概述

隔膜壓濾機在國內進行工業實驗的情況。 20世紀90年代以前，在硫酸法鈦白粉工業 生產中，水解后的偏鈦酸漿料進行過濾和水洗 (簡稱為“一次水洗”)，漂白后漿料的過濾和水 洗(簡稱為“二次水洗”)，包膜后的TiQ過濾 和洗滌(簡稱為“三次水洗”)等全部使用葉濾 機。鹽處理后進轉窯前脫水(簡稱“窯前脫水”) 使用真空轉鼓過濾機。葉濾機應用于過濾和水 洗，存在著占地面積大、水耗量大；掛片槽、水 洗槽、打漿槽為大面積敞口式設備，產品易受大 氣中的風沙、粉塵和有害物質的污染，操作過程 繁雜、環境差等缺點，一直是困擾鈦白工業發展 的主要問題之一。 英國TiOxide集團公司1992年曾在馬來西 亞家權州HTM公司建成投產一座50kt／a大型硫 酸法鈦白粉廠，其中一洗、二洗、三洗和窯前 脫水等摒棄了傳統的葉濾機和真空轉鼓過濾機， 采用德國連恩舍(I艘r)公司生產的隔膜壓濾 機，取得了良好的效果。美國杜邦 (DupOnt)公司、芬蘭凱米拉(Kemira)、美國 NI。公司和克朗諾斯(KronoS)、德國薩其賓 (Sachtleben)、拜耳(Bayer)等公司將隔膜壓濾 機應用于鈦白生產。

隔膜壓濾機在鈦白生產中的應用，引起國內鈦白行業的關注。各廠反應不一，有的廠采用引進國外壓濾機的技術和裝置；有的廠探討國產化 的可行性，做國產隔膜壓濾機的實驗；有的廠由 外商提供隔膜壓濾機做工業實驗。 本文著重介紹國產隔膜壓濾機和德國連恩舍 2國產隔膜壓濾機

實驗裝置

國內某壓濾機廠生產的800mm×800mm濾 板，為三片二腔室，腔室厚度為3．0cnl和 2．5mm，進料用螺桿泵，水洗用隔膜泵，空氣壓 干用氣瓶內的氣體，實驗地點在壓濾機廠，水溫 16℃。 2．2實驗內容 實驗物料4種，由國內某鈦白粉廠運到現場，實驗內容以下：

(1)鹽處理后的偏鈦酸進轉窯前的脫水實 驗。

(2)水解后的偏鈦酸漿料壓濾和水洗實驗。

(3)漂洗處理后，鈦液漿料壓濾和水洗實 驗。

(4)表面處理后漿料的壓濾和洗滌實驗。

結果

(1)鹽處理后的偏鈦酸脫水實驗，壓濾時間 為15min，壓干5min，壓濾壓力保持在0．25～ 0．3御a為宜，當壓力達到O．6腳a時，濾液f昆 濁，發生穿濾現象。壓濾后濾餅含固量43％， 含水量57％。

(2)漂白后鈦液壓濾和水洗實驗，進料時間 為22min，壓干5min，水洗120min，卸料 20min，共計約3h，洗滌后濾餅中Fe++含量約 65ppm，用水量比葉濾機要多10％。

(3)表面處理后漿料的壓濾和洗滌實驗，進 料22min，水洗30min，壓干7min，卸料20min， 共計79min。壓濾、洗滌壓力為0．3MPa，經洗 滌后的濾餅符合工藝指標要求，用水量僅為葉濾 機洗滌水用量的35．6％。

初步結論

國產壓濾機可成功地替代原有真空轉鼓過濾機和壓濾機，進行窯前脫水和三洗。窯前脫水和 干燥前脫水，因濾餅含固量比真空轉鼓過濾機 高，含水量較低，有利于提高轉窯和鈦白干燥設 備的生產能力和降低能量的消耗，效果較好。 但對于一洗和二洗，洗滌結果經分析Fe++ 指標不理想，水洗時間過長，用水量較大，距工 業應用的要求還有一段距離，如隔膜壓濾板、工藝流程和操作方法以及自動控制等方面還有待改進。

實驗裝置

隔膜壓濾機，內有壓濾板 1000mm×1000mm，6個腔室，以一洗為例，采 用中心洗、預壓榨、角洗、角吹氣、卸料等過 程。壓濾機安裝在國內某鈦白粉生產現場，用現 場的物料，水洗用熱水，壓榨吹氣用壓縮空氣。

實驗內容

水解后偏鈦酸的壓濾和水洗實驗(即“一次 水洗”)。

結果

水解后偏鈦酸的壓濾和水洗實驗，進料 18min，中心水洗20min，預壓干5min，角洗 llmin，中心吹氣和角吹氣約6min，共計 60min。進料壓力為0．38MPa，水洗壓力為 0．4MPa，經幾次實驗，濾餅測定平均Fe++的含 量為153ppm，濾餅含固量為50％～55％，每噸干鈦白粉水洗用水量17～19t。

初步結論

一洗物料是鈦白粉生產較難洗滌的物料。針對一洗來說，隔膜壓濾機在國內實驗結果是好的，由于現場條件所限未能進行二洗、 三洗和窯前脫水三項實驗，但可以相信壓濾機對于上述3個生產過程都不會有問題。

隔膜壓濾機應用的技術特點

節約水洗用水

因水解后偏鈦酸漿料進隔膜壓濾機，壓濾機 內濾餅固含量比用葉濾機濾餅固含量高，加上壓 濾機在壓力0．35～0．45MPa下洗滌，比用葉濾 機在真空抽吸的效率高，故洗滌用水量少，據國外某公司的報告，折算噸干鈦白粉用水量為 12．5m3，我國一洗用壓濾機，各廠統計不太完 善，在20～40m3，故節約用水量很明顯。據介 紹，二次水洗、三次水洗連恩舍隔膜壓濾機用水 量分別為5．5m3／t干品和2．5m3／t千品，比葉濾機 用水量要小得多。

提高洗滌質量

一次水洗，葉濾機一般可洗到Fe++< 500ppm，壓濾機一次水洗后，濾餅的Fe++< 200ppm，甚至可達Fe++<100ppm，有利于提 高洗滌質量，減少漂白工序的負荷。 4．3用電分析 以15kt～20kt／a鈦自粉生產裝置為例，窯 前脫水、一洗、二洗、三洗用真空轉鼓過濾機一 葉濾機與隔膜壓濾機的用電量進行綜合比較如 下：

(1)窯前脫水用真空轉鼓過濾機2臺(1 開1備) 主電機7．5KW，攪拌電機5．5KW， (7．5+5．5)×2=26kW

(2)干燥前脫水用真空轉鼓過濾機1臺， 主電機5．5KW，攪拌電機5．5l涮， (5．5+5．5)×2=22KW

(3)一、二、三洗真空泵2臺， 2×110=220KW

(4)窯前脫水和干燥脫水用真空泵 3臺， 3×110=330KW

(5)3臺橋式吊車 橋吊30kw，行車 15kW，3×(30+15)=135kW上述幾項總裝機容量26+22+220+330+ 135=733kW。 運轉用電量計算以310d／a計，則 (13+11+220+220十3×45×0．5)×24× 310=395．4萬kWh／a

隔膜壓濾機

(1)隔膜壓濾機本身用電 一洗壓濾機2臺6．87×2=13．74KW 二洗壓濾機2臺6．87×2=13．74kW 三洗壓濾機2臺3×2=6kW 窯前脫水壓濾機1臺3kw

(2)其他泵類用電量計算 一洗進料泵2臺45×2=90kw． 一洗水洗泵2臺37×2=74kW 二洗進料泵2臺45×2=90kW 二洗水洗泵2臺30×2=60kw 窯前進料泵1臺55×1=55l河 三洗進料泵2臺45×2=90kW 三洗水洗泵2臺30×2=60l河 高壓洗濾布泵1臺100KW 空壓機1臺65kW 上述總裝機容量為720．48kW

(3)隔膜壓濾機的操作及運行分析 隔膜壓濾機操作以一洗為例，有進料過濾、 中心水洗、預壓榨、去壓榨、打開壓濾機、關閉 壓濾機等過程，另外還有正常維修、洗濾布等， 總時間約84min。二次水洗總時間約85min。三 洗總時間為66～86min，窯前脫水每個周期總時 間為21．5min，上述4種壓濾機的電耗分別計算 如下： 一次水洗壓濾和水洗用電量： 2×45×26％×81％+2×37×74％×81％= 63．31kW 式中，一次水洗的壓濾和水洗占總時間的81％。 其中，壓濾占壓濾和水洗時間的26％，水洗占 壓濾和水洗時間的74％。 二次水洗壓濾和水洗用電量： 2×45×13％×81．7％+2×30×87％× 81．7％=52．21kW 式中，二次水洗的壓濾和水洗占總量時間的 81．7％。其中，壓濾占壓濾和水洗時間的13％； 水洗占壓濾和水洗時間的87％。 三次水洗壓濾和水洗用電量： 2×45×25％×78％+2×30×75％×78％= 52．65kW 式中，三次水洗的壓濾和水洗占總時間的78％。 其中：壓濾占壓濾和水洗時間的25％；水洗占 壓濾和水洗時間的75％ 窯前脫水用電量： 55×21％=11．55KW 式中，窯前脫水壓濾占總時間的21％。 上述四項用電量為：179．72KW 179．72kW×24×310=133．7萬m／a 空壓機用電量，運行率67％ 65kW×24×O．67×310=32．4萬kWh／a 高壓水洗用電量，一天運行5．5h 100kW×5．5×310=17．05萬kWh 一洗、二洗、三洗、窯前脫水壓濾機機體用 電負荷： 13．74+13．74+3+6=36．48kW 用電量36．48×24+310=27．14萬l(Wh／a 上述四項共計用電量為 133．7+32．4+17．05+27．14=210．25萬 kWh／a 隔膜壓濾機比葉濾機一真空轉鼓過濾機用于 一洗、二洗、三洗和窯前脫水節省電量為： 395．4—210．35=185．15萬kWh／a 若每度電按0．4元計，每年節省電費為： 185．15×0．4=74．06萬元 4．4減少能耗，提高產品質量 原葉濾機操作過程有掛片、洗滌、打漿等過 程，采用掛片槽、水洗槽、打漿槽，這些槽均為 大面積敞口式，大氣中的風沙、粉塵及其氣相中 的有害物質都會影響鈦白粉的質量。在冬季由于 這些槽的散熱面積大，需要增加加熱熱水所用蒸 汽量，且葉濾機大，廠房環境溫度高，濕度大， 操作環境差。 改為隔膜壓濾機后，應用于一洗、二洗、三 洗工藝中，壓濾機為全封閉操作，不受大氣風沙 粉塵的影響，可提高產品質量，節省加熱水的蒸 汽用量，也改善操作環境。壓濾機全系統使用PLC控制或D(篤控制，自動化水平高，可降低 30％～40％，第三種配置組合技術穩妥，投資相 勞動強度，減少操作工人數。 對較省。 4·5節省占地面積 5結語 以15kt／a鈦白粉裝置為例，隔膜壓濾機比 葉濾機可節省建筑面積40％，約540m2。

投資

上述三種配置組合總體造價要高于配置國產 鈦白工業生產中，曾在窯前脫水、一洗、二 洗使用過技術落后的壓濾機，后來窯前壓濾機被真空轉鼓過濾機取代，一洗、二洗的壓濾機被葉 濾機取代。后來壓濾機通過自身的改進，開發出 隔膜壓濾機，加上計算機模擬技術的應用，改變 了濾板流體分布的狀態，提高了洗滌效果，節省 洗滌水量，縮短洗滌周期，節約占地面積，改變 操作環境，自動化水平高及濾餅固含量高等。