简介

      压滤机是传统的固液分离设备之一，主要应用于过滤脱水或提取滤液。压滤机是由多块滤板和滤框叠合组成滤室，并以压力为过滤推动力的压滤机械。压滤机为间歇操作，有板框压滤机、厢式压滤机和立式压滤机三类。

压滤机

      压滤机的应用最早出现在中国汉朝，19世纪初，第一台板框式压滤机诞生，后应用化工、食品、煤炭、制药、冶金、酿造以及环保等行业。

简史

      中国在公元前一百多年汉朝准南王刘安发明豆腐制作过程中就有了最原始压滤机的应用。在 19 世纪初期，因为德国人酷爱饮酒，酒类供不应求，当地制酒公司为了加快酒的压榨和过滤，世界上第一台板框式压滤机出现了，非常好的提高了工作效率和压滤质量。20世纪 50 年代出现自动压滤机 ，压滤机的性能发生根本改变，工作效率得到提高，压滤机开始用于煤炭和冶金等行业。经过几十年的发展，压滤机在结构和材质上得到很大改进，出现了快速入料和卸料、隔膜压榨、强气流穿透等技术。目前压滤机以其独特优势，成为处理细粒和高灰物料的最佳设备。

工作原理

      压滤过程属于滤饼过滤，又叫表面过滤 (surface filter)。压滤初期先由滤布对矿浆起过滤作用，截留大于滤布孔隙的悬浮颗粒并在滤布上形成滤饼。随着滤饼厚度增加，滤布对矿浆的过滤作用减弱，主要由逐渐增厚的滤饼对矿浆起过滤作用。滤饼的孔隙更小，可在滤饼表面截留更小的颗粒，在初始滤饼层上形成新的滤饼。由于压滤初期，小于滤布孔隙的颗粒进入滤液，初期滤液固体含量较高;随着滤饼增厚，细颗粒逐渐被滤饼截留，滤液变澄清。

      压滤机工作时，液压缸将所有滤板顶紧在活动头板和固定尾板 (止推板) 之间，使相邻滤板之间形成密闭滤室。矿浆从固定尾板入料孔或分多段以一定压力给入压滤机，压滤机利用泵或压缩空气对矿浆的压力，在滤布两侧形成压力差。矿浆中固体颗粒由于滤布的阻挡留在滤室形成滤饼，滤液透过滤布通过滤板上的泄水沟排出。当滤液不再流出时，停止给料，此时可以对滤饼进行隔膜挤压压榨脱水和压缩空气强气流穿透脱水。隔膜挤压压榨是采用压缩空气或水充填隔膜，利用隔膜变形产生二维方向上的压力破坏颗粒间形成的拱桥，将残留在颗粒空隙间的滤液挤出;压缩空气强气流穿透滤饼，则利用强气流将滤饼中的毛细管水置换出，最大限度地降低滤饼的含水量。完成脱水过程后，通过液压操作系统，依次或分段将滤板拉开，由于重力作用滤饼脱落。为了防止滤布堵塞、延长滤布寿命，卸饼后需对滤布进行清洗。至此，完成整个压滤过程。

基本结构

      压滤机主要由压紧板、止推板、滤板、滤板压紧装置和主梁等构成。

压紧板

      压紧板又称活动头板，位于滤板和顶紧装置之间，其两侧均安装滚轮，可在横梁导轨上滚动。压紧板通常由铸钢和铸铁制成，或用钢板焊接而成。为了提高压紧板的整体强度，将压紧板靠顶紧装置一侧设计成带肋板；另一侧做成凹形过滤面，为防腐也可做成平面，并加衬塑料滤板。

止推板

      止推板又称固定尾板，位于压滤机尾部，直接与地基相连，止推板上有入料孔和压缩空气孔。止推板具有止推和支撑主梁的作用，其材质、制造工艺和结构特征与压紧板相同。

滤板

      在压滤过程中，滤板的作用是形成滤室，并将产生的滤液通过泄水沟排出；滤板一般为正方形，两面呈凹状，可分为普通滤板和隔膜滤板。普通滤板的凹面上有圆柱状或条状凸起，凸起之间形成排水沟，能够支撑过滤介质并将过滤过程中产生的滤液排出；隔膜滤板是在滤板上热压成型了一个柔软的隔膜板，每一片隔膜板都是整个压滤板的一部分，隔膜板表面有凸起形成的排水沟。滤板最初材质为铸铁，因其质量大、易磨损，目前多采用不锈钢、涂有合成树脂膜的铝合金、相对分子量在 150 万以上的超高分子聚乙烯、PVC (最高耐温100 ℃)、增强聚丙烯 (最高耐温 100 ℃)、玻璃增强聚丙烯 (135 ℃) 以及聚偏氟乙烯 (120 ℃) 等材料制作。利用 TPE 弹性体无碱玻纤增强聚丙烯合成的滤板，既有橡胶滤板的弹性，又有增强聚丙烯滤板的韧性和刚性。

滤板压紧机构

      压紧装置在压滤时用来压紧滤板，若压不紧或受力不均衡，会造成压滤机“喷浆”。根据工作原理，压紧机构可分为手动压紧、机械压紧和液压压紧。

手动压紧

      以螺旋式机械千斤顶推动压紧板将滤板压紧。该方式操作简单，实验室多采用带压力表的手动压紧装置，压紧力为 11~20 MPa。

机械压紧机构

      由电动机、减速器、齿轮副、丝杠和固定螺母组成。压紧时，电动机正转，带动减速器和齿轮副，使丝杠在固定螺母中转动，推动压紧板将滤板和滤框压紧。当压紧力增大时，电动机负载电流增大，当电流超过保护器设定的电流值时，电动机切断电源，停止转动。由于丝杠和固定螺母具有自锁螺旋角，能可靠地保证工作过程中的压紧状态，退回时，电动机反转，当压紧板上的压块触压到行程开关时，退回停止。 机械压紧机构中杠螺纹直接承受顶紧压力，易使丝杆螺纹变形，产生卡死现象。且传动功率大，故障多。

液压压紧机构

      液压压紧机构主要由液压站、液压缸、活塞和活塞杆组成。工作时，由液压站提供高压油作为驱动力，当压紧力大于压紧板运行的摩擦阻力时，压紧板缓缓压紧滤板。当压紧力达到溢流阀设定的压力值时，溢流阀开始卸载，此时切断电动机电源，压紧动作完成，滤板被压紧。退回时，换向阀换向，压力油进入液压缸的有杆腔，当油压能克服压紧板的摩擦阻力时，压紧板开始退回。液压压紧为自动保压，压紧力是由电接点压力表控制。将压力表的上限指针和下限指针设定在工艺要求的数值，当压紧力达到上限时，电源切断，液压泵停止供油；由于油路系统可能造成压紧力下降，当压紧力达到下限时，电源接通，液压泵开始供油。以此循环达到过滤过程中保证压紧力的效果。液压压紧机构具有可靠、自动化程度高且保证压力的优点，现场多采用多缸同步压紧液压装置。但因液压系统复杂、制造条件 (无尘) 要求高，若出现故障修复困难。

滤板移动装置

      滤板移动装置的作用是在压滤完成之后拉开滤板，卸除滤饼。最初由人手动拉开滤板，但随着压滤机的大型化，人力拉板的劳动强度增大、操作条件恶劣、有效过滤时间短，逐渐不适应现代压滤机的要求，滤板自动移动装置应运而生。根据结构不同滤板移动装置分为链式和联动拨爪式移动装置。链式移动装置，该装置结构简单，链条直接受力，稳定性差，会出现脱钩现象。联动式拨爪移动装置，该装置采用整体小车式结构，运行稳定性好。但小车内联动机构较为复杂，常因游动球的锈蚀或因某个动作的失调等原因，引起整体的误动作。滤板移动装置的驱动力广泛采用机械式 (衡力矩减速机) 和液压式 (液压马达)。

主梁

      主梁除了支撑滤板、压紧板和滤板移动装置等部件外，还承受滤板压紧时的推力；因此，主梁必须采用优质钢材，如 Q345 的桥梁钢。若机架强度不够，长时间使用会变形，压紧时滤板受力不均，容易造成入料喷浆和滤板变形断裂。

基本分类

按照安装形式分

      按照安装形式分可以分为有卧式压滤机和立式压滤机。立式压滤机主要用于镍[niè]精矿、氧化锌浸出液、沸石以及铜精矿的过滤。

按滤液排放形式分

      按滤液排放形式分可以分为有明流式压滤机和暗流式压滤机。明流指滤液从每块滤板的出液孔直接流出机外，暗流指各块滤板的滤液汇合一起从止推板出液孔道流出。

按结构形式分

      按结构形式分可以分为有箱式压滤机和板框式压滤机。箱式压滤机由 2 块滤板构成滤室，板框压滤机的滤室由 2 块滤板和滤板中间的滤框共同组成。

按滤布安装形式分

      按滤布安装形式分可以分为有滤布固定式压滤机和滤布移动式压滤机。滤布移动式压滤机分为滤布单行走式压滤机和滤布全行走式压滤机，滤布单行走压滤机各滤室的滤布自成体系；滤布全行走压滤机各滤室的滤布是一整体。

按有无压榨机构分

      按有无压榨机构分可以分为有压榨式压滤机和无压榨式压滤机。

按压紧形式分

      按压紧形式分可以分为有机械压紧式压滤机和液压压紧式压滤机，液压压紧式压滤机使用较广泛。

操作参数

入料浓度

      入料浓度影响滤饼含水量、压滤时间及处理能力。浓度低时，入料时间长，处理能力低；细小颗粒极易直接进入滤布孔隙中，堵塞过滤介质孔隙，恶化过滤效果，损坏滤布。适当提高入料矿浆浓度，可缩短压滤循环时间，提高压滤机的处理能力。但入料浓度过高，容易产生压耙事故，现场压滤机入料浓度约为 300~500 g/ L。

入料压力

      压滤机入料压力可分为两段，第一阶段是快速入料阶段，第二阶段是高压脱水阶段。第一阶段入料压力约 0.2~0.3 MPa，通过低压、大流量快速形成初始滤饼，初始滤饼的骨架结构较为疏松，过滤阻力小，具有良好的通透性，有利于在短时间内形成滤饼。第二阶段是利用高压泵高压填充密实滤饼，降低滤饼含水量。高压脱水阶段压力越高，滤饼含水量越低、压滤时间越短，但是压力过高会增加能耗，加快滤板和滤布的磨损，现场压力约为 0.6~0.8 MPa。

压滤周期

      压滤机从压紧滤板到卸饼后清洗完滤布所用的时间为压滤机的一个工作周期，主要包括压滤时间、卸饼时间和滤布清洗时间等，其中卸饼时间、滤布清洗时间又称辅助时间。KZG 系列快速隔膜压滤机的压滤周期为 15~25 min，辅助时间占整个压滤周期的比例为 15%~30%。通过控制入料浓度、入料压力，采用多段入料、多段卸料可以减少压滤周期，提高压滤机的处理能力。

入料粒度

      压滤机入料中小于 0.074 mm 粒级的含量直接影响压滤效果。入料中小于 0.074 mm 粒级的含量过多时，造成矿浆黏度增大，容易堵塞滤布，形成的滤饼薄、含水量高，且压滤时间长，压滤机处理能力低。入料粒度过粗，煤泥沉降快，流动性差，容易堵塞压滤机的中心给料孔。

滤饼厚度

      过滤中，随着滤饼厚度的不断增加，滤饼的阻力将随着时间而增大，压滤机的过滤速度降低。当滤饼较薄时，过滤速度较快，但辅助时间占压滤周期比例较大；当滤饼较厚时，辅助时间占过滤周期比例小，但是过滤速度慢，压滤时间较长。对于特定性质的物料，滤饼厚度存在最佳值，当滤饼厚度为最佳厚度时，压滤机处理能力最大。压滤机滤饼的厚度取决于滤室的厚度，现场压滤机的滤室厚度均固定 (厚约 25~50 mm)。目前，根据入料性质，控制滤饼厚度、调节压滤过程，仍存在困难。

应用领域

      随着压滤机的发展，其广泛用于煤泥、铜精矿、镍精矿、硫化锑矿、金矿、氧化锌、氧化铝、电石渣、磷矿、高岭土、钛白粉、沸石、泥盐、蔗糖、棕榈油、麦汁和工业废水等过滤脱水或提取滤液。