влажность кека ниже 18% — что позволяет осуществлять сухое складирование хвостов, прямую подачу в цементную печь и снижать затраты энергии на термическую сушку на последующих этапах на 40-60%.
Как работает мембранный отжим
Каждая вторая плита мембранного фильтр-пресса является «диафрагменной плитой» — полой плитой с гибкой резиновой или эластомерной мембраной, покрывающей её фильтрующую поверхность. На этапе фильтрации мембрана лежит плоско, и плита ведёт себя как обычная камерная плита. После фильтрации пресс подаёт сжатый воздух или воду под давлением 12–20 бар за мембрану, что выталкивает мембрану наружу, прижимая её к осадку. Осадок механически уплотняется с обеих сторон, выдавливая дополнительную жидкость.
Типичный этап отжима длится 5–15 минут и удаляет ещё 30–50% влаги, оставшейся после фильтрации. В сочетании с предварительной фильтрацией сухость кека улучшается с 22–28% (только камерный) до 14–18% (мембранный).
Когда инвестиции окупаются
Мембранные фильтр-прессы стоят примерно на 25-40% дороже эквивалентных камерных прессов. Инвестиции окупаются, когда имеет значение одно из следующих условий: (1) вам необходимо сухое складирование хвостов вместо их хранения в хвостохранилище; (2) у вас есть нисходящая термическая сушилка и вы хотите снизить её энергозатраты; (3) вы перевозите кек на большие расстояния и платите за тонну груза; (4) регулирующие полигонный фильтрат требования требуют кек с низкой влажностью.
Для простого разделения твердой и жидкой фаз, где допустима влажность 22–28%, стандартное камерный фильтр-пресс решение остается более экономичным выбором.
Типичные области применения
- Обезвоживание горнорудного концентрата — медь, свинец-цинк, железная руда по портовым отгрузочным спецификациям
- Сухое складирование хвостов — замена мокрых хранилищ
- Осадок сероочистки электростанций — обезвоживание гипсового побочного продукта до цементного качества
- Отверждение опасных отходов — минимизация фильтрата полигона
- Шлам литиевых батарей — отделение ценного лития от растворителя
- Фармацевтический фильтрационный кек — кек, готовый к прямой загрузке в печь
Спецификации и варианты кастомизации
| Размер плиты: | 800 / 1000 / 1250 / 1500 / 1800 / 2000 мм |
|---|---|
| Площадь фильтрации: | 30 – 2 000 м² |
| Давление отжима: | Варианты давления: 12, 16, 20, 25 бар |
| Материал мембраны: | EPDM (стандарт), Viton (растворители), NBR (масла), TPE (пищевой класс) |
| Рабочая среда: | Сжатый воздух или вода |
| Автоматизация цикла: | PLC управление — фильтрация, отжим, выгрузка с автоматической последовательностью |
| Конструкция плит: | Армированный полипропилен (стандарт), нержавеющая сталь 304/316L для пищевой и фармацевтической промышленности |
Где используются мембранные фильтр-прессы
Мембранные прессы оправдывают свою высокую стоимость везде, где влажность кека определяет затраты: минеральный концентрат и хвосты (более сухой, пригодный для складирования кек, меньше воды для транспортировки), муниципальный и промышленный ил, утилизируемый по весу, химическая и фармацевтическая продукция, высушиваемая или кальцинируемая после фильтрации, сточные воды крашения и печати, побочные продукты пищевой и перерабатывающей промышленности, а также шлам камня или керамики, где кек продаётся или повторно используется. Там, где кек просто захоранивается по фиксированной ставке и время цикла не является ограничивающим фактором, обычный камерный фильтр-пресс обычно является более выгодной покупкой.
Основные компоненты мембранного фильтр-пресса
| Компонент | Что это делает | Что указать |
|---|---|---|
| Мембранные пластины | Используйте гибкую мембрану из полипропилена (или резины), которая надувается, чтобы сжать кекс | Размер пластины, номинальное давление сжатия, PP или армированный PP, полный или переменный (смешанный) пакет |
| Камерные плиты | Формирование камер между мембранными пластинами в смешанном пакете | Соответствие размера, толщины и расположения портов |
| Система сжатия | Подает воздух (или воду) к мембранам при давлении 0,8–1,6 МПа, до 2,0–3,0 МПа для усиленных | Производительность компрессора или водяного насоса, регулирование давления, предохранительный сброс |
| Гидравлический закрывающий блок | Удерживает упаковку закрытой при давлении подачи и сжатия | Усилие закрытия, соответствующее размеру плиты и давлению сжатия |
| Питательный насос | Заполняет камеры и создаёт давление фильтрации перед отжимом | Пневматические диафрагменные насосы двойного действия для малых прессов; винтовые, центробежные или керамические поршневые для больших. |
| Ткань | Удерживает твердые частицы; должен сбрасывать кек после отжима | Гладкая монофиламентная или каландрированная мультифиламентная, бочкообразная фиксация горловины |
| Автоматизация | Сдвигатель плит, выгрузка кека, промывка ткани, ПЛК | Уровень для соответствия циклам в день и численности персонала |
Преимущества в обработке осадка, в цифрах
На муниципальном и промышленном осадке мембранный пресс обычно снижает влажность кека с 65–75% камерного пресса до 50–60%, сокращая массу кека примерно на пятую часть – треть. Время цикла сокращается на 20–40%, поскольку отжим заменяет длительный этап фильтрации и продувки, поэтому один и тот же пресс обрабатывает больше тонн в сутки. Результаты стабильнее при колебаниях содержания твёрдых веществ в подаче, а промывка кека — для удаления хлоридов или извлечения продукта — становится гораздо более равномерной, поскольку мембрана прижимает кек ровным слоем до подачи промывной жидкости.
Как выбрать мембранный фильтр-пресс
Начните с фильтрационного теста: измерьте влажность кека со сжатием и без него на собственной суспензии, затем оцените разницу в затратах на утилизацию, сушку или транспортировку за год. Если экономия покрывает дополнительные затраты на плиты и систему подачи для сжатия в течение двух-трёх лет, выбирайте мембранные плиты; если нет, экономичным выбором будет камерный фильтр-пресс или смешанный пакет (одна мембранная плита между двумя камерными плитами). Затем определите размер плит и количество камер исходя из суточного количества сухого твёрдого вещества и целевого числа циклов в день, выберите материал плит исходя из температуры и химического состава, а также подберите питающий насос и систему подачи для сжатия под номинальные давления. Методика расчёта размера приведена в по расчёту производительности фильтр-пресса; сравнение пластин находится в Утопленная камерная плита против мембранной плиты.
Часто задаваемые вопросы
Сколько дополнительной влаги удаляет отжим? Обычно снижение остаточной влажности на 30-50%. Пример: камерный пресс, дающий влажность кека 70% (30% сухого вещества), становится 42% влажности (58% сухого вещества) — значительное улучшение на границе между шламоподобным и сыпучим твёрдым состоянием.
Воздушный или водяной отжим — что лучше? Водяное сжатие более энергоэффективно (водяной насос потребляет меньше, чем воздушной компрессор при том же давлении) и обеспечивает более равномерное сжатие. Воздушное сжатие быстрее, проще и исключает цикл промывки, необходимый для водяных систем. Горнодобывающие предприятия обычно выбирают воду; химические и пищевые производства часто выбирают воздух.
Как долго служат мембраны? 3–7 лет при нормальной эксплуатации. Мембраны из EPDM разрушаются под воздействием растворителей; перед спецификацией проверьте совместимость химических сред. Замена мембран стоит примерно $300–800 за плиту.
Оцениваете окупаемость мембранного пресса для вашего предприятия? Отправьте Сенджи Текущая влажность кека, последующие затраты на сушку или транспортировку и химический состав пульпы — мы смоделируем окупаемость модернизации мембранного пресса.
Для общего контекста см. технология фильтр-прессов.