摘要：有色金屬工業(yè)生產(chǎn)上不少屬于化工生產(chǎn)，液體過(guò)濾是基本單元操作，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量與收率，降低成本，減少環(huán)境污染，必將愈來(lái)愈多采用精密過(guò)濾。本文介紹一種新型精密過(guò)濾 — 高分子精密微孔過(guò)濾，簡(jiǎn)單敘述該技術(shù)主要硬件性能，在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用概況及在有色金屬生產(chǎn)上應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)，精密澄清過(guò)濾，精密濾餅過(guò)濾
冶金生產(chǎn)，尤其有色金屬生產(chǎn)，許多操作都是化工單元操作，可稱(chēng)之為”冶金化工”。在所有各種化工生產(chǎn)上，液固分離是必不可少的化工操作。
液固分離基本有以固液比重差為分離原理的沉降分離與以多孔介質(zhì)為分離原理的過(guò)濾分離兩大類(lèi)。沉降分離有重力沉降與離心沉降兩大類(lèi);重力沉降操作最簡(jiǎn)單，但設(shè)備龐大，效率低;離心沉降的勞動(dòng)生產(chǎn)率很高，占地面積小，但設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格高;無(wú)論重力沉降或離心沉降，固液兩相必須有一定的比重差，否則均無(wú)法分離.過(guò)濾分離不受兩相比重差限制。只需一定的多孔介質(zhì)能將固相截留與液相通過(guò)即可.過(guò)濾分離在各種化工生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛，不管過(guò)濾難度多高，通過(guò)某種單一過(guò)濾技術(shù)或幾種不同性能的過(guò)濾技術(shù)組合，絕大部分生產(chǎn)難題均可獲得相當(dāng)滿(mǎn)意解決。
    作為非均相的液固過(guò)濾基本分為粗級(jí)過(guò)濾(>100微米的過(guò)濾精度)，亞精密過(guò)濾(100—10微米的過(guò)濾精度)，精密過(guò)濾(10—1微米過(guò)濾精度)，與超精密過(guò)濾(1—0.1微米過(guò)濾精度)。過(guò)濾精度小于0.1微米應(yīng)歸屬于均相分離的超濾，納濾與反滲透。
    目前各種化工生產(chǎn)上，大于10微米的粗級(jí)過(guò)濾與亞精密過(guò)濾，采用以各種非金屬或金屬的濾布或?yàn)V網(wǎng)作過(guò)濾介質(zhì)的多種間隙過(guò)濾機(jī)或連續(xù)過(guò)濾機(jī)基本可滿(mǎn)足要求。精度小于1微米，含固量很小的液體如采用超精密過(guò)濾，如各種有機(jī)微孔膜或無(wú)機(jī)微孔膜也可獲得較好解決.目前各種化工生產(chǎn)，包括冶金化工，過(guò)濾操作最薄弱的是10至1微米的精密過(guò)濾領(lǐng)域.影響產(chǎn)品質(zhì)量，收率，成本與勞動(dòng)生成率，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的，往往是過(guò)濾效率不高造成的.效率低的主要原因是目前廣泛使用的濾布或?yàn)V網(wǎng)的過(guò)濾效率不高，難以完全濾住10微米以下的微粒;其次由于濾布或?yàn)V網(wǎng)為非剛性，對(duì)細(xì)顆粒組成的較粘的濾餅難以簡(jiǎn)便卸除;被細(xì)顆粒堵塞了的過(guò)濾介質(zhì)難以有效再生，消耗量相當(dāng)大.由于上述原因，精密過(guò)濾，尤其形成濾餅的液體精密濾餅過(guò)濾，至今在各種化工生產(chǎn)上相當(dāng)落后。
    為了提高各種化工生產(chǎn)上液體精密過(guò)濾的效率，作者開(kāi)發(fā)了一種新的精密過(guò)濾技術(shù)—高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)。從新的精密微孔過(guò)濾介質(zhì)的制造，多種新型精密微孔過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā).新的精密過(guò)濾計(jì)算方法研究，生產(chǎn)上工程應(yīng)用技術(shù)研究以及一系列工業(yè)生產(chǎn)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用等等，進(jìn)行了長(zhǎng)期系統(tǒng)研制，并在國(guó)內(nèi)化工，制藥，食品及廢水處理等領(lǐng)域進(jìn)行大量推廣，在有色金屬生產(chǎn)上也得到一些成功應(yīng)用。
一. 高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)的概況:
該技術(shù)的硬件由高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)，精密微孔過(guò)濾機(jī)及輔助裝置三部分組成。
1. 高分子微孔過(guò)濾介質(zhì): 開(kāi)發(fā)了六種高分子聚合物的剛性燒結(jié)微孔過(guò)濾介質(zhì)。 目前主要推廣以聚乙烯為主材的微孔PE與微孔PA兩種。
1) 介質(zhì)形狀: 主要有管形與板形兩大類(lèi)。
2) 尺寸: 管形的直徑從13到120毫米，長(zhǎng)度最長(zhǎng)為1500毫米，板型直徑最大為1200毫米，厚度最厚為40毫米。
3) 微孔孔徑: 微孔的平均毛細(xì)孔徑為2—140微米。
4) 過(guò)濾精度: 最高為0.3微米，通常為0.5—1微米。
5) 耐溫: 微孔PE不超過(guò)80℃。微孔PA不超過(guò)120℃。
6) 耐壓: 根據(jù)尺寸與壁厚不同而不同，對(duì)常用的微孔過(guò)濾管，耐外壓可達(dá)0.2—0.5MPa， 耐內(nèi)壓0.4—1MPa。
2. 精密微孔過(guò)濾機(jī): 已開(kāi)發(fā)了十多種不同結(jié)構(gòu)的精密微孔過(guò)濾機(jī);
3. 輔助裝置: 包括以下裝置。
1) 料漿輸送裝置:可用泵(離心泵，膠管泵或隔膜泵)，或氣壓，或真空。
2) 氣體反吹系統(tǒng): 反吹排濾餅與反吹再生用。
i. 空壓機(jī): 最好無(wú)油空壓機(jī)(對(duì)液體是所需產(chǎn)品).壓力為0.7MPa，排氣量視每臺(tái)過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾面積而定。
ii. 儲(chǔ)氣罐: 耐壓1MPa，容積視每臺(tái)過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾面積而定。
多臺(tái)安在同一場(chǎng)所的過(guò)濾機(jī)可共用一套氣體反吹裝置。
3) 化學(xué)再生系統(tǒng):
被過(guò)濾的固體微粒如能用化學(xué)物質(zhì)溶解或降解的，應(yīng)備有化學(xué)再生系統(tǒng)，包括:
i. 再生液儲(chǔ)罐: 不需耐壓，容積視每臺(tái)過(guò)濾機(jī)的體積而定，材質(zhì)視再生液而定，一般需防腐。
ii. 再生液循環(huán)泵;離心泵，其揚(yáng)程與流量視過(guò)濾機(jī)的容積而定。
如固體微粒不能化學(xué)再生的，不必裝化學(xué)再生系統(tǒng)。
二. 高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)的主要特色。
1. 高分子微孔管的特色:微孔管均為剛性。
1) 過(guò)濾效率相當(dāng)高: 如液體為水溶液類(lèi)，其對(duì)0.5微米的微粒，過(guò)濾效率大于99.9%(對(duì)氣固過(guò)濾，如氣體為空氣類(lèi)，0.3微米的微粒，過(guò)濾效率大于99.9%)；
2) 排卸干濾餅的操作相當(dāng)簡(jiǎn)便:利用壓縮氣體快速反吹法可將微孔管外表面的較干濾餅很簡(jiǎn)便又高效地吹下;此方法比任何其他卸渣方法簡(jiǎn)單，操作容易，除渣效率高。
3) 微孔管再生簡(jiǎn)易，再生效率比較高:采用物理再生—氣體或氣水混合液快速反吹法，就可將已被堵塞的微孔管進(jìn)行再生，使之連續(xù)使用壽命可達(dá)一年以上(如過(guò)濾粉末活性炭);如能用化學(xué)方法再生(幾星期或幾個(gè)月一次)，使用壽命往往三至五年以上(如過(guò)濾重金屬?gòu)U水，酸性廢水，含氟廢水等)。
4) 化學(xué)性能相當(dāng)優(yōu)越:由于聚乙烯的化學(xué)性能比其他高分子聚合物強(qiáng)，因此其微孔管的化學(xué)性能特別優(yōu)越，耐各種無(wú)機(jī)酸(98%以上的濃硫酸除外)與有機(jī)酸，堿，鹽及其他各種化學(xué)液體.70℃以下耐大部分有機(jī)溶劑。
5) 重量輕，再加工(車(chē)，铇，鋸與焊等)容易;本體既有相當(dāng)剛性，抗沖擊，抗壓等，機(jī)械性能又比較好，安裝維修相當(dāng)輕便。
2. 精密微孔過(guò)濾機(jī)的主要特色:
1) 內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，安裝維修比較方便；
2) 大多數(shù)過(guò)濾機(jī)的底部均有能排除大體積，干濾餅的快開(kāi)底蓋，卸除濾餅時(shí)機(jī)械化程度比較高，不需人工繁重體力勞動(dòng)，生產(chǎn)場(chǎng)地較清潔；
3) 過(guò)濾機(jī)為立式結(jié)構(gòu)，占地面積相對(duì)較少；
4) 過(guò)濾機(jī)均為密閉結(jié)構(gòu)，液體或氣體不外逸，生產(chǎn)環(huán)境比較好；
5) 卸渣與微孔管再生時(shí)，不需裝拆，只需開(kāi)啟閥門(mén)，卸渣與再生等輔助時(shí)間較少。
6) 易組裝成自控或程序操作。
三. 高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)在化工，制藥，食品及廢水等領(lǐng)域的應(yīng)用:
    經(jīng)過(guò)多年不斷的開(kāi)發(fā)，此技術(shù)已在化工，制藥，食品等工業(yè)與廢水處理上獲得大量應(yīng)用。
1. 在含固體很少的液體精密澄清過(guò)濾領(lǐng)域應(yīng)用: 
    在化工與制藥生產(chǎn)上，已大量用于氯堿生產(chǎn)的二次鹽水，化肥生產(chǎn)上的銅氨液與脫炭液，粘膠纖維生產(chǎn)上的酸浴，石化催化劑生產(chǎn)上的硫酸鋁溶液，純堿生產(chǎn)的碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液，抗生素生產(chǎn)上的發(fā)酵濾液等;還大量用于雙氰胺，山梨醇，氟硅酸，硫酸，鹽酸，磷酸，各種有機(jī)酸，各種醇，酮，生產(chǎn)用水等。
    在食品生產(chǎn)上，用于各種糖液，各種食用油，各種酒類(lèi)等等，
    此外，化工，制藥，食品等工業(yè)生產(chǎn)上，許多液體在進(jìn)入電滲析，離子交換，超濾，反滲透，精餾，蒸發(fā)等裝置前采用本技術(shù)作為精密預(yù)過(guò)濾，以提高這些裝置的操作效率與使用壽命。
2. 在含固體較多的液體精密濾餅過(guò)濾領(lǐng)域應(yīng)用：
    在這些領(lǐng)域應(yīng)用很廣，比較普遍的有：
1) 粉末活性碳過(guò)濾:在制藥，化工與食品等生產(chǎn)上，較普遍采用粉末活性碳脫色，能否將脫色后細(xì)至0.5微米的碳顆粒全部濾除，已成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵操作之一.本技術(shù)已大量用于這些生產(chǎn)，解決了長(zhǎng)期影響的產(chǎn)品質(zhì)量的碳粒易穿漏的弊??；
2) 發(fā)酵液或酶處理液的過(guò)濾:已用于一些生物發(fā)酵液與酶處理液的除渣的精密過(guò)濾，濾液透明度很高，排渣很方便；
3) 催化劑的過(guò)濾:在一些催化劑生產(chǎn)或催化劑應(yīng)用領(lǐng)域，已成功應(yīng)用本技術(shù)，如某些石油催化劑與化肥催化劑的制造中用本技術(shù)過(guò)濾這些很細(xì)的催化劑;在精細(xì)化工與制藥等生產(chǎn)上，用于過(guò)濾鈀碳催化劑與銅鎳催化劑等；
4) 超細(xì)粉末過(guò)濾:已用于硫酸鋇，硫化鋅，硫化鐵，氫氧化鐵，氫氧化鋁，二氧化鈦，鈦酸鋇等超細(xì)產(chǎn)品的過(guò)濾；
5) 天然藥物提取液過(guò)濾，已成功用于不少中草藥或動(dòng)物提取液的精密過(guò)濾；
6) 果汁的過(guò)濾:已用于幾種果汁的精密微孔過(guò)濾，又開(kāi)始推廣用于蔬菜汁的精密過(guò)濾，這些過(guò)濾可作為超濾前的精密預(yù)過(guò)濾。
7) 廢水過(guò)濾:
i. 重金屬?gòu)U水過(guò)濾:已大規(guī)模用于電鍍，線(xiàn)路板或其他金屬制品廠的重金屬?gòu)U水過(guò)濾(中和法處理含重金屬離子形成的銅，鉻，鎳，鋅，鉛，鎘等離子的重金屬氫氧化物)，草酸生產(chǎn)上所形成的硫酸鉛與草酸鉛，磁性材料生產(chǎn)上所形成的四氧化三鐵，瓷瓶生產(chǎn)上所形成的四氧化三鉛，以及石灰中和的含重金屬的酸性廢水等。
ii. 非金屬元素廢水:已大量用于含氟廢水過(guò)濾，水可全部回用；
iii. 煤礦礦井廢水:已大規(guī)模用于煤礦礦井水，過(guò)濾水中的煤粉與不溶性腐植酸等，水可全部回用；
iv. 大型發(fā)電廠露天堆場(chǎng)煤產(chǎn)生的細(xì)煤粉廢水;可使水回用，煤粉全部回收。
四. 高分子精密微孔過(guò)濾在有色金屬生產(chǎn)上的應(yīng)用:
1. 液體精密濾餅過(guò)濾:早在三十年前，本技術(shù)還處于早期研制開(kāi)發(fā)階段，就開(kāi)始在有色金屬工業(yè)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，前后經(jīng)過(guò)六年努力，開(kāi)發(fā)出用于液體精密濾餅過(guò)濾與洗滌的過(guò)濾機(jī)—翻轉(zhuǎn)式快開(kāi)精密過(guò)濾機(jī)，用于氫氧化鉭與氫氧化鈮的過(guò)濾與洗滌，過(guò)濾機(jī)規(guī)格有5與10平米兩種，全部為液壓傳動(dòng)，從1975年一直用到1985年(直至該廠無(wú)原料停產(chǎn)).這種型號(hào)的過(guò)濾機(jī)后來(lái)推廣到超細(xì)硫酸鋇的過(guò)濾與洗滌，從1979年一直連續(xù)用到1999年，共應(yīng)用20年。
    精密微孔過(guò)濾機(jī)于2002年已用于白鎢結(jié)晶體的過(guò)濾，并開(kāi)始用于仲鎢酸銨結(jié)晶體過(guò)濾。
    早于1983年，本技術(shù)已用于一個(gè)有色金屬?gòu)S從廢水中過(guò)濾五氧化二釩。
2. 液體精密澄清過(guò)濾: 2002年，本技術(shù)已成功用于硫酸鎳溶液的精密澄清過(guò)濾。
五. 結(jié)束語(yǔ):
    高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用已有25年歷史。大量成功應(yīng)用表明，這是一種綜合性能相當(dāng)優(yōu)越，性能價(jià)格比很高的新型過(guò)濾技術(shù)，只要該技術(shù)的硬件與軟件與各應(yīng)用工藝相匹配，它可明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量、收率、勞動(dòng)生產(chǎn)率，可降低物耗、能耗與成本，生產(chǎn)環(huán)境改善，廢水排放減少，廢水回用率提高。
    有色金屬工業(yè)的許多生產(chǎn)屬化工操作。高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)可適用于各種化工生產(chǎn)，因此也適用于有色工業(yè)生產(chǎn)的各種物料的精密澄清過(guò)濾，精密濾餅過(guò)濾及許多廢水的除懸浮物的過(guò)濾。只要供需雙方共同密切合作，共同開(kāi)發(fā)，這種新技術(shù)完全可以在我國(guó)有色金屬生產(chǎn)的技術(shù)改造中發(fā)揮一定作用，為提高我國(guó)有色金屬生產(chǎn)的技術(shù)水平作出一定貢獻(xiàn)。
微孔過(guò)濾機(jī)
相關(guān)資料：
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精密微孔過(guò)濾機(jī)在超細(xì)粉末過(guò)濾與洗滌應(yīng)用;
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技術(shù)支持：
如何選擇過(guò)濾設(shè)備—工況調(diào)查表
常見(jiàn)流體的粘度；
常見(jiàn)顆粒物的大小及設(shè)備選型參考；
常見(jiàn)流體化學(xué)適應(yīng)性表；
選擇過(guò)濾精度時(shí)微米和目數(shù)的關(guān)系；
常見(jiàn)管道尺寸對(duì)照表；
如何挑選合適的過(guò)濾袋-過(guò)濾芯；
過(guò)濾機(jī)理和形式；
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常見(jiàn)顆粒物粒徑大小；
常用壓濾機(jī)濾布分類(lèi)；
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