На раме 2 укреплены устройства для заливки суспензии [и промывной] жидкости. Роликовые опоры 7 расположены концентрически в 2 ряда.
На подвижной раме 1 (карусели), состоящей из двух концентрических колец, расположены 24 ковша 5 (Нутч-фильтр). Ковши, установленные в подшипниках, при выгрузке осадка поворачиваются специальными устройствами вокруг своей горизонтальной оси. Рама /, вращаясь, катится по роликовым опорам. Ее привод 6 установлен внизу.
Каждый ковш, состоящий из металлической коробки и фильтрующего устройства, соединен гибким шлангом с центральной цапфой 3, которая прижата к распределительной головке 4.
При вращении подвижной рамы каждый нутч-фильтр проходит последовательно зоны заливки суспензии, фильтрации, промывки, просушки и сброса осадка. В зоне сброса осадка ковш автоматически поворачивается вокруг своей горизонтальной оси, и осадок сбрасывается в бункер, расположенный внизу. Фильтрат из распределительной головки выводится в вакуум-сборники 8. После разгрузки фильтровальная ткань промывается и просушивается [(4) стр. 72 ].
2. Описание технологической схемы фильтрации
Белая фильтрация предназначена для отделения гидратированной двуокиси титана (ГДТ) от гидролизной кислоты и отмывки ГДТ от хромофорных примесей путем фильтрования на листовых вакуум-фильтрах в две стадии с репульпацией пасты ГДТ после каждой стадии. На первой стадии ГДТ отделяется от гидролизной кислоты через слой древесной муки, отмывается от основного количества примесей и подается на отбелку. После отбелки суспензия ГДТ подается на вторую стадию, где фильтруется через слой древесной муки, окончательно отмывается от хромофорных примесей и подастся на солеобработку. Суспензия ГДТ, обработанная солевыми добавками, направляется на третью стадию фильтрации на барабанных вакуум-фильтрах для выделения осадка ГДТ, который затем подается в прокалочные печи.
Водная суспензия древмуки с массовой концентрацией (35+50)г/дм3 из бака поз. 1, 2 насосом поз. 3/1-2, 4/1-2 закачивается в ванну поз. 5/3,4, где разбавляется водой при перемешивании воздухом до массовой концентрации древмуки (5÷10)г/дм3. Затем в ванне поз. 5/3.4 производится набор вспомогательного фильтрующего материала (ВФМ) - древмуки на поверхность фильтровальных рамок пакета листовых вакуум-фильтров поз. 6 при разрежении (1÷2)×104Па в течение (3÷5)минут. После набора вспомогательного фильтрующего слоя пакет листового фильтра поз. 6 переносится в наборную ванну I стадии фильтрации поз. 7/2-5, которая предварительно заполняется послегидролизной суспензией ГДТ из сборника поз. 8/1-4.
Скорость набора пасты ГДТ на 1-ой стадии составляет (0,10÷0,11) м3/м2час по суспензии при вакууме (5÷6)104Па до толщины слоя ГДТ (30÷40)мм. Фильтрат - гидролизная кислота через ресивер поз. 9/2-5, гидрозатвор поз. 10/2 насосом поз.11/3-4 откачивается по требованию в цех концентрации гидролизной кислоты или в канализацию. После набора слоя пасты ГДТ пакет листового фильтра поз. 6 переносится краном поз. 12/5,6 в одну из промывных ванн поз. 13/5-12 и промывается подогретым до (50+60)°С фильтратом 2-ой стадии промывки ГДТ или химочищенной водой. Промывка производится в течение (2÷4) часов до содержания железа в фильтрате не более 200мг/дм. При этом промывной фильтрат через ресивер поз. 14/5-12. гидрозатвор поз. 15/2-3 насосом поз. 16/3-6 направляется в отстойник-сгуститель поз. 17/1-2 или в кислотонакопитель.
Пакет фильтра с промытой пастой ГДТ переносится краном поз.0534/5-6 в разгрузочную воронку поз. 18/5-6. Паста ГДТ срезается с поверхности рамок фильтра тонкой струей воды, подаваемой под давлением из шланга. Затем она сбрасывается в репульпатор поз. 19/2.3. где репульпируется химочищенной водой в течение (20÷60)мин. до массовой концентрации Tio2 (320±20)г/дм3 и насосом поз. 20/3-6 суспензия ГДТ подаётся на стадию отбелки в поз. 21/4,10.
Из сборника поз. 22/2-3 насосом поз. 23/3-6 суспензия ГДТ подаётся в наборную ванну 2-ой стадии фильтрации поз. 7/1.
На второй стадии фильтрации намывка вспомогательного фильтрующего материала (ВФМ) - древмуки на пакет фильтра поз. 6/1; 6/2 происходит в ванне поз. 5/1 -2. Технология намывки ВФМ аналогична первой стадии фильтрации.
Затем пакет фильтра с намывным слоем переносится в заранее заполненную суспензией ГДТ ванну поз. 7/1. Набор пасты ГДТ производится со скоростью 0,14м3/ м2час по суспензии при вакууме (5÷6)х104Па на пакет листового фильтра поз. 6/1 до толщины слоя осадка (30÷40)мм. Фильтрат отбелки через ресивер поз. 24 и гидрозатвор поз. 25 насосом поз. 26/1-2 направляется в сгуститель поз.27/1-2.
После набора пасты ГДТ пакет листового фильтра поз. 6/1-6 переносится краном поз. 12 в одну из промывных ванн поз. 13/1-4 и промывается нагретой до температуры (50÷60)°С химочищенной водой из сборника поз. 28 или из магистрали в течение (2÷4) часов до массовой концентрации железа в фильтрате не более 20мг/м. Скорость промывки (0,045÷0,050)м3/м2час. Такое остаточное содержание железа обеспечивает его массовую долю в кальцинате в пределах (0,006-0.008)% в пересчёте на Fe2 О3/TiO2.
Пакет фильтра с промытой пастой ГДТ переносится в разгрузочную воронку 2-ой стадии поз. 29. Паста ГДТ срезается с поверхности рамок фильтра тонкой струей воды, подаваемой под давлением из шланга, и сбрасывается в репулытатор поз. 30/1, где репульпируется до плотности (1,243÷1,290)г/см3, что соответствует массовой концентрации TiO2 (320±20)г/дм3. Далее суспензия ГДТ насосом поз. 31/1-2 перекачивается в реактор-корректор поз. 32/1,2.
Фильтрат 2-ой стадии фильтрации через ресивер поз. 33/1-4, гидрозатвор поз. 34 насосом поз. 35/1-2, откачивается в сборник поз. 36/2 и далее на первую стадию фильтрации или при отсутствии необходимости использования для промывки на I стадии - в канализацию.
Листовой вакуум-фильтр состоит из большого числа фильтрующих элементов -34 пластин размером (1900х1500х30)мм и (1800х1740х30)мм. каждая из которых серьгами с помощью металлических штифтов крепится на кронштейны рамы, на которой также установлен ресивер. Каждая пластина обтянута фильтровальной тканью и соединена с ресивером полипропиленовыми трубами диаметром 20мм. В пластине имеются четыре канала диаметром 12мм для отвода фильтрата и распределения вакуума между ребристой поверхностью пластины и тканью. Пакет вакуум-фильтра поднимается и перемещается при помощи мостового крана, управляемого с пола. Фильтр работает следующим образом: фильтрующие элементы (пакет пластин) погружают в ванну с суспензией и создают в них определённый вакуум.
В процессе работы фильтрат через вакуумные каналы пластин поступает в горизонтальный ресивер, установленный на раме и далее в рабочий ресивер и гидрозатвор, а осадок равномерно распределяется по поверхности пластин. При достижении необходимой толщины слоя осадка производится перенос пакета пластин при поддержании вакуума в промывную ванну. После окончания промывки пакет фильтра переносится в разгрузочную ванну, где при снятом вакууме осадок срезается струей воды, первоначально репульпируется в шнеке и подается в репульпатор.
По мере загрязнения фильтровальные ткани регенерируются путём погружения пакета листового фильтра в ванну поз. 37/1-2 (на 1-ю и 2-ю стадии фильтрации) с раствором плавиковой кислоты концентрацией (1О÷35)г/дм3 на (25÷30)минут, после чего пакет фильтра вновь вводится в работу. Через (2,5÷3) месяца работы фильтровальную ткань заменяют.
Фтористоводородная кислота (плавиковая) поступает в цех в металлических бочках с полиэтиленовым покрытием. Бочки устанавливаются в контейнер поз. 38 и с помощью захвата поз. 39 мостовым краном поз. 40 контейнер с бочками плавиковой кислоты поднимается на площадку на отм. 13.000 и устанавливается на поворотную платформу поз.41. Далее эжектором поз. 42, в котором происходит разбавление плавиковой кислоты технической водой до концентрации не более 35г/дм2 разбавленная плавиковая кислота подаётся в ванну регенерации поз.31/1-2.
При регенерации происходит перевод ГДТ в растворимую соль TiOF2:
TiO(OH)2 + 2HF → TiOF2 + 2H2О
При снижении концентрации плавиковой кислоты ниже 10г/дм3 кислота из ванны поз. 31/1-4 самотеком сливается в бак нейтрализации поз. 43. Нейтрализация проводится известковым молоком, которое доставляется в цех автоцистерной и закачивается насосом поз. 44/1 в сборник известкового молока поз. 45 и далее насосом поз. 44/2 подастся в бак-нейтрализатор поз. 43. При нейтрализации проходят следующие реакции:
2HF + Са(ОН)2 → CaF2↓ + 2Н2О
TiOF2 + Са(ОН)2 →CaF2↓ + TiO(OH)2
Нейтрализованная суспензия самотеком направляется в кислотонакопитель.
Фильтрат I стадии промывки, суспензия TiO: после газоочистки непрерывно подаются через загрузочную воронку в сгуститель поз. 46/1.2 ниже зеркала пульпы. При выходе из воронки частицы ГДТ, ТЮ2 расходятся по всему сечению сгустителя и оседают под действием силы тяжести на дно.
Гребковое устройство, совершающее 4,7об/мин, разрыхляет осадок ГДТ и перемещает его по дну к разгрузочному штуцеру в центре сгустителя, через который осадок в виде сгущенной суспензии самотеком поступает в сборник поз. 47/4, откуда насосом поз. 48/1,4 откачивается в поз.49/1-4 или в наборную ванну I стадии.
Осветленный раствор с содержанием TiO2 не более 0,5г/дм выводится из сгустителя через кольцевой желоб, расположенный в верхней части, в сборник поз. 50, откуда насосом поз.51 подаётся в сборник поз. 52/2 на «черную» фильтрацию.
Приготовление раствора полиакриламида (ПАА) производится в баке для растворения коагулянта поз.53. В бак поз. 54 подаётся 2,5м3химочищенной воды, которая подогревается до температуры (60-70)°С, затем загружается (100-150)кг 7%-ного гелеобразного полиакриламида и при непрерывном перемешивании производится растворение ПАА в течение (6-8)часов.