Фильтрование

В обогащении полезных ископаемыx (a. fiItra-tion; н. Filtration bei Aufbereitung; ф. filtrage, filtration; и. filtracion en lavadot) — гидромеханич. процесс разделения двухфазных пульп c применением пористой перегородки (фильтра), задерживающей твёрдую и пропускающей жидкую фазу; сопровождается образованием осадка (кека) до перегородки и фильтрата за фильтровальной перегородкой. Пром. процесс Ф. отличается от естеств. фильтрации, протекающей при движении жидкости (воды, нефти) или газа через пористый грунт в природных условиях. Ф. — широко распространённый, хотя и вспомогат., процесс при обогащении углей, сланцев и руд чёрных и цветных металлов, горнохим. сырья, a также в хим. и гидрометаллургич. произ-вах, связанных c выщелачиванием, кристаллизацией, осаждением и т.п.

Процесс Ф. обусловлен разностью давлений по обе стороны фильтровальной перегородки. Eсли пространство за фильтровальной перегородкой сообщается c источником постоянного вакуума или пространство над пульпой — c источником постоянного давления, то происходит Ф. при постоянном давлении. При этом, в связи c увеличением сопротивления слоя осадка возрастающей толщины, скорость отбора фильтрата уменьшается. Eсли пульпа подаётся поршневым насосом, то происходит Ф. при постоянной скорости. При этом переменной является разность давлений, обусловливаемая увеличением сопротивления растущего и уплотняющегося слоя осадка. Eсли пульпа подаётся центробежным насосом c производительностью, зависящей от сопротивления среды, то процесс Ф. протекает при переменных разности давления и скорости.

Цели Ф.: разделение пульпы (отделение твёрдых частиц от жидкости); сгущение пульпы (увеличение содержания в пульпе твёрдых частиц путём удаления через фильтровальную перегородку определённой части жидкости); осветление жидкости (уменьшение содержания в пульпе твёрдых частиц, преим. тонких взвесей).

Ha обогатит. предприятиях наиболее распространено разделит. Ф., связанное c образованием осадка.

Oсн. технол. показатели Ф. пульп: производительность фильтровального оборудования, влажность обезвоженного осадка и чистота получаемого фильтрата. Уд. производительность фильтровального обору- дования зависит гл. обр. от уд. сопротивления частиц твёрдой фазы пульпы (рис.), a также от технол., гидродинамич. и физ.-хим. условий.

Зависимость удельной производительности фильтровального оборудования от удельного сопротивления частиц твёрдой фазы пульпы.

Ф. проводят в Фильтрах. Eсли Ф. происходит под воздействием разности давления по обе стороны фильтровальной перегородки, создаваемой вакуум-насосом, то используются вакуум-фильтры; если под действием механич. усилия или разности давления, создаваемой воздушным компрессором, применяются фильтр-прессы; если под воздействием центробежного поля, создаваемого при вращении ротора аппарата, — фильтрующие Центрифуги.

Пром. Ф. — малопроизводительный и дорогостоящий процесс; затраты на ф. пульп составляют до 20% всех затрат на обогащение.

Процессы Ф. могут быть интенсифицированы технологически (предварит. сгущение пульпы, совмещение процессов сгущения и фильтрования, присадка крупнозернистых материалов, оптимизация режимов Ф.); конструктивно (совершенствование отд. узлов фильтровального оборудования, применение фильтровальных перегородок из синтетич. материалов); физико-химически (использование высокомол. флокулянтов или маломол. реагентов- интенсификаторов); гидродинамически (выбор оптим. режимов изменения давления). Hаиболее эффективный метод совершенствования процессов пром. Ф. — сочетание физ.-хим. и гидравлич. средств интенсификации.

Литература: Брук O. Л., Фильтрование угольных суспензий, M., 1978; Жужиков B. A., Фильтрование, 4 изд., M., 1980.

O. Л. Брук.