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电池回收设备原理详解

日期:2023-12-05 浏览:387

 电池回收设备

1  预处理设备

1.1  粉碎和粉碎设备

1.1.1 粉碎机

单个电池单元主要由壳体、阳极和阴极电解质、隔离器和集电液组成。壳体主要是金属钢或铝。集电器主要是铜箔(阳极)、铝箔(阴极),阴极材料包括锂、镍、钴、锰等金属。阳极材料通常是石墨。阳极和阴极材料富集在铝箔和铜箔中,相互包裹。由于铜和铝的延展性较好,所以在电力电池回收时,通常使用粉碎机来撕裂金属壳和阳极、阴极级片。常用的粉碎机有单轴粉碎机、双轴粉碎机和四轴粉碎机。

单轴粉碎机

单轴粉碎机使用可移动的刀片粒子和固定刀片进行交互。通过筛网控制排放尺寸,物料将被粉碎、剪切和挤压,物料将被处理成更小的粒度。它常用于各种固体废物的细碎。它可以一次性将物料处理成小尺寸,广泛用于资源回收、垃圾衍生燃料(RDF)生产、废物减量等。它具有排放尺寸小、筛网可更换、物料适用性广、效率高等特点。 当固体废物通过料斗进入单轴破碎机后,推料盘在液压缸的驱动下将固体废物推向刀轴。电机旋转并通过皮带驱动将功率传输到减速器,驱动刀轴旋转并通过固定和可移动的刀片进行切割和破碎,满足筛网尺寸的成品从筛网上落下。筛网上的物料将被返回再次破碎。 移动刀片通过螺栓固定在刀轴的刀座上。当设备运行时,进入的物料将通过移动刀片和固定刀片的切割和破碎被粉碎,调节螺栓可以调节移动刀片和固定刀片之间的间隙。粉碎后,物料颗粒通过筛网被挤出,筛网的孔径决定了排放的颗粒尺寸。

设备组成

单轴粉碎机主要由:(i)刀轴机构,(ii)筛网机构,(iii)推进机构,和(iv)驱动系统组成。此外,还有进料斗、机架体、出料斗等。 刀轴机构:要求移动刀片的角度可以改变并多次使用,它与移动刀片之间的间隙可以轻松调整,刀片的材料兼容性好。 筛网机构:筛网可以快速更换,筛网座可以上下摆动(可用液压控制)。 推进机构:堆叠箱有可调节的导向块,将物料推向切割系统进行破碎。 驱动系统:驱动系统配有变频控制,转子速度从80到240 r/min。可以根据进料物料的性质调整设备(图18)。

图18 单轴粉碎机。1 - 推送机构;2 - 进料斗;3 - 刀轴机构;4 - 驱动系统;5 - 筛分机构;6 - 出料斗;7 - 机架主体。

双轴粉碎机

双轴粉碎机使用两个相对旋转的刀片之间的相互剪切和撕裂原理来破碎物料。它由双电机+双行星减速器驱动(也可以由液压电机驱动),具有强大的动力和稳定的运行。它常用于环保领域,如市政废物处理、废物焚烧预处理、大件废物处理、装修废物处理、工业废物处理和资源回收预破碎(图19)。 工作时,电池单元从入口进入破碎腔。物料在破碎腔内的相对旋转刀片的剪切和撕裂下被切成片状,并从底部排放口排出。破碎腔的大小、刀片的形状和大小以及主轴的转速是影响粉碎机性能的关键参数。

图19 双轴粉碎机。1 - 进料斗;2 - 粉碎室;3 - 驱动装置;4 - 机架体;5 - 出料口;6 - 切割工具。

四轴粉碎机

四轴粉碎机使用刀片之间的相互剪切、撕裂和挤压的工作原理来处理物料,用于破碎各种固体废物,可以一次性将物料处理成较小的尺寸,常用于生活垃圾处理、资源回收、废物焚烧预处理、水泥窑协同处理等环保领域。设备采用低速高扭矩设计,剪切力大,设备稳定,排放均匀。 四个液压或电动马达驱动四个刀轴前后旋转。上排刀轴和下排刀轴协同进行物料的初级破碎,并具有拔毛和送料的功能。二次破碎主要由下排转子通过剪切、挤压和撕裂完成。排放产品的大小主要由安装在刀轴上的刀片的厚度和筛网开口的大小决定。设备可以通过更换不同孔径的筛网来调整排放物料的大小(图20)。

图20 四轴粉碎机。1 - 进料斗;2 - 刀辊组件;3 - 粉碎室;4 - 机架主体;5 - 驱动装置;6 -筛网;7 - 料斗。

1.1.2 破碎机

在锂电池预处理过程中,电池经过粗破、低温破裂等过程后,需要进一步破碎,以将黑质(钴、锂等)从铜和铝集电器中剥离出来。破碎物料的一般大小约为30-50目。常用设备是水平锤式破碎机和转子离心破碎机。

水平锤磨机

锤式破碎机主要依靠冲击能量来完成物料的破碎操作。当锤式破碎机运行时,电机驱动转子高速旋转,物料均匀地进入破碎腔。高速旋转的锤头对待破碎物料进行冲击、剪切和撕裂。同时,物料本身的重力使物料从高速旋转的锤头冲向框架内的挡板和筛条。筛孔尺寸大于物料的部分留在筛板上,继续被锤头击打和研磨,直到破碎到所需尺寸。物料通过筛板从机器中排出(图2.21)。

图21 水平锤磨机。1-上盖体;2-上箱体;3-筛板;4-下箱体;5-铁砧;6-主轴辊;7-锤头;8-衬板;9-上卸料门。

**转子离心破碎机 **

转子离心破碎机由安装在垂直轴上水平旋转的转子和内部有环形破碎腔的筒体组成。工作时,物料从上方进入高速旋转的转子。物料通过导流板从垂直转向水平螺旋沿着转子板受到离心惯性力。转子出口的外周被抛出并在破碎腔内被破碎。物料在破碎腔内产生一系列能量交换的链式反应。它将形成喷砂现象,使部分物料形成粒子云,围绕破碎腔流动,直到失去足够的速度并离开它(图22)。

图22 转子离心式粉碎机。1 - 粉碎室;2 - 转子;3 - 驱动系统;4 - 框架体。

1.2  氮气保护系统

尽管粉碎的动力电池已经提前放电,但是有些电池并未完全放电,这些电池在粉碎时容易发生短路和火灾甚至爆炸。因此,必须在低氧环境中进行粉碎过程,常见的系统是氮气保护系统(图23)。 电池进料斗的底部和出料斗的上部都装有液压闸阀。粉碎时,先将破碎腔内充满氮气,控制氧浓度在8%以下;进料斗底部的液压闸阀间歇开闭,完成物料输送。物料破碎后,出料斗顶部的液压闸阀打开,完成一个破碎周期。 粉碎时,气压传感器实时检测破碎腔内的压力数据,将其与氧浓度数据结合起来,判断破碎腔内是否发生火灾和爆炸。当判断爆炸已经发生时,控制系统一方面启动灭火设备进行灭火,同时控制主动爆炸泄压装置打开,使产生的高温高压气体向指定的安全位置释放,以减少爆炸对破碎机造成的伤害。

图23 氮气保护系统。1-防火闸阀; 2-进料仓;3-防爆阀; 4-框架体; 5-防火闸阀2; 6-卸料槽;7-灭火通道;8-控制柜;9-液压站;10-气压检测系统。

1.3  分离和去渣设备

1.3.1 风力筛选机

风力分离系统(气流筛选)在气流作用下,以空气为筛选介质,根据密度或粒度大小分离颗粒。气流筛选的基本原理是,气流会将较轻的物料向上或从水平方向带到更远的地方。相反,重物料由于向上的气流无法支撑,会下沉,或者由于惯性足够大的重物料无法通过气流大幅改变方向,会下沉,被气流带走的轻物料然后通过旋风除尘器进一步分离。 具体来说,对于锂电池拆解,风力分离器主要用于(i)去除电池中的轻质隔离器,(2)分离电池壳和级别,以及(iii)随后在大极片状态下分离铜和铝。常用的风力筛选设备有折板风力分离器和脉冲气流风力分离柱。

**折板风力分离器 **

折板式风力分离器(Z字型)是一种在固体废物处理中常用的垂直风力分离器,处理粒度一般在5-40mm。由于其筛选效率高,通常用于固体废物处理的精筛或净化。它也广泛用于锂电池回收,如BHS等。 当折板风力分离器工作时,物料(物料A和B)通常进入旋转给料器(星形卸料器)。此时,离心风机将气流从风力分离器的底部鼓起。物料在下落过程中,由于上升气流的作用,低密度物料(B)将向上移动到旋风分离器,并从分离器底部排出。由于自身较重,高密度物料(A)在重力作用下向下移动,并从风力分离器底部排出,从而实现物料分离(图24)。

图24 折板式风力分离器。1 - 离心风机; 2 – 出料口1;3 - 空气分离器主体;4 - 进料口 ;5 - 旋风分离器;6 - 出料口2;7 -出口。

脉冲气流空气分离柱

图25显示的是一个脉冲气流筛选柱。工作时,物料通过给料装置(通常是旋转给料器)7进入。由主动风扇1输送的气流通过脉冲阀4产生脉冲加速气流。筛选气流的脉冲频率由连接到变频器的电机控制。脉冲阀是一种蝶阀,阀芯的旋转实现管道的间歇切换,产生脉冲气流。脉冲气流的加速度越大,待排序颗粒的脉冲加速度越大。颗粒在脉冲气流中的加速度与颗粒的密度成反比。也就是说,颗粒的密度越大,脉冲加速度越小,颗粒倾向于下沉;颗粒的密度越小,脉冲加速度越大,颗粒倾向于上升。 风选柱6中的物料将受到主动风扇1产生的脉冲气流的影响。轻物料将通过脉冲气流向风选柱6的上方移动,进入旋风分离器9,并通过轻物料排放10排出。重物料在重力作用下将通过重物料排放11排出。

图25 脉冲气流空气分离柱。1-主动风扇;2-阀门;3-涡流流量;4-脉动阀;5-进气管;6-重物料出口;7-空气分离柱;8-进料装置;9-旋风分离器;10-轻物料出口;11-引风机。

1.3.2 回转窑

粉碎的原电池被分解成隔离器、壳体、阳极和阴极级片等。阳极和阴极片上沾有粘合剂PVDF。回转窑可以用来去除隔离器、粘合剂PVDF和残余电解质等,以便于后续的筛选和破碎过程。 回转窑是一个略微倾斜的钢筒,内衬有耐火砖。工作时,电池的粉碎物料从前端进入窑内进行燃烧,窑体以固定速度旋转,使物料混合均匀,充分燃烧。窑体以固定速度旋转,使物料混合均匀并充分燃烧。旋转应保持适当的角度,以便物料滑动。充分燃烧后,物料从回转窑的末端冷却并排出,进入下一个工序。这个过程通常在无氧环境中进行,以防止电池中的铝等金属氧化(图26)。

图26 回转窑。1-进料装置;2-筒体装置;3-加热装置;4-传动装置;5-出料装置;6 - 框架体。

1.4  筛选设备

电池粉碎物料一般在30-50目左右。粉碎物料应分为不同的尺寸等级,以便从阳极和阴极粉末中分离出铜和铝粉。常用的筛选设备有线性振动筛和圆形振动筛。

1.4.1 直线(线性)振动筛

线性振动筛使用两个偏心振动电机或激振器作为动力源。当两个激振器做同步、反向旋转时,激振力在与电机轴平行的方向上产生的偏心块相互抵消,在与电机轴垂直的方向上叠加为一种合力,使筛面轨迹在直线上运动。两个电机轴相对于筛面有一个倾斜角。在激振力和物料重力的共同作用下,物料在筛面上向前做直线运动,以达到筛选和分级物料的目的(图27)。

图27 直线振动筛。1-进料口;2-防尘盖;3-筛箱;4-筛网;5-出料口;6-驱动装置。

1.4.2 圆形摇摆筛

摇摆筛是一种直接模仿手动筛选的低频旋转筛。其运动轨迹将径向位移的瞬时位移和圆运动作为轴的位移结合起来。激振器的偏心距离可以调整,产生废物线性三维运动。物料在筛面上以类似于手动筛选的方式移动,以达到筛选物料的效果。摇摆筛特别适合于对圆柱形、片状和其他不规则形状的物料进行精确筛选(图28)。

图28 圆形振动筛。1-进料口;2-出料口;3-摆动体;4-主转轴组件;5-支架;6 - 驱动装置。

2  湿法冶金设备

2.1  浸出设备

2.1.1 机械搅拌浸出罐

图29显示了机械搅拌浸出罐的简单结构。主要组成部分如下: 物料应具有良好的耐溶液处理的腐蚀性。对于碱性、中性非氧化介质,可以使用普通碳钢。对于酸性介质,可以使用搪瓷,但在高温和浓盐酸条件下,特别是当原料含有氟时,搪瓷的使用寿命非常短。通常,钢壳内衬环氧树脂,然后内衬石墨砖或橡胶衬里。对于HNO3介质,NH4OH-(NH4)2SO4介质,可以使用不锈钢。在室温下,浓硫酸系统可以使用铸铁和碳钢,高温应用铁硅。

加热系统:除了衬里的石墨或橡胶,环氧树脂槽可以使用夹套或螺旋间接蒸汽加热。衬有橡胶或石墨砧的槽通常直接用蒸汽加热。 搅拌系统:机械搅拌器通常为涡轮式、锚式、螺旋式、框式、耙式等类型。搅拌速度和功率根据罐的大小和预处理浆的性质确定。

图29 机械搅拌浸出罐结构示意图。1-搅拌器;2-夹套(层);3-浴缸。

2.1.2 空气搅拌浸出罐(帕丘卡罐)

空气搅拌浸出罐(帕丘卡罐)的简单结构如图30所示。槽内设有一根两端开口的中心管,压缩空气从中心管的下部进入。在气泡沿管上升的过程中,吸起并提升了管底部的浆料。气泡从管的上端流出,然后液体会从管外挤出。与机械搅拌浸出相比,帕丘卡罐的特点是结构简单,维护和操作方便,有利于气-液或气-液-固相反应,但其功耗是机械搅拌罐的三倍。帕丘卡槽的高径比通常为(2-3):1,有些甚至达到5:1。

图30 空气搅拌浸出罐

2.1.3 流化浸出塔

流化浸出塔的结构如图31所示。固体原料通过给料口加入浸出塔,浸出剂溶液通过喷嘴连续进入塔内。在塔内,由于其线速度超过临界速度,固体物料被流化,形成流化床。由于床内两相的质量和热传递条件良好,各种浸出反应可以快速进行。当浸出液流到扩张段时,流速降低到低于临界速度,固体颗粒沉降,清液从溢流口流出。为了保证浸出温度,塔可制成夹套通过蒸汽加热,也可以通过其他加热方法加热。

图31 流化浸出塔

在流化浸出过程中,柱内液相的线速度是一个重要参数,其值随原料的密度和粒度大小而变化。流化浸出的特点是:柱内溶液的流动类似于活塞流,因此易于进行溶液转换和多级逆流浸出。与机械搅拌浸出相比,颗粒磨损效应小,因此有利于保持浸出后固体产品的一定颗粒大小。流化床具有较好的质量和热传递条件,因此反应速度快,生产能力大。

2.1.4 高压浸出壶

浸出速率通常随温度的升高而增加,有些浸出过程需要在溶液的沸点以上进行。对于一些有气体参与反应的浸出过程,增加气体反应剂的压力有利于浸出过程,因此在高压下进行。这种浸出过程称为高压浸出或压力浸出。高压浸出在高压釜中进行。高压釜的工作原理和结构与机械搅拌浸出罐相似,但它应能承受高压并且密封良好。如果从设备上看,它可以归为机械搅拌浸出。高压釜有两种类型:垂直型和水平型。图32显示了水平高压釜的结构。物料与前面提到的机械搅拌罐相似。通常,浸出罐分为几个室,浆料通过每个室连续流动,每个室都有一个独立的搅拌器。

图32水平高压釜的结构1-进料口;2-搅拌器;3-氧气入口;4-冷却管;5-搅拌桨;6-出料口。

2.2  提取设备

提取设备可以实现物料液中所含组分的完全分离。结构可分为混合澄清器、提取塔和离心提取器。

2.2.1 混合澄清罐

混合澄清罐是工业生产中最早使用的经典提取设备。它可以单级操作或串联,或并联。搅拌器通常安装在混合罐中,以增加两相的接触面积并加强湍流运动。可以使用脉冲或喷射器实现两相的充分混合。澄清罐的作用是分离萃取相和溶剂相,这两相接近平衡状态。易于澄清的混合物通常通过两相之间的密度差进行分层。

对于两相之间密度差小和界面张力的物料系统,可以使用旋转液分离器或盘式离心机加速两相的分离。在操作过程中,原料液首先与提取剂均匀混合,一相液滴分散在另一连续相中,使物料和溶剂接触密切。为避免澄清罐尺寸过大,分散液滴不应过小,更不应乳化。

图 33 不带潜水室的混合澄清池结构图。1-净化室;2-油相堰;3-混合室出口;4-水相出口;5-水相堰;6-叶轮。

图33显示了没有潜水室的混合澄清罐的结构。在没有潜水室的混合澄清罐中,通常使用大直径的叶片。叶片旋转形成涡流,促进油和水两相直接进入混合室。经过搅拌混合后,流体从混合相出口进入澄清室进行相分离。混合相出口远离两液相入口,两相在完成相分离后进入下一级设备。在没有潜水室的混合澄清罐中,不需要考虑潜水室对叶片安装高度和速度的约束。可以选择搅拌叶轮的安装位置,并根据需要设置相应的搅拌速度,使物料能充分混合,而不会因过度搅拌而乳化。然而,没有潜水室的混合澄清罐中的物料可能在没有充分混合的情况下就流出混合室,导致流体短路。同时,设备中物料的阶段流动能力较弱,同体积设备的处理能力比有潜水室的设备小。

混合澄清罐具有以下特点: (1) 高效:在设备的每个阶段,通过调整搅拌和澄清参数,萃取物的萃取效率可以达到90%以上。 (2) 适应性强:当物料的目标溶质浓度或比例变化较大时,可以实现稳定运行和高效萃取。 (3) 放大简单:混合澄清罐的体积可以从小到立方米逐渐放大,对不同大小的设备遵循相似放大原则。 (4) 操作性强:当设备中的流体出现液体泛滥或乳化等生产事故时,可以通过停止和静置解决,并在恢复正常后快速恢复运行。 (5) 占地面积大:混合澄清罐通常以多级串联方式运行,当物料的萃取阶段较大时,整个萃取过程占地面积大。 (6) 物料滞留量大:在多级串联操作模式下,需要在启动操作前将足够的物料和液体加入罐内。对于系列较大的萃取过程,设备中的物料和液体量巨大,萃取和分离企业的一次性投资成本高。

尽管混合澄清罐出现较早,但它仍在石油、化工、冶金、核等领域得到广泛应用,是目前最常用的萃取设备。因此,国内外的研究人员继续开发更高效、节能、形式简单的混合澄清罐,以提高混合澄清罐的综合性能。

2.2.2 提取塔

提取塔也被称为提取柱,是化工、石油精炼、环保等工业部门常用的液-液质量传递设备塔。其内部结构是利用重力或机械作用将一种液体打碎成液滴分散在另一种连续液体中,进行液-液提取。

提取塔有不同的结构和类型:填料提取塔、筛板提取塔、旋转盘提取塔、振动筛板塔、多级离心提取塔等。旋转盘提取塔和填料提取塔的示意图(图34)如下。

图34 填料萃取塔1-轻质液体入口;2-重液体入口;3-轻液体出口;4-填料;5-重液体出口。

在旋转盘提取塔中,有一些大小和间距相同的盘子,称为转盘,位于旋转轴的中间,随着轴的旋转而均匀旋转。转盘由大小和间距相等的圆盘分隔,这些圆盘固定在塔壁上,称为固定板。密度较小的溶液从塔底直接进入塔内,由于浮力的作用,流向塔顶。在向上流动的过程中,密度较小的溶液被连续旋转的旋转离心力打碎并分散成液滴。密度较大的溶剂直接从塔顶进入,由于重力的作用,向下流动并充满塔内。分散在连续溶剂中的液滴,通过液滴与溶剂的接触,溶液中的一个或多个组分被选择性地溶解在连续溶剂中进行质量传递。

填料提取柱中的溶液破碎是通过填料的作用。转盘的数量、间距和其他结构,填料的大小和高度根据物料的性能和分离的程度和纯度等因素计算。

2.2.3 离心提取器

离心提取机是一种新型、快速、高效的液-液混合分离设备,由电机驱动的高速旋转的鼓驱动离心提取机;密度不同。两种不互溶的液体在鼓或叶片中旋转,由剪切力产生的完全混合和质量传递,并在高速旋转的鼓中由离心力产生的快速分离。因此,离心提取机广泛应用于精细化工、制药、湿法冶金、石油化工、环保、植物提取等行业(图35)。

图 35 离心萃取器结构示意图。1-收集腔;2-轻相堰板;3-轻相入口;4-轻相或混合相入口;5- 环形混合区; 6-底部叶轮;7-分散板;8-叶片; 9-外壳;10-双相或混相入口;11-分离区;12-收集腔; 13-再相出口;14-可调节的再相堰板。

离心提取器主要包括两个过程,即混合质量传递和离心分离。离心提取器可以自动连续地完成混合和分离过程。

混合质量传递

进入离心提取器后,水相和有机相被高速旋转的鼓或叶片切割并分散成微小的液滴。两相充分接触,达到质量传递的目的。

影响质量传递效果的因素包括以下几点: (1) 混合强度:在一定范围内,混合强度越大,两相的分散颗粒越小,接触面积越大,更有利于质量传递,但小液滴不利于分离。可以通过增加转速或更换剪切力强的叶片来增加混合强度。 (2) 接触时间:增加两相接触时间有利于质量传递。当质量传递过程达到平衡时,增加接触时间将不会提高质量传递效果。 (3) 温度:温度会影响质量传递效果。有些系统的质量传递效果随温度的升高而提高,有些系统的质量传递效果随温度的升高而降低。 (4) 物料浓度差:物料浓度差越大,越有利于质量传递。

离心分离

在鼓和其辐条的驱动下,混合液和鼓以高速同步旋转,产生离心力。在离心力作用下,密度较高的液体逐渐远离鼓的中心,向鼓壁移动。密度较小的液体逐渐远离鼓壁,向中心移动。最后,两相液体通过各自的通道被抛入收集室。两相从各自的收集室流出,从而完成两相的分离过程。

(1) 速度:速度越快,鼓内两相的分离越快,两相的携带越少。同时,增加速度也可以提高设备的处理能力。 (2) 鼓高:混合物在鼓内从下到上慢慢分离。鼓越高,分离效果越好。 (3) 溢流板:离心提取器通过调整顶部的溢流板来控制两相液体的流出。适当的溢流板是两相完全分离的重要保证。 (4) 物料特性:物料本身的物理特性,如乳化、起泡、密度差大小,对两相分离有很大影响。 (5) 离心提取器的最大分离量:

其中ω是离心提取器的速度,Di是转鼓的内径,L是转鼓的高度。

2.3  固液分离设备

湿法冶金过程本质上是物料中有价金属的逐步分离。产品通常是固体和液体的混合物,如矿产原料(或冶金产生的二次物料)经过浸出处理;产品是固体和液体的混合物——浆料。必须对浆料进行分离,以达到工艺的最终目的,即使是将杂质从主金属中分离出来。顾名思义,固液分离是指将混合物中的固相和液相分离出来。固液分离在几个过程中被用来实现以下目标: (1) 回收有用的固体(废液) (2) 回收液体(废固体) (3) 回收固体和液体 在实际生产过程中,固液分离的方法有很多,但根据其原理,可以分为两类:浓缩和过滤。

图36 浓缩池工艺图。A-上清液区域;B-上清液澄清区域;C-混合澄清区域;D-泥浆澄清区域;E-厚泥区。

2.3.1 浓缩设备

浓缩的主要设备是浓缩罐,也称为浓缩器。浓缩罐是工业设备,可以通过沉降过程完全提高泥浆的浓度并获得澄清液。它由罐体、耙臂、传动装置、升降装置等组成。根据不同的传动方式,浓缩器分为中心传动和周边传动。直径较大的浓缩器采用周边传动方式。根据罐体的形状,浓缩罐分为两种:锥底和斜底;生产过程中最常用的是锥底浓缩罐。以下描述的是中心驱动的锥底浓缩罐,如图36所示:

(1) 罐体:浓缩罐的上部是圆柱形,常见直径为10-18米,高度为3-7米。罐底是锥形的,锥角为160°,形成一个漏斗。这样的底部可以使沉降的固体物料向中间移动,浓密的泥浆从锥底的孔洞中排出。罐体由钢筋混凝土制成,内衬有铅皮、锑铝板、环氧玻璃布、钢板衬有耐腐蚀材料等耐腐蚀材料。 罐体中心悬挂一个缓冲筒,底部有筛板。筒有1.5米,高度为1.5米,由不锈钢板卷制而成。安装缓冲筒时,上口应高于液面。筒将待浓缩的浆料分离到浓缩罐的超滤区,以保证超滤液的质量,筛板起到缓冲作用。浸出浆料进入给料筒,不混合澄清液。清澈的上清液通过位于浓缩罐上缘的流槽排出,中间的浓缩泥浆由砂浆泵或其他方式排出。 (2) 耙臂:浓缩罐装有一套由带有耙齿的横向耙臂组成的特殊机构,以搅动罐底的沉降颗粒,使沉降颗粒向中心移动。 (3) 传动装置:为了保证整个横向耙臂带有耙齿的移动,浓缩器槽面上设有一套传动装置,由电机、齿轮减速器、蜗轮减速器等部件组成。中心轴通过滑动键安装在蜗轮的中心孔上。当电机驱动齿轮减速器时,蜗轮减速器随之驱动,驱动中心轴。根据罐的直径,可以控制中心轴的转速在大约10分钟转一圈的范围内。 (4) 升降装置:浓缩罐顶部设有一个螺旋升降装置,通过它可以升降中心轴和耙杆,以调整负载和设备的检修和维护。

图37 板框压滤机的结构。1-固定头;2-滤板;3-滤框;4-活动头;5-滤布。

2.3.2 过滤设备

过滤的基本原理是使用多孔材料作为介质,在介质的两侧创建压差,产生驱动力,使液体通过小通道,悬浮固体被介质捕获。介质类型包括编织布、多孔陶瓷、多孔金属、纸浆和石棉。根据过滤介质两侧的压差,过滤器分为压力过滤器(正压)和真空过滤器(负压)。

板框过滤机

板框过滤机是最广泛使用的间歇过滤器之一。一般的板框过滤机由多个过滤板、过滤布和过滤框交替排列组成。每个过滤器中使用的过滤板、布和框交替排列,然后转动头螺钉使板和框紧密接合。在操作过程中,原料液在压力下通过过滤框上的孔进入过滤框,如图37所示。在压力作用下,过滤液通过附在过滤板上的过滤布,并沿着通道从板上的孔中排出,生成的过滤液留在框内形成过滤饼。当过滤框充满过滤残渣时,放松头螺钉,取出过滤框,取出过滤饼,清洗过滤框和过滤布,重新安装。

如果需要洗饼,过滤板需要有两种结构。一种板有洗涤液进口,称为洗涤板;另一种没有洗涤液进口,称为非洗涤板。洗涤在过滤结束时进行,即当过滤框充满过滤饼时,关闭给料阀,关闭洗涤板下的过滤液排放阀。然后在一定压力下送入洗涤液。洗涤液从洗涤板进入,通过过滤布,过滤框流下到与相反过滤板的出口,并排出。

箱式压滤机

图38显示了一个箱式压滤机。过滤板的肋面向内凹,而不是过滤框,使得在相邻的过滤板之间形成一个独立的过滤箱。图38a显示了开启条件,图38b显示了过滤饼的压干条件。 给料通道通常与板框过滤机不同。过滤箱通过每个板中的一个相当大的孔连接,过滤布由带孔的过滤板上的螺纹接头固定在位。 为了压干饼,可以在两个过滤板之间夹一个可扩展的塑料袋。当过滤完成时,饼被挤入可扩展的塑料袋中,以减少液体含量。

图38 箱式压滤机开口压缩示意图。(a) 打开条件;(b) 压榨干燥的滤饼。


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