Hızlı yanıt: Kaolin, bilye kili, bentonit ve diğer kil bulamaçları, parçacıklar düz, mikron altı boyutta olduğu ve katmanları arasında su tuttuğu için susuzlaştırılması en zor malzemeler arasındadır. Membran filtre presi, kaolin üreticileri için standart bir araçtır: yoğunlaştırıcıdan gelen %25–35 katı içeren bulamacı 60–120 dakikalık bir çevrimde %65–75 katı içeren kek haline (yaklaşık %25–35 nem) getirir; bu, bir bantlı pres veya santrifüjün ulaşamayacağı bir değerdir. Anahtar noktalar; sıkı bir monofilament kumaş, nazik bir besleme pompası, 12–16 bar basınçta membran sıkma ve zorlamak yerine uzun bir çevrimi kabul etmektir.
Kil neden diğer minerallerden farklı davranır?
Çoğu mineral konsantresi kolayca susuzlaştırılır: parçacıklar sert, yaklaşık yuvarlak ve birkaç on mikron çapındadır, bu nedenle oluşan kek, suyun tahliye olduğu açık bir yapı oluşturur. Kil mineralleri ise tam tersidir. Kaolinit parçacıkları altıgen plakçıklardır, tipik olarak 0,2–2 μm çapında ve kalınlığı bunun çok altındadır. Bir iskambil destesi gibi yüz yüze istiflenirler, istifler plakalar arasında suyu hapseder ve oluşan kek yoğun ve neredeyse geçirimsizdir. Bentonit gibi smektit killer daha da kötüdür, çünkü su kristal kafesin içine girer ve parçacık şişer.
Bunun iki pratik sonucu vardır. Birincisi, filtrasyon yavaştır: ince bir kaolinin özgül kek direnci, bir kum veya metal konsantresininkinin bin katı olabilir. İkincisi, kek oluştuktan sonra mekanik bir sıkma, suyu çok daha fazla uzaklaştırır; çünkü giderek kalınlaşan bir bariyerden suyu geçirmeye çalışmak yerine keki sıkıştırır. Bu nedenle membran filtre presi sektöre hâkimdir.
Kaolin tesisinde filtre presin bulunduğu yer
Kaolin işleme, ocaktan itibaren ıslak bir süreçtir. Ham kil, su ve dispersan ile bulamaç haline getirilir, elekler ve hidrosiklonlardan geçirilerek kumdan arındırılır, santrifüjlerde veya hidroseparatörlerde parçacık boyutuna göre sınıflandırılır ve parlaklığı artırmak için sıklıkla ağartılır, manyetik olarak ayrılır veya flotasyon uygulanır. Tüm bunlar %20–40 katı oranında gerçekleşir. Sonunda ürün, kağıt kaplama için %70 katı içeren bulamaç halinde veya seramik, boya, kauçuk ve cam elyafı için kuru topak, noodle veya püskürtmeli kurutulmuş toz halinde teslim edilmelidir. Her iki yol da susuzlaştırmadan geçer.
Klasik güzergâh koyulaştırıcı → filtre pres → ya yeniden dağıtma (bulamaç ürünler için) ya da kurutucu (kuru ürünler için) şeklindedir. Ağır işi filtre pres yapar: suyun büyük kısmını, bir kurutucuda buharlaştırmanın maliyetinin çok altında bir enerjiyle mekanik olarak uzaklaştırır. Preste uzaklaştırılan her yüzde puanı nem, kurutucunun buharlaştırmak zorunda kalmadığı sudur ve termal kurutma tesisteki en büyük enerji maliyetidir. Aynı mantık seramik karo fabrikaları, kil bakımından zengin gövde çamuru ve sır atık suyunun, çamur geri dönüştürülmeden veya kurutulmadan önce susuzlaştırıldığı yer.
Kil için hangi pres tipi
| Ekipman | Kaolin üzerinde kek katıları (tipik) | Döngü | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Gömme odacıklı filtre presi (membransız) | 55–65% | 2–4 saat | Çalışıyor ama yavaş; kek genellikle ortada ıslak kalıyor; yüksek basınçta uzun besleme pompaları ve plakaları aşındırıyor |
| Membran filtre presi | 65–75% | 1–2 saat | Endüstri standardı; sıkma keki sıkıştırır ve nemi eşitler; belirli bir nem için en kısa çevrim |
| Bant filtre presi | 35–50% | Sürekli | Yumak veya kuru ürünler için fazla ıslak; yalnızca atık kil artıkları için kullanılır |
| Dekanter santrifüj | 40–55% | Sürekli | İnce trombositler santrifüjle birlikte geçer; yüksek polimer talebi |
| Tüp pres (çok yüksek basınç) | 75–82% | Kısa döngüler, küçük partiler | En yüksek katı madde oranı, ancak birim başına düşük işlem hacmi ve daha yüksek sermaye ile bakım maliyeti |
Kaolin, ball clay, china clay ve bentonit tesislerinin büyük çoğunluğu için membran filtre presi doğru cevaptır. Oda presi, kum yıkama veya agrega tesislerinden gelen atık kil için, biraz daha ıslak bir kekin kabul edilebilir olduğu ve sermayenin kısıtlı olduğu durumlarda makul bir seçimdir; bizim kum yıkama kılavuzu bu durumu kapsar. Ayrıca karşılaştırmamıza da bakın Filtre presi vs santrifüj vs bant presi.
Kile için pres tasarımı: neler değişir
Katı maddeleri ve şartlandırmayı besleyin
Presi bir koyulaştırıcıdan %25–35 katı oranında besleyin. Seyreltik bir bulamaç beslemek, odaları suyla doldurarak çevrim süresini boşa harcar ve yumuşak, düzensiz bir kek oluşturur. Kaolin genellikle işleme için dağıtılır (sodyum silikat veya poliakrilat ile) ve dağıtılmış bir bulamaç, floküle edilmiş olandan çok daha yavaş filtre eder; birçok tesis, dispersiyonu çökertmek için presin hemen öncesinde az miktarda asit veya katyonik bir flokülant ekler. Kendi bulamacınız üzerinde yapılan denemeler bunu hızla netleştirir: koşullandırmadan kaynaklanan çevrim süresinde %10–20 azalma yaygındır.
Besleme pompası
Kil kil aşındırıcı değildir, bu nedenle endişe aşınma değil kontrolüdür. Filtrasyon basıncı, kek oluştukça 1–2 bar'dan son 6–8 bar'a yavaşça yükselmelidir; ilk dakikalarda tam basınca ulaşan bir pompa ince taneleri kumaşa sürükler ve kumaşı kör eder. Değişken hızlı bir santrifüj pompa, bir progresif boşluklu pompa veya büyük bir hava tahrikli diyafram pompası Bir basınç rampası ile hepsi çalışır. Düşük basınçta uzun besleme süreleri kil için normaldir; bunları bir arıza olarak değerlendirmeyin.
Bez
İnce kil plakaları birkaç çevrim içinde açık bir bezin gözeneklerine girip tıkar. Polipropilenden yapılmış, sıkı bir monofilament veya monofilament/multifilament kombinasyonu bez kullanın; yüzeyi kalenderlenmiş ve hava geçirgenliği aralığın alt ucunda olsun. Kalenderlenmiş bir bezde kek bırakma genellikle iyidir çünkü sıkıştırılmış kil keki kohezyonludur. Bizim kumaş seçim kılavuzu parametreleri açıklar ve hakkındaki makalemiz kumaş tıkanması uyarı işaretlerini tanımlar.
Membran sıkma
12–16 bar basınçta su veya hava ile 15–30 dakika sıkıştırın. Sıkıştırmanın son birkaç dakikası çok az su uzaklaştırır; tesis, çevrim süresini boşa harcamamak için sıkıştırma süresini sabit bir zamanlayıcıdan değil, bir filtrat akış ölçerden ayarlamalıdır. Kaolin kekleri çok homojen bir neme kadar sıkışır; bu, kek doğrudan tutarlı bir besleme gerektiren bir kurutucuya veya ekstrüdere gidiyorsa değerlidir.
Hazne derinliği ve kek kalınlığı
Kek kalınlığı arttıkça filtrasyon direnci keskin bir şekilde yükseldiğinden, kil presleri mineral preslerine göre daha ince kekler kullanır: 40–50 mm yerine 25–32 mm odacıklar. Daha ince odacıklı daha fazla plaka, aynı günlük tonaj için daha az sayıda derin odacığa kıyasla daha kısa bir çevrim süresi sağlar.
Boyutlandırma örneği
%70 katı içeren filtre kekinden günde 100 kuru ton üreten, %30 katı içeren bir çöktürücü alt akışından günde yaklaşık 190 m³ suyun uzaklaştırılması gerekir. 90 dakikalık bir çevrim ve 20 saatlik çalışma ile pres günde yaklaşık 13 çevrim tamamlar, bu nedenle her çevrim 7,7 kuru ton veya yaklaşık 11 ton yaş kek üretmelidir. Kek yoğunluğu yaklaşık 1,75 t/m³ olduğunda bu, çevrim başına 6,3 m³ kek eder; bu da yaklaşık 100 adet 30 mm odacıklı 1500 mm × 1500 mm membranlı bir presin tutabileceği miktardır. Gerçek boyutlandırma kendi filtrasyon test verilerinizi kullanır; örnek yalnızca ölçeği gösterir. Bizim Tabak boyutuna göre fiyat Kılavuz, ilgili pres boyutlarının aralığını verir.
Bentonit ve diğer şişen killer
Bentonit, kaolinin süzülme şeklini göstermez. Şişmesi, seyreltik bir bulamacı bile viskoz hale getirir ve oluşturduğu kek neredeyse geçirimsizdir. Bu nedenle bentonit tesisleri, ürünü nadiren bir filtre presinde susuzlaştırır; onu çukur neminden kuruturlar. Bir filtre presinin bentonitle buluştuğu yer, atık akışlarıdır: tünel açma makinesi bulamacı, sondaj çamuru ve diyafram duvar bulamacı; burada bentonit, çoğunlukla kum ve silt bulamacının küçük bir bileşenidir. Bu, farklı kurallara sahip farklı bir görevdir ve delme ve TBM bulamacı makalesi.
İlgili sektörler
Yukarıdakilerin tümü, hijyen seramikleri için ball clay, porselen için china clay, aynı yataklardan elde edilen feldspat ve kuvars ince taneleri, titanyum dioksit pigment bulamaçları, kağıt dolgu maddesi için kalsiyum karbonat bulamaçları ve çöktürülmüş silika için küçük değişikliklerle geçerlidir. Hepsi, bir membran sıkıştırmanın kurutucu enerjisinde kendini amorti ettiği ince, düşük aşındırıcılı, yavaş filtreleme özellikli mineral ürünlerdir. Bizim madencilik ve mineral işleme Hub ilgili kılavuzları bağlar.
Sıkça sorulan sorular
Kaolin üzerinde bir filtre presi hangi kek nem oranına ulaşabilir?
Membran filtre presi genellikle kaolin ve ball kil üzerinde %65–75 katı maddeye (%25–35 nem) ulaşır. Düz odacıklı pres, daha uzun bir çevrimle %55–65 katı maddeye ulaşır. Çok yüksek basınçlı tüp presleri, küçük partiler halinde yaklaşık %80 katı maddeye ulaşabilir.
Kaolin neden filtrelemede bu kadar yavaş?
Kaolinit parçacıkları, 2 mikronun altında genişliğe sahip düz plakçıklar olup, yoğun ve neredeyse geçirimsiz bir kek halinde üst üste yığılır ve katmanlar arasında su tutar. Spesifik kek direnci, bir kum veya metal konsantresininkinin bin katı olabilir, bu nedenle kekin yalnızca pompalanarak değil, bir membran ile sıkıştırılması gerekir.
Kil için membran filtre presine ihtiyacım var mı?
Satılabilir bir kaolin, ball clay veya porselen kili ürünü için evet: sıkma adımı, kekin makul bir çevrimde %35'in altında neme ulaşmasını sağlayan ve kurutucu enerjisinden tasarruf eden aşamadır. Kum yıkama veya agrega tesislerinden gelen atık kil için ise daha ıslak kek üreten bir hazneli pres genellikle kabul edilebilir.
Kaolin için hangi filtre bezi kullanılır?
Düşük hava geçirgenliğine sahip, sıkı, kalandırlanmış polipropilen monofilament veya mono/multifilament kombinasyon kumaş. Açık kumaşlar, trombositler dokumaya nüfuz ettiği için birkaç döngü içinde kör olur.
Kaolin için bir santrifüj veya bant pres, filtre prese alternatif olabilir mi?
Bir ürün keki için değil. Bant presleri %35–50 katı maddeye ulaşır ve dekantörler %40–55'e ulaşır; ince plakçıklar santrat ile kaçar. Her ikisi de yalnızca ıslak, düşük değerli kekin kabul edilebilir olduğu atık kil akımlarında kullanılır.
Bentonit nasıl farklıdır?
Bentonit suyla şişer ve neredeyse geçirimsiz bir kek oluşturur, bu nedenle bentonit ürünleri filtrelenmek yerine kurutulur. Filtre presleri bentoniti yalnızca sondaj, tünel açma ve diyafram duvar bulamaçlarının küçük bir bileşeni olarak işler.
Bize bir numune veya filtrasyon test raporu ile tonajı gönderin; biz de buna göre presi, hazne derinliğini ve bezi boyutlandıralım: bir kil susuzlaştırma teklifi talep et.
Referanslar: USGS Mineral Commodity Summaries 2024 — Killer (kaolin, ball clay ve bentonitin üretimi, kullanımları ve işlenmesi), ABD EPA — Mineral Madenciliği ve İşleme Deşarj Kılavuzları, 40 CFR Bölüm 436 (kaolin ve ball clay alt kategorilerini içerir).
Bu makale, rehberimizin bir parçasıdır: industrial filter press applications.