高分子精密微孔过滤技术在冶金化工生产上的应用

高分子精密微孔过滤技术在冶金化工生产上的应用

1、 早期的成功应用：1975年开始，除了在制药与化工等进行推广外，还专门进行有色金属行业的推广。

⑴ 超细金属盐粉体的过滤、洗涤与压干：

一台过滤面积为10m2的新型精密微孔过滤机取代原来落后的“三足式离心机+搅拌打浆罐”工艺，每批处理90kg超细干粉体，代替了老工艺的SS-800离心机，800升的搅拌打浆罐，W-7离心泵，φ1.2米真空吸滤盘，6只1000升的沉淀桶。氢氧化钽与氢氧化铌很细，0.5～2μm占90%以上，需氨水洗涤粉体中的氟离子。采用新过滤技术后呈现以下几大优越性：

a. 完全解决超细粉体在过滤过程中大量穿漏这一致命伤（原工艺虽有沉淀桶与真空吸滤盘等回收装置，由于受外来尘埃等污染，回收的粉体只能重新加工或作次品处理）；

b. 原来工艺，需四次洗涤，固体滤饼在搅拌打浆罐与离心机之间来回四次，不仅麻烦劳累，产品还易受外界污染，现在新工艺的过滤洗涤与压干均在一台过滤机内，完全密闭操作，直至出料，不需反复来回倒腾；

c. 该产品需用氨水洗涤，老工艺全是敞口操作，车间氨气弥漫，严重影响工人健康，生产环境极为恶劣，现完全密闭，澈底解决了劳动保护问题；

d. 老工艺设备多，占地面积大，新技术的设备少，节省厂房面积60%，每年节电12.2万kw。

 

某化工厂的超细粉体的过滤、洗涤与压干操作成功应用三年后，该应用技术推广到上海感光胶片厂，成功用于硫酸钡的超细粉体的过滤与洗涤。硫酸钡更细，小于0.5～0.6μm的微粒的重量超过60%。该厂每天需生产1500kg硫酸钡浆，原工艺采用二台20m2的板框压滤机进行过滤与机内洗涤（洗去硫酸钡中的氯离子）。每天三班24小时生产，才能满足生产需要。经采用二台10m2高分子精密微孔过滤机取代二台20m2的板框压滤机后，立即产生以下明显效益：

a. 原板框压滤机过滤与洗涤时，滤液浑如牛奶，大量细硫酸钡穿漏，每年损失60多吨；采用新的精密微孔过滤机后，一开始过滤，滤液就清如水，每年不再损失；

b. 板框压滤机的洗涤效果很差，时间长，洗涤水用量大，二台20m2的板框压滤机三班24小时生产，还满足不了生产要求；新的精密微孔过滤机的洗涤效果好，时间短，两台10m2的过滤机，只需二班16小时生产，产量就满足要求。此两台微孔精密过滤机由于洗涤效率提高，产量增加33%，每年节省无离子水7250吨；

c. 新的过滤机完全机械化操作，不需板框压滤机那样繁重体力劳动，节省劳动力5人，劳动生产率提高50%。

微孔精密过滤机不仅性能优越，而且非常稳定，可以连续应用十年至二十年。

⑵含超细微粒的液体溶液的大规模精密澄清过滤：

1975年，上海某一重点大学开发一项“中性水溶液电解法清除钢板铁锈”的新技术，以取代严重污染环境的“盐酸法钢板除铁锈”的传统技术。新技术遇到一大瓶颈是电解液中氢氧化铁超细微粒的浓度不断增加，使电压不断上升，因而电耗亦不断增加。氢氧化铁都小于0.5μm，接近胶体，用其他方法很难高效、方便又较经济地去除。经采用我们的微孔精密过滤机就相当迅速的解决了这一问题。当时专门设计了一台过滤面积为30m2精密微孔过滤机，首先在上海第四冷轧厂成功应用，每小时过滤溶液量可达4～5立方,过滤后溶液清彻透明。该技术又推广到上海第十钢铁厂，应用规模比第四冷轧厂大几倍。后由于上海市区改造与企业调整等原因，该应用没有继续。

⑶重金属废水的精密微孔过滤：

上世纪七十年后期至八十年代，我国开始重视废水治理，首先重点解决重金属废水。国内外治理此类废水最早采用吸附法（从活性炭吸咐到离子交换），至七十年代中期，吸咐法逐渐让位于化学沉淀法。我国的化学沉淀法基本上采用氢氧化钠中和法，因为成本最低，但却遇到过滤难题，因为中和后形成的各种重金属氢氧化物沉淀都是又细又很粘的微粒，分离极为困难，如沉降，石英砂过滤，板框压滤机过滤等，由于分离效率低，细颗粒难以完全截留住，以致废水很难达到国家规定的排放标准。1976年，上海江南造船厂在“电镀液循环净化过滤”与“电镀废水化学中和法处理”二个项目中都采用高分子精密微孔过滤机。在电镀废水处理这一项目中又有“含铬废水”与“含锌废水”两种。1979年，“电镀液循环净化过滤”与“含铬废水中和法处理”二项目都通过鉴定。从此以后，此两应用项目开始在国内推广。尤其电镀废水处理，由于过滤效率高，无论铬、铜、镍、锌、铅、镉等重金属离子废水经化学中和后，通过高分子精密微孔过滤机，流出的都是清彻如自来水的滤液，水中的有害的重金属离子残留浓度远低于国家规定值。如铜、镍等离子，国家规定为1mg/L，只要化学处理合格，经本过滤技术过滤，一般水中的这些离子浓度均不超过0.1mg/L。不仅过滤效率高，而且操作简便，占地面积小，动力消耗省。从本过滤机上部流出的是合格的排放清水，从本过滤机底部定期排出较干的重金属氢氧化物滤饼（滤饼可继续处理，提取其中重金属，因为这些滤饼中重金属的浓度都很高）。该处理技术在国内获得广泛推广，当时，在上海就有六十多家电镀，无线电与金属制品等行业中的中型以上工厂选用近200多台精密微孔过滤机过滤重金属废水。在国内其他地区，也在大规模推广。如广东中山小榄镇，一港资线路版厂，每台为100m2的大型精密微孔过滤机有四十多台，从上世纪九十年代初一直用到现在，每天处理含铜与含氟水近一万吨。电镀废水处理的第一家用户——上海江南造船厂从1976年一直用到现在，已连续应用33年。可见精密微孔过滤技术既高效长效，又很可靠稳定。

2、 最近十多年的成功应用：

上世纪八十年代末至九十年代末，本技术向国内基本化工，精细化工，生物化工，制药化工与食品化工等行业进行全面推广。无论含固量多的超细粉体的精密滤饼过滤（如超细粉末活性炭，超细固体催化剂与超细结晶体等），或含固量少的但液体量较大的液体精密澄清过滤（如氯碱生产饱和盐水的精密澄清过滤，化纤生产的硫酸凝固酸浴精密澄清过滤，食用油的精密过滤，许多化工生产的原料液，中间液及成品液的精密澄清过滤等，制备食品级磷酸与磷酸盐，就有多道中间液过滤与成品液过滤），都已大规模推广应用。如超细粉末活性炭过滤，超细催化剂过滤，饱和盐水过滤，硫酸凝固酸浴过滤等。至二十一世纪初，本技术又向有色金属生产开始大规模推广应用。 

⑴ 超细金属粉末的精密滤饼过滤、洗涤与压干：

已成功应用的有白钨细粉体，氢氧化锆超细粉体，球形氢氧化亚镍超细粉体，氢氧化钛超细粉体，氢氧化铝超细粉体，碳酸镍超细粉体，草酸镍超细粉体，草酸钴超细粉体，超细银粉，超细钛酸钾晶须等超细金属粉体的精密微孔过滤、洗涤与压干。上述应用均是工业规模，每天处理的粉体都在1吨以上，有的每天有几吨。上述的超细粉体的精密微孔过滤机的结构比二十多年前早期的过滤机结构有很大改进。按照超细粉体的特性不同，有几种不同的内部结构与不同的滤饼洗涤方法。这些不同结构都已获得国家专利，有的已连续应用六年以上。

⑵ 金属盐溶液的精密澄清过滤：

⑶ 在有色金属的选矿生产上的应用：

由于有色金属矿资源日益贫乏，矿石中有用矿物的结晶粒度变细，传统的精矿粉分离浓缩的浓密机很难完全回收极细的精矿微粒。现在国内许多有色金属选矿厂都已建成浓密机，以致每天有大量有色精矿微粒被排到江湖中，贵重的资源成为危害环境，最后损害人畜的污染源。为了提高现有浓密机的回收率，我们与国内有关企业合作，将浓密机的溢流液直接泵送至高分子精密微孔过滤机进行回收净化过滤。已在镍精矿、铜精矿与锡精矿等生产上进行长期试验，都取得明显效果。