Контрольная фильтрация

Контрольная фильтрация

     Твердые частицы красного шлама, увлеченные сливом сгустителей, отделяют от алюминатного раствора фильтрацией на непрерывно действующих фильтрах.

     Для контрольной фильтрации алюминатных  растворов на наших заводах широко применяются листовые вертикальные фильтры типа ЛВАЖ (рис. 26). Цилиндрический корпус фильтра 1 имеет коническое днище и откидную крышку 3. Необходимая герметичность между корпусом и крышкой достигается байонетным кольцом 4 с уплотнительным шлангом. Открывается крышка при помощи пненмоцилиндра 2. В корпусе фильтра установлены фильтровальные плиты 5, каждая из которых представляет собой металлическую рамку с натянутой дренажной сеткой. По обе стороны дренажной сетки кренится фильтровальная ткань или сетка.

     Подлежащий  фильтрации алюминатный раствор под давлением, создаваемым насосом, через патрубок 9, подается в корпус фильтра; прошедший через фильтровальную ткань чистый раствор

     выводится из фильтрующих плит в коллектор  фильтрата 7, а осевший на плитах шлам промывается водой, для чего через слой шлама фильтруют поду. После окончания промывки шлам смывают с плит с помощью механизма гидросмыва 6. Вода для гидросмыва подается в форсунки, установленные на трубе этого механизма. Труба гидросмыва вращается, а также совершает возвратно-постунательное движение, что необходимо для смыва осадка со всей поверхности плит. Смытый осадок выгружается из фильтра через донный клапан 8 и патрубок 10. Управление работой фильтра автоматизировано.

     Фильтр  с поверхностью фильтрации 125 м² имеет 38 фильтровальных плит, расположенных в корпусе диаметром 3,2 м и высотой 5,4 м. Рабочее давление при фильтрации и промывке до 0,4 МПа, давление воды в трубе гидросмыва 0,6— 1 МПа.

     В качестве фильтрующего слоя используется плотная фильтровальная ткань или  слой целлюлозно-бумажной массы, который наносится на металлическую сетку. Для приготовления целлюлозно-бумажной массы целлюлозу и бумагу (макулатуру) смешивают с алюминатным раствором и размалывают в специальном аппарате—гидропульпере (барабане, внутри которого находится измельчающее устройство — вал с рабочим колесом). Бумагу и целлюлозу загружают в гидропульпср через люк; измельченная масса проходит через решетку, установленную у торца барабана, и откачивается в мешалку. Готовая масса, содержащая твердого не менее 3—5 г/л, из мешалки насосом подается на зарядку фильтров.

     Выгруженную из фильтра вместе с осадком красного шлама целлюлозно-бумажную массу  можно использовать повторно, если отмыть от нее шлам. Отмывку ведут  водой в барабанах, выполненных  из металлической сетки и частично погруженных в корыто.

     В нашей стране разработан и применяется  также фильтр ЛВАЖ с поверхностью фильтрации 225 м² и с комбинированным отводом фильтра: верхним — при намыве слоя целлюлозно-бумажной массы и нижним — при фильтрации алюминатного раствора. Такой способ отвода фильтрата позволяет равномерно намывать фильтрующий слон па рамы фильтра и получать более чистый фильтрат.

     При эксплуатации листовых фильтров контролируют и регистрируют производительность фильтра, давление в фильтре и  температуру раствора, чистоту фильтрата, концентрацию твердого в целлюлозной пульпе. Чистота фильтрата характеризуется содержанием в нем Fe₂O₃ , которое не должно превышать 0,015 г/л. Производительность фильтра равна произведению его удельной производительности на площадь фильтрации. Удельная производительность фильтра тина ЛВАЖ составляет 0,7— 1,5 м³/м².ч).

     На  рис. 27 показана схема песочного (бокситового) фильтра для фильтрации алюминатного раствора. Такой фильтр представляет собои цилиндрический сосуд со сферическими крышками и ложным дном. Алюминатный раствор фильтруется через слой дробленого боксита, загруженного на ложное дно. Для обеспечения равномерного распределения раствора по сечению фильтра и ложном дне предусмотрено распределительное устройство. Чистый фильтр отбирается с помощью дренажных устройств, расположенных в верлпен части слоя боксита.

     Подлежащий  фильтрации алюмннатнын раствор поступает в фильтр самотеком из напорных баков, уровень в которых поддерживается постоянным. Основное количество раствора поступает снизу через распределительное устройство в ложном дне;

     остальная часть раствора поступает сверху н создаст противодавление, необходимое для удержания слоя боксита на месте.

     Фильтрующий слон состоит из двух-трех фракции  боксита различной крупности, которые  загружаются в фильтр поочередно: более крупная, фракция образует нижнюю часть слоя, самая мелкая—верхнюю часть. Общая высота фильтрующего слоя 3,4 м.

     Для получения боксита необходимой  крупности предусмотрена специальная  установка, включающая молотковую дробилку и трехситнын грохот.

     Для удаления частиц шлама, задержанных  слоем боксита, проводят его регенерацию, которая состоит в периодической промывке боксита промводой от .промывки шлама н раствором каустической щелочи при перемешивании воздухом. Периодически боксит из фильтра выгружают н заменяют свежим.

     Песочный  фильтр диаметром 3,6 м (площадь сечения 10 м²) н высотой 7,7 м имеет производительность 100 м³ раствора в час.

     Шламовое  хозяйство. Промытый красный шлам поступает в мешалки шламоудалснпя, из которых после дополнительного разбавления водой перекачивается на шламовое поле. Шламовое поле обычно состоит из нескольких отстойных прудов (карт), при сооружении которых стремятся максимально использовать рельеф местности. Для предупреждения фильтрации щелочных вод и загрязнения близлежащих водоемов в основании и дамбах прудов предусматривается нротивофильтрационнын экран.

     На  шламовом поле шлам осаждается н постепенно уплотняется, при этом содержание влаги  в нем снижается до 20—25%. Отстоявшаяся жидкая часть отвального шлама называется подшламовои водок; она содержит (Al₂O₃+Na₂O) 3—5 г/л и почти полностью возвращается в цикл глиноземного производства, что важно для сокращения потерь глинозема и щелочи с красным шламом н предотвращения загрязнения грунтовых вод щелочью.

     Часть подшламовой воды попользуется для  гидротранспорта шлама на шламовое ноле, т. с. является оборотной; остальное количество возвращается в систему промывки шлама.

     Кроме прудов-отстойников для шлама, шламовое хозяйство включает шламонасосные  станции (центральную и станции  подкачки), шламопроводы, пруд вторичного отстоя подшламовой воды, насосную станцию и трубопроводы подшламовой воды.

     С отвальным шламом теряется значительное количество глинозема и щелочи. Большая  часть глинозема и щелочи находится  в шламе в нерастворимой форме (натриевый гидроалюмосиликат и  другие соединения), меньшая часть  теряется с жидкой частью отвального шлама. Величину потерь глинозема и щелочи с отвальным шламом в нерастворимой форме находят, исходя из количества шлама и содержания в нем Al₂O₃ и Na₂O. Потери Al₂O₃ и Na₂O с жидкой частью отвальною шлама в основном зависят от степени отмывки шлама. Величину этих потерь находят как разность между количеством Al₂O₃ и Na₂O в жидкой фазе отвального шлама и в возвращенной в цикл подшламовой воде. На 1 т сухого шлама в цикл возвращается 1,5-2,5 м³ подшламовои воды.

     Промытый  красный шлам отбирается из конуса последнего промыпателя с ж:т=2-2,5. Для дальнейшего снижения содержания в нем жидкой фазы необходима фильтрация. Такая необходимость может возникнуть при сокращении расхода воды на промывку шлама с целью экономии пара на упаривание маючных растворов или при использовании шлама для тех или иных целей. 
 
 

     Рис.26. Листовой вертикальный

     Фильтр:

     1—корпус; 2 —пневмоцилиндр 3— крышка; 4 — байонетное кольцо; 5—фильтровальные плиты; 6—механизм гидросмыва; 7 - коллектор фильтрата; 8—донный клапан; 9 — натрубок для подачи суспензии; 10—патрубок для выгрузки осадка