НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ СУСПЕНЗИИ Российский патент 1998 года по МПК B01D39/16 

Изобретение относится к фильтрующим материалам, преимущественно используемым на рамных фильтр-прессах при фильтрации суспензий в гидрометаллургическом производстве пятиокиси ванадия.

Известны фильтрующие ткани из полиэфирных нитей, применяемые на рамных фильтр-прессах для фильтрации суспензий в цветной металлургии (ТУ 17 РСФСР 4064-75, прейскурант N 42-05 Оптовые цены на шелковые готовые ткани, штучные изделия и суровые. М.: Прейскурантиздат, 1981, с. 258, артикул 56038). Недостатком этих фильтрующих тканей является их низкая грязеемкость, соответственно низкий срок службы, недостаточная задерживающая способность, вызванная возможностью раздвижки нитей основы и утка при увеличении сопротивления на локальных участках попадания загрязнений или полезного продукта. Кроме того, такие ткани обладают повышенной способностью скольжения по поверхности решетки фильтр-прессов, что вызывает попадание полезного продукта в сток или загрязнений в фильтрат.

Известен также фильтрующий нетканый материал, пригодный преимущественно для фильтрации жидкостей на рамных фильтр-прессах. Известный материал выполнен в виде скрепленных иглопрокалыванием и термофиксацией в единое целое фильтрующего входного и подкладочного упругого выходного слоев из синтетических волокон с каркасной тканью из синтетических нитей между указанными слоями. При этом входной фильтрующий волокнистый слой состоит, по крайней мере преимущественно, из волокон более тонких, чем волокна выходного подкладочного волокнистого слоя, и его свободная поверхность является оплавленной и гладкой. Входной фильтрующий и выходной подкладочный слои могут быть выполнены из различных синтетических, в т.ч. полиэфирных и полипропиленовых волокон, или из смесей этих волокон (см. описание к а.с. ЧССР N 258280 по кл. МКИ D 04 H 1/48, опубл. 30.08.89 г.). Поскольку выполняющий фильтрующие функции входной волокнистый слой состоит из более тонких волокон, чем выходной подкладочный слой, и имеет гладкую оплавленную поверхность, то этот материал обладает низкой грязеемкостью и при фильтрации жидких суспензий с большим диапазоном размера частиц (от 5 до 300 мкм и выше) рабочая поверхность материала со стороны входного слоя подвергается сильному износу, быстро забивается, что, в свою очередь, приводит к росту сопротивления фильтруемому потоку и необходимости частой замены фильтрующего материала.

Задача изобретения состоит в создании фильтрующего материала, обладающего повышенной грязеемкостью при фильтрации суспензий с большим диапазоном размера частиц и имеющего длительный срок службы.

Эта задача решается за счет того, что в фильтрующем нетканом материале, включающем входной и выходной волокнистые слои из смеси полипропиленовых волокон с полиэфирными и каркасную ткань из полиэфирных нитей, расположенную между указанными волокнистыми слоями, скрепленные между собой иглопрокалыванием и термофиксацией, входной волокнистый слой выполнен из волокон, равных по толщине волокнам выходного слоя или он содержит больше толстых волокон, чем выходной волокнистый слой. Согласно варианту изобретения в предлагаемом фильтрующем нетканом материале, между входным волокнистым слоем и каркасной тканью расположен дополнительный волокнистый слой из полых силиконизированных полиэфирных волокон.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

Изготавливали фильтрующий нетканый материал, включающий: входной волокнистый слой поверхностной плотностью 220 г/м² из смеси 60 мас.% полипропиленовых волокон линейной плотности 0,6 текс и 40 мас.% полиэфирных волокон линейной плотности 0,33 текс, выходной волокнистый слой поверхностной плотностью 220 г/м² из смеси 60 мас.% полипропиленовых волокон линейной плотности 0,6 текс и 40 мас.% полиэфирных волокон линейной плотности 0,33 текс и каркасную ткань поверхностной плотностью 160 г/м² из полиэфирных нитей линейной плотности 11 текс, помещенную непосредственно между указанными входным и выходным волокнистыми слоями. Волокнистые слои и каркасную ткань скрепляли между собой посредством иглопрокалывания и последующей термофиксации. Полученный материал использовали на участке гидрометаллургического производства пятиокиси ванадия после гидролиза и сгущения ее водной суспензии с размером частиц в диапазоне от 5 до 310 мкм и выше. Этот материал укладывали между лентопротяжным тканым полотном и решеткой рамного фильтр-пресса марки ФПАКМ-25МП. Цикл фильтрации включал: непосредственно фильтрацию водной суспензии пятиокиси ванадия, последующую промывку противотоком воды, отжим и сушку. При прохождении суспензии через фильтрующую салфетку, благодаря тому, что входной слой состоит из волокон, толщина которых равна толщине волокон выходного слоя или он содержит больше толстых волокон, чем выходной слой, частицы полезного продукта - пятиокиси ванадия полностью задерживаются по всей толщине фильтрующей салфетки, а вода проходит сквозь фильтрующий материал в сток. При последующей промывке противотоком воды частицы полезного продукта свободно перераспределяются в структуре материала соразмерно соответствующим порам, расположенным по всей толщине салфетки. Анализ отобранных проб сточной воды в течение 300 циклов фильтрации показал полное отсутствие частиц пятиокиси ванадия. Срок службы фильтрующего материала составил 625 циклов фильтрования, что в 2,5 раза превышает установленную норму.

Пример 2.

Изготавливали фильтрующий нетканый материал, включающий: входной волокнистый слой поверхностной плотностью 110 г/м² из смеси 80 мас.% полипропиленовых волокон линейной плотности 0,6 текс и 20 мас.% полиэфирных волокон линейной плотности 0,33 текс, выходной волокнистый слой поверхностной плотностью 180 г/м² из смеси 60 мас.% полипропиленовых волокон линейной плотности 0,6 текс и 40 мас.% полиэфирных волокон линейной плотности 0,33 текс, каркасную ткань поверхностной плотностью 160 г/м² из полиэфирных нитей линейной плотности 11 текс, расположенную над выходным волокнистым слоем и дополнительный волокнистый слой поверхностной плотностью 130 г/м² из силиконизированных полых полиэфирных волокон линейной плотности 0,6 текс, расположенный между каркасной тканью и входным волокнистым слоем. Все указанные слои скрепляли между собой и каркасной тканью посредством иглопрокалывания и последующей термофиксации. Полученный материал использовали на участке гидрометаллургического "черного" передела производства пятиокиси ванадия при фильтрации суспензии обожженной шихты в виде раствора пятиокиси ванадия в серной кислоте, содержащей частицы окалины и др. загрязнений размерами в диапазоне от 5 до 310 мкм и выше. Фильтрующий материал использовался в виде салфетки на таком же фильтр-прессе и в таком же цикле фильтрации, как в примере 1. При прохождении суспензии через фильтрующую нетканую салфетку, благодаря тому, что выходной слой содержит больше тонких волокон, чем входной волокнистый слой и, благодаря наличию дополнительного слоя из полых силиконизированных волокон, более крупные частицы загрязнений задерживаются во входном и указанном дополнительном слоях, в то время как мелкие частицы задерживаются в выходном слое. После промывки часть трудно вымываемых частиц загрязнений все еще остается в выходном слое. После отжима дополнительный слой из полых силиконизированных полиэфирных волокон, которые обладают повышенной упругостью, способствует перераспределению оставшихся частиц загрязнений из выходного слоя, подсасывая их в верхние слои, за счет чего существенно повышается грязеемкость фильтрующего материала и срок его службы повышается. После 625 циклов фильтрования грязеемкость высушенного материала составила 1480 г/м² при исходной поверхностной плотности 600 г/м².

Нетканый материал для фильтрации суспензий предназначен преимущественно для использования на рамных фильтр-прессах при фильтрации суспензий в гидрометаллургическом производстве пятиокиси ванадия. Материал включает входной и выходной слои из смеси полипропиленовых волокон с полиэфирными. Между указанными слоями расположена каркасная ткань из полиэфирных нитей. Волокнистые слои и каркасная ткань скреплены между собой иглопрокалыванием и термофиксацией. Входной волокнистый слой выполнен из волокон, равных по толщине волокнам выходного слоя, или он содержит больше толстых волокон, чем выходной волокнистый слой. Между входным волокнистым слоем и каркасной тканью может быть расположен дополнительный слой из полых силиконизированных полиэфирных волокон. Такая структура обеспечивает повышение грязеемкости и срока службы фильтровального материала при большом диапозоне размера частиц фильтруемой суспензии. 1 з.п. ф-лы.

1. Нетканный материал для фильтрации суспензий преимущественно на рамных фильтр-прессах, включающий входной и выходной волокнистые слои из смеси полипропиленовых и полиэфирных волокон и каркасную ткань из полиэфирных нитей, расположенную между указанными волокнистыми слоями, скрепленные между собой иглопрокалыванием и термофиксацией, отличающийся тем, что входной волокнистый слой выполнен из волокон, равных по толщине волокнам выходного слоя, или он содержит больше толстых волокон, чем выходной волокнистый слой. 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что между входным волокнистым слоем и каркасной тканью расположен дополнительный волокнистый слой из полых силиконизированных полиэфирных волокон.