真空盘式陶瓷过滤机在陶瓷生产中的应用

摘要

本发明公开了真空盘式陶瓷过滤机在陶瓷生产中的应用，提供了一种真空盘式陶瓷过滤机的新的应用领域。

说明书

技术领域

本发明属于建筑陶瓷领域，特别是涉及真空盘式陶瓷过滤机在陶瓷生产中的应用。

背景技术

真空盘式陶瓷过滤机是一种较常用的固液分离设备，现有技术中已有大量的研究。如中国专利CN101224354，CN1382512，CN2698436等均涉及到真空盘式陶瓷过滤机，它的基本结构包括一转轴，转轴的轴向安装有若干个带有微孔的过滤盘，过滤盘内部产生负压，在转动过程中可接触、吸附固液混合物，并在转动过程中通过微孔进一步吸走水分，使过滤盘表面留存含水率较低的固态物，进入下一工序，由此来完成固液分离。目前，真空盘式陶瓷过滤机主要用于选矿等领域。

真空盘式陶瓷过滤机采用微孔陶瓷板作为过滤介质，应用毛细效应原理，在过滤时只允许滤液通过过滤板，空气无法通过，既能保证过滤进行，又不失去真空或者压力，实现了无空气消耗过滤。毛细效应原理应用于脱水过滤是真空盘式过滤机的独创之处，它基于微孔中产生的毛细上升。所谓毛细上升指的是将直径为D的毛细管插入水中后，由于水的表面张力和水与管壁间的亲水作用，毛细管内的水面高于管外液面，且呈凹形的现象。此现象可用开尔文(Kelvin)定律来描述。即：，式中为毛细作用力，kPa；为表面张力，；为润湿角，(^o)；D为微孔直径，m；为液体密度，；g为重力加速度，g=9.81m/s²；h为水柱高度，m。利用亲水性材料烧结氧化铝制成滤板，其独特之处是形成均匀的微孔。经计算，当这些特殊的微孔形成毛细效应时，微孔直径为1.5μm和2.0μm时，毛细作用力分别为186kPa和140kPa。

当微孔内毛细作用力大于微孔两端压力差时，微孔内将保持充满液体，保持空气不会通过微孔。当滤板浸入矿浆中时，在没有外力的情况下，借助毛细效应产生的自然力开始脱水过程，矿浆中的固体颗粒堆积在滤板表面上，形成滤饼，脱水连续进行，滤液通过滤盘进入滤液管道连续排出，直到排干为止。整个过程只需一台非常小的真空泵，即可将滤液排出。滤板具有一定的机械强度和抗酸、碱度。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空盘式陶瓷过滤机的新的应用领域。

 本发明涉及真空盘式陶瓷过滤机在陶瓷生产中的应用。

在陶瓷生产中，需要将配比好的泥浆料脱水、造粒，成为含水率在5%-7%之间、微观形态为球形颗粒、适于流布成型的粉料。本技术领域中，人们通常认为，这一过程需要烘干脱水来完成，如果以过滤、压滤等来完成的话，处理过程中泥料就会受到挤压，易形成大块滤饼且含水率高，导致后续干燥工序操作不便且效率低下，并最终影响颗粒形态，使得到的粉料是非球形的，这样会降低产品品质。

申请人通过大量的研究发现，由于泥浆料中的滤质成分为各种矿物原料的微细粉，其粒径绝大部分均在2μm-45μm之间，而真空盘式陶瓷过滤机中陶瓷过滤板的微孔孔径约为0.5μm-2μm。因此当滤板浸入泥浆中时，泥浆粘附在陶瓷滤板上，同时借助毛细效应产生的自然力以及真空设备产生的真空开始脱水过程，泥浆中的水分通过滤板进入管道而排出，泥浆中的固体颗粒富集在滤板表面上而不会渗入滤板内部，从而在滤板表面形成薄层滤饼，随后被刮刀刮掉得到泥屑料。一方面，由于表面张力的作用，泥浆中的固体颗粒脱水后以陶瓷过滤板上的微孔为中心形成近球形的颗粒聚集体。另一方面，整个过程中泥浆中的固体颗粒仅受到物理吸附作用和刮除作用，因此仅得到薄层泥屑料，没有受到过物理挤压，微观形态为近球形颗粒，适于流布成型。这样使得后续干燥工序操作简便且效率大大提高，也使得随后的磨粉机粉磨成细粉工序效率大大提高并显著节约能源。

附图说明

图1是本发明中真空盘式陶瓷过滤设备的结构示意图。

图2是实施例一的流程图。

图3是实施例二的流程图。

图4是实施例三的流程图。

具体实施方式

参见图1。真空盘式陶瓷过滤设备由浆料槽体5，上方转动的由扇形微孔陶瓷过滤板1拼合组成的过滤圆盘体(轴向有多个过滤体)，转轴端设置有包括脱水干燥区2，吸浆区3，反冲洗区4组成的气液分配盘。真空桶15分别通过真空吸浆阀8和脱水干燥阀9，及连接的吸浆管6和脱水管7与气液分配盘吸浆区3和脱水干燥区2连接，滤液泵14吸入端与真空桶15连接，出液端串接有反冲洗阀11和反冲管12与气液分配盘反冲洗区4连接，组成真空盘式过滤设备基本结构，该结构还包括外排水阀16，刮刀组件17和泥屑料收集通道18。气液分配盘脱水干燥区脱水管7(脱水干燥阀9前端)与滤液泵14间跨接清洗阀10的清洗管13，构成反冲清洗管路。当真空盘式陶瓷过滤设备旋转通过浆液时，毛细管作用引起极高的真空吸引液体通过陶瓷盘进入过滤设备的管路而在陶瓷盘的外表面快速形成滤饼，同时多微孔结构防止任何颗粒渗入盘表面。在滤盘继续旋转时，毛细管作用使得滤液连续不断地通过滤盘的表面由一台真空泵吸入滤板的扇形面，最终使得固体中的所有游离液体均进入滤盘中。因无空气穿过盘的表面，只需传统过滤技术所需能量的一小部分就能形成极干的滤饼。随后，用刮刀连续不断地刮去滤盘上的滤饼，同时在一侧表面上残留一层薄薄的滤饼，防止机械摩损，保护滤盘表面，减少维护要求并延长滤盘寿命。接着，用滤液从滤板内向外反冲洗陶瓷滤盘，以除去残留的滤饼和清洁陶瓷微孔结构，反冲洗有助于滤盘保持原有的过滤效果，确保长期无故障的运行。对每一种应用场合，反冲洗都是自动化的也是可调节的。用装在真空盘式陶瓷过滤设备中的化学制剂和超声波系统自动化地进行周期性的清洗，使陶瓷过滤板再生并完全恢复全部渗透性，使过滤板长期运行。使用的反冲洗液也可加入化学制剂。

实施例一

参见图2。以现有建筑陶瓷砖工业常用的粘土、长石、瓷砂(石)等为主要原料，经配料、湿法球磨、除铁过筛、真空盘式陶瓷过滤机高效脱水(至含水率为13%的泥饼)、旋转干燥器(烘干至含水率约为2%的粉料)、磨粉机粉磨、增湿造粒机造粒(含水率为5-7%的粉料)、陈腐、干压成型、干燥、装饰、高温烧成、磨边(抛光)等工序生产干压陶瓷砖。本实施例所采用工艺生产干压陶瓷砖的制粉技术路线相比传统的湿法球磨喷雾干燥制粉工艺生产干压陶瓷砖的制粉技术路线节省能耗约46%，降低成本约75%。

实施例二

参见图3。以现有建筑陶瓷砖工业常用的粘土、长石、瓷砂(石)等为主要原料，经配料、湿法球磨、除铁过筛、真空盘式陶瓷过滤机高效脱水(至含水率为13%的泥饼)、旋转干燥器烘干(至含水率为5-7%的粉料)、微粉机制微粉(作为微粉砖面层)、陈腐、干压成型、干燥、装饰、高温烧成、磨边(抛光)等工序生产微粉砖。本实施例所采用工艺生产微粉砖的制粉技术路线相比传统的湿法球磨喷雾干燥制粉工艺生产微粉砖的制粉技术路线节省能耗约50%，降低成本约80%。

实施例三

参见图4。以现有建筑陶瓷砖工业常用的粘土、长石、瓷砂(石)等为主要原料，经配料、湿法球磨、除铁过筛、真空盘式陶瓷过滤机高效脱水(至含水率为17%的泥饼)、真空练泥、陈腐、筛式破碎机破碎、真空挤压成型、干燥、装饰、高温烧成、磨边(抛光)等工序生产挤压陶瓷砖。本实施例所采用工艺生产挤压陶瓷砖的真空盘式陶瓷过滤机脱水制饼技术路线相比传统的湿法球磨压滤机脱水工艺生产挤压陶瓷砖的制饼技术路线节省能耗约30%，降低成本约50%。