壓濾機是傳統的固液分離設備之一，主要應用于過濾脫水或提取濾液。壓濾機是由多塊濾板和濾框疊合組成濾室，并以壓力為過濾推動力的壓濾機械。壓濾機為間歇操作，有板框壓濾機、廂式壓濾機和立式壓濾機三類。
壓濾機的應用最早出現在中國漢朝，19世紀初，第一臺板框式壓濾機誕生，后應用化工、制藥、冶金、染料、食品、釀造、陶瓷以及環保等行業。
簡史
中國在公元前一百多年漢朝準南王劉安發明豆腐制作過程中就有了最原始壓濾機的應用。在 19 世紀初期，因為德國人酷愛飲酒，酒類供不應求，當地制酒公司為了加快酒的壓榨和過濾，世界上第一臺板框式壓濾機出現了，非常好的提高了工作效率和壓濾質量。20世紀 50 年代出現自動壓濾機 ，壓濾機的性能發生根本改變，工作效率得到提高，壓濾機開始用于煤炭和冶金等行業。經過幾十年的發展，壓濾機在結構和材質上得到很大改進，出現了快速入料和卸料、隔膜壓榨、強氣流穿透等技術。目前壓濾機以其獨特優勢，成為處理細粒和高灰物料的最佳設備。
工作原理
壓濾過程屬于濾餅過濾，又叫表面過濾 (surface 過濾器)。壓濾初期先由濾布對礦漿起過濾作用，截留大于濾布孔隙的懸浮顆粒并在濾布上形成濾餅。隨著濾餅厚度增加，濾布對礦漿的過濾作用減弱，主要由逐漸增厚的濾餅對礦漿起過濾作用。濾餅的孔隙更小，可在濾餅表面截留更小的顆粒，在初始濾餅層上形成新的濾餅。由于壓濾初期，小于濾布孔隙的顆粒進入濾液，初期濾液固體含量較高;隨著濾餅增厚，細顆粒逐漸被濾餅截留，濾液變澄清。
壓濾機工作時，液壓缸將所有濾板頂緊在活動頭板和固定尾板 (止推板) 之間，使相鄰濾板之間形成密閉濾室。礦漿從固定尾板入料孔或分多段以一定壓力給入壓濾機，壓濾機利用泵或壓縮空氣對礦漿的壓力，在濾布兩側形成壓力差。礦漿中固體顆粒由于濾布的阻擋留在濾室形成濾餅，濾液透過濾布通過濾板上的泄水溝排出。當濾液不再流出時，停止給料，此時可以對濾餅進行隔膜擠壓壓榨脫水和壓縮空氣強氣流穿透脫水。隔膜擠壓壓榨是采用壓縮空氣或水充填隔膜，利用隔膜變形產生二維方向上的壓力破壞顆粒間形成的拱橋，將殘留在顆?？障堕g的濾液擠出;壓縮空氣強氣流穿透濾餅，則利用強氣流將濾餅中的毛細管水置換出，最大限度地降低濾餅的含水量。完成脫水過程后，通過液壓操作系統，依次或分段將濾板拉開，由于重力作用濾餅脫落。為了防止濾布堵塞、延長濾布壽命，卸餅后需對濾布進行清洗。至此，完成整個壓濾過程。
基本結構
壓濾機主要由壓緊板、止推板、濾板、濾板壓緊裝置和主梁等構成。
壓緊板
壓緊板又稱活動頭板，用以壓緊濾板濾框，位于濾板和頂緊裝置之間，其兩側均安裝滾輪，可在橫梁導軌上滾動。壓緊板通常由鑄鋼和鑄鐵制成，或用鋼板焊接而成。為了提高壓緊板的整體強度，將壓緊板靠頂緊裝置一側設計成帶肋板；另一側做成凹形過濾面，為防腐也可做成平面，并加襯塑料濾板。
止推板
止推板又稱固定尾板，位于壓濾機尾部，直接與地基相連，止推板上有入料孔和壓縮空氣孔。止推板具有止推和支撐主梁的作用，其材質、制造工藝和結構特征與壓緊板相同。
濾板
在壓濾過程中，濾板的作用是形成濾室，并將產生的濾液通過泄水溝排出；濾板一般為正方形，兩面呈凹狀，可分為普通濾板和隔膜濾板。普通濾板的凹面上有圓柱狀或條狀凸起，凸起之間形成排水溝，能夠支撐過濾介質并將過濾過程中產生的濾液排出；隔膜濾板是在濾板上熱壓成型了一個柔軟的隔膜板，每一片隔膜板都是整個壓濾板的一部分，隔膜板表面有凸起形成的排水溝。濾板最初材質為鑄鐵，因其質量大、易磨損，目前多采用不銹鋼、涂有合成樹脂膜的鋁合金、相對分子量在 150 萬以上的超高分子聚乙烯、聚氯乙稀 (最高耐溫100 ℃)、增強聚丙烯 (最高耐溫 100 ℃)、玻璃增強聚丙烯 (135 ℃) 以及聚偏二氟乙烯 (120 ℃) 等材料制作。利用 TPE 彈性體無堿玻璃纖維增強聚丙烯合成的濾板，既有橡膠濾板的彈性，又有增強聚丙烯濾板的韌性和剛性。
濾板壓緊機構
壓緊裝置在壓濾時用來壓緊濾板，若壓不緊或受力不均衡，會造成壓濾機“噴漿”。根據工作原理，壓緊機構可分為手動壓緊、機械壓緊和液壓壓緊。
手動壓緊
以螺旋式螺旋千斤頂推動壓緊板將濾板壓緊。該方式操作簡單，實驗室多采用帶壓力表的手動壓緊裝置，壓緊力為 11~20 MPa。
機械壓緊機構
由電動機、減速機、齒輪副、絲杠和固定螺絲螺母組成。壓緊時，電動機正轉，帶動減速器和齒輪副，使絲杠在固定螺母中轉動，推動壓緊板將濾板和濾框壓緊。當壓緊力增大時，電動機負載電流增大，當電流超過保護器設定的電流值時，電動機切斷電源，停止轉動。由于絲杠和固定螺母具有自鎖螺旋角，能可靠地保證工作過程中的壓緊狀態，退回時，電動機反轉，當壓緊板上的壓塊觸壓到行程開關時，退回停止。 機械壓緊機構中杠螺紋直接承受頂緊壓力，易使絲桿螺紋變形，產生卡死現象。且傳動功率大，故障多。
液壓壓緊機構
液壓壓緊機構主要由液壓站（包含油箱）、液壓缸、活塞、活塞桿以及活塞桿與壓緊板連接的哈夫蘭卡片組成。工作時，由液壓站供高壓油，油缸與活塞構成的元件腔充滿油液，當壓力大于壓緊板運行的摩擦阻力時，壓緊板緩慢地壓緊濾板。當壓緊力達到溢流閥設定的壓力值（由壓力表指針顯示）時，濾板、濾框（板框式）或濾板（廂式）被壓緊，溢流閥開始卸荷，這時，切斷電機電源，壓緊動作完成。退回時，換向閥換向，壓力油進入液壓缸的有桿腔，當油壓能克服壓緊板的摩擦阻力時，壓緊板開始退回。液壓壓緊為自動保壓，壓緊力是由電接點壓力表控制。將壓力表的上限指針和下限指針設定在工藝要求的數值，當壓緊力達到上限時，電源切斷，液壓泵停止供油；由于油路系統可能造成壓緊力下降，當壓緊力達到下限時，電源接通，液壓泵開始供油。以此循環達到過濾過程中保證壓緊力的效果。液壓壓緊機構具有可靠、自動化程度高且保證壓力的優點，現場多采用多缸同步壓緊液壓裝置。但因液壓系統復雜、制造條件 (無塵) 要求高，若出現故障修復困難。
濾板移動裝置
濾板移動裝置的作用是在壓濾完成之后拉開濾板，卸除濾餅。最初由人手動拉開濾板，但隨著壓濾機的大型化，人力拉板的勞動強度增大、操作條件惡劣、有效過濾時間短，逐漸不適應現代壓濾機的要求，濾板自動移動裝置應運而生。根據結構不同濾板移動裝置分為鏈式和聯動撥爪式移動裝置。鏈式移動裝置，該裝置結構簡單，鏈條直接受力，穩定性差，會出現脫鉤現象。聯動式撥爪移動裝置，該裝置采用整體小車式結構，運行穩定性好。但小車內聯動機構較為復雜，常因游動球的銹蝕或因某個動作的失調等原因，引起整體的誤動作。濾板移動裝置的驅動力廣泛采用機械式 (衡力矩減速機) 和液壓式 (液壓馬達)。
主梁
主梁除了支撐濾板、壓緊板和濾板移動裝置等部件外，還承受濾板壓緊時的推力；因此，主梁必須采用優質鋼材，如 Q345 的橋梁鋼。若機架強度不夠，長時間使用會變形，壓緊時濾板受力不均，容易造成入料噴漿和濾板變形斷裂。
基本分類
按照安裝形式分
按照安裝形式分可以分為有臥式壓濾機和立式壓濾機。立式壓濾機主要用于精礦、氧化鋅浸出液、沸石以及銅精礦的過濾。
按濾液排放形式分
按濾液排放形式分可以分為有明流式壓濾機和暗流式壓濾機。明流指濾液從每塊濾板的出液孔直接流出機外，暗流指各塊濾板的濾液匯合一起從止推板出液孔道流出。
按結構形式分
按結構形式分可以分為有廂式壓濾機和板框式壓濾機。廂式壓濾機由 2 塊濾板構成濾室，板框壓濾機的濾室由 2 塊濾板和濾板中間的濾框共同組成。
按濾布安裝形式分
按濾布安裝形式分可以分為有濾布固定式壓濾機和濾布移動式壓濾機。濾布移動式壓濾機分為濾布單行走式壓濾機和濾布全行走式壓濾機，濾布單行走壓濾機各濾室的濾布自成體系；濾布全行走壓濾機各濾室的濾布是一整體。
按有無壓榨機構分
按有無壓榨機構分可以分為有壓榨式壓濾機和無壓榨式壓濾機。
按壓緊形式分
按壓緊形式分可以分為有機械壓緊式壓濾機和液壓壓緊式壓濾機，液壓壓緊式壓濾機使用較廣泛。
操作參數
入料濃度
入料濃度影響濾餅含水量、壓濾時間及處理能力。濃度低時，入料時間長，處理能力低；細小顆粒極易直接進入濾布孔隙中，堵塞過濾介質孔隙，惡化過濾效果，損壞濾布。適當提高入料礦漿濃度，可縮短壓濾循環時間，提高壓濾機的處理能力。但入料濃度過高，容易產生壓耙事故，現場壓濾機入料濃度約為 300~500 g/ L。
入料壓力
壓濾機入料壓力可分為兩段，第一階段是快速入料階段，第二階段是高壓脫水階段。第一階段入料壓力約 0.2~0.3 MPa，通過低壓、大流量快速形成初始濾餅，初始濾餅的骨架結構較為疏松，過濾阻力小，具有良好的通透性，有利于在短時間內形成濾餅。第二階段是利用高壓泵高壓填充密實濾餅，降低濾餅含水量。高壓脫水階段壓力越高，濾餅含水量越低、壓濾時間越短，但是壓力過高會增加能耗，加快濾板和濾布的磨損，現場壓力約為 0.6~0.8 MPa。
壓濾周期
壓濾機從壓緊濾板到卸餅后清洗完濾布所用的時間為壓濾機的一個工作周期，主要包括壓濾時間、卸餅時間和濾布清洗時間等，其中卸餅時間、濾布清洗時間又稱輔助時間。KZG 系列快速隔膜壓濾機的壓濾周期為 15~25 min，輔助時間占整個壓濾周期的比例為 15%~30%。通過控制入料濃度、入料壓力，采用多段入料、多段卸料可以減少壓濾周期，提高壓濾機的處理能力。
入料粒度
壓濾機入料中小于 0.074 mm 粒級的含量直接影響壓濾效果。入料中小于 0.074 mm 粒級的含量過多時，造成礦漿黏度增大，容易堵塞濾布，形成的濾餅薄、含水量高，且壓濾時間長，壓濾機處理能力低。入料粒度過粗，煤泥沉降快，流動性差，容易堵塞壓濾機的中心給料孔。
濾餅厚度
過濾中，隨著濾餅厚度的不斷增加，濾餅的阻力將隨著時間而增大，壓濾機的過濾速度降低。當濾餅較薄時，過濾速度較快，但輔助時間占壓濾周期比例較大；當濾餅較厚時，輔助時間占過濾周期比例小，但是過濾速度慢，壓濾時間較長。對于特定性質的物料，濾餅厚度存在最佳值，當濾餅厚度為最佳厚度時，壓濾機處理能力最大。壓濾機濾餅的厚度取決于濾室的厚度，現場壓濾機的濾室厚度均固定 (厚約 25~50 mm)。目前，根據入料性質，控制濾餅厚度、調節壓濾過程，仍存在困難。
應用領域
隨著壓濾機的發展，其廣泛用于煤泥、銅精礦、鎳精礦、硫化銻礦、金礦、氧化鋅、氧化鋁、電石渣、磷礦、白陶土、二氧化鈦、沸石、泥鹽、蔗糖、棕櫚油、麥芽汁和工業廢水等過濾脫水或提取濾液。
參考資料 >