Фильтродиагональ и фильтросванбой, равно как и бельтинг – наиболее распространенные хлопчатобумажные ткани для фильтрования – имеют тонкость фильтрации 30 – 40 мкм в одном слое и 10 – 20 мкм в трех слоях.

По качеству фильтрата хлопковая фильтродиагональ превосходит капроновую ткань и бязь на мешковине. Хлориновые ткани бельтинг и фильтродиагональ применяют для экипировки фильтров в производстве экстракционной фосфорной кислоты, фосфатов, борной кислоты, фтористых и крем-нефтористых солей и для фильтрации других кислых и агрессивных суспензий.

В сернокислотном производстве для фильтрации весьма агрессивной суспензии селенового шлама также применяют хлориновую ткань. В данном случае также ворсистая фильтродиагональ полнее задерживает тонкие фракции, чем вискозное полотно с гладкими волокнами при одинаковых размерах открытых пор. Фильтромиткаль по сравнению с фильтродиагональю тоньше и слабее по прочности, так как имеет меньшее число нитей по основе.

Фильтромиткаль также применяется для фильтрации рудных пульп и других суспензий. В качестве фильтрующего материала испытывалась ткань фильтродиагональ, артикул 2073 (ГОСТ 504 – 41), но может быть применена и другая кислотоупорная ткань. Из числа хлопчатобумажных фильтротканей наибольшее распространение получила фильтродиагональ, которую до недавнего времени предпочтительно применяли для фильтрации минеральных суспензий. Однако по устойчивости против засорения (адгезия осадка) фильтродиагональ существенно уступает капроновым и лавсановым тканям.

Поэтому синтетические ткани постепенно вытесняют хлопчатобумажные. По этому типу переплетений построены такие ткани, как фильтродиагональ и хлориновая ткань арт. Они более эластичны, ими легче уплотнить стыки фильтрпрессов, чем тканью полотняного переплетения с нитями такой же толщины. Но ткани с такой структурой совершенно невозможно использовать на тех фильтрах, где она подвергается растяжению в одном направлении (ФПАКМ, барабанный фильтр со сходящей тканью): ткань сильно вытягивается и собирается в продольные складки. Из числа таких тканей наиболее распространенными являются: фильтробельтинг, фильтродиагональ и фильтромиткаль.

В качестве фильтрующих тканей рекомендуется применять фильтромиткаль, фильтробельтинг, фильтродиагональ. Установлено, что при подогреве осадка до температуры 80С производительность вакуум-фильтра возрастает более чем в 2 раза. Попытка введения в осадок органических полиэлектррлитов – полиакриламида (ПАА), полиэтиленимина (ПЭИ) и флокулянта ВА – с целью повышения производительности вакуум-фильтра не привела к положительным результатам. Наибольшее значение дзета-потенциала отмечено для ткани из лавсана, наименьшее – для фильтродиагонали.

Стоимость нетканого фильтровального материала в 3 – 4 раза меньше, чем ткани фильтродиагональ и фильтросванбой. Далеко не все варианты синтетических тканей из числа испытанных повышают производительность фильтров по сравнению с фильтродиагональю. Например, скорости фильтрации сульфидных пульп через синтетические ткани и фильтродиагональ мало отличаются друг от друга. Благодаря этому синтетические ткани значительно превосходят хлопковые по устойчивости против засорения и по полноте съема осадка с их поверхности.

Поэтому синтетические ткани поддерживают стабильную производительность фильтра в течение более длительного периода работы по сравнению с хлопковыми тканями. Фильтры, экипированные синтетической и хлопковой тканями, в начальный период работы могут иметь одинаковую производительность, но синтетическая ткань обеспечивает более высокую среднюю производительность фильтра за весь период работы и более полный съем кеков по сравнению с хлопковой быстро засоряющей тканью. Иногда для очистки масел на нефтебазах применяют фильтры ФГТ со спиральными фильтровальными пакетами, в которых используется фильтродиагональ. Эти фильтры обеспечивают тонкость фильтрования ж 30 мкм. Для нейтральных, слабощелочных (при температуре до 80) и слабокислых сред (при температуре до 40 и кислотности до 5 %) применяют различные хлопчато-бумажные ткани, главным образом, бельтинг, фильтродиагональ и др. В качестве подкладочного материала под тонкие тканевые перегородки часто употребляют парусину.

В фильтрах тонкой очистки особенно распространены фильтрующие бумаги (АФБ-1, АБФ-1к, АФБ-2), а также фильтрующие ткани, в качестве которых применяют шелк, ткань сванбой (ОСТ 30110 – 40), ткани марок А-1, фильтродиагональ (ГОСТ 504 – 41), батист, капрон, нейлон и пр. Ткань служит для фильтрования нейтральных и щелочных растворов при температуре не выше 90 и давлении до 5 атм.

Фильтродиагональ применяется для фильтрования – парижской зелени, арсената кальция, трисульфита натрия, динатрия и диаммония фосфата, фосфорнокислого натрия, силиката свинца, бисульфата натрия, всевозможных красителей и полупродуктов, сернокислого аммония, азотнокислого калия, различных химических реактивов, азотнокислого и хлористого натрия ] и многих других химических продуктов.

Фильтродиагональ по сравнению с фильтробельтингом

Фильтродиагональ по сравнению с фильтробельтингом имеет более высокую проницаемость и устойчивость против засорения и обеспечивает получение сравнительно чистых фильтратов. Однако Фильтродиагональ несколько слабее фильтро-бельтинга, быстрее разрушается в кислой и щелочной средах. При фильтрации баритовых пульп ткани меньше засоряются. Хлопчатобумажная фильтродиагональ при фильтрации пульпы, содержащей барит, работает в течение 10 – 15 сут без замены. Барит по сравнению с гипсом меньше засоряет поры ткани цементирующими отложениями. Установлено, что при фильтрации пиритных концентратов на дисковых вакуум-фильтрах указанные ткани являются равноценными как по производительности, так и по влажности кеков. Однако по устойчивости против засорения капроновая ткань значительно превосходит хлопчатобумажную фильтродиагональ. На этой трубе крепится фильтрующий пакет спирального или корзиночного типа. Пакет спирального типа представляет собой однослойный тканевый чехол из хлопчатобумажной ткани фильтродиагональ и дренажных сеток, расположенных внутри и снаружи чехла. Чехол и сетки наматываются на центральную трубу и закрепляются стяжными ремнями. Пакет корзиночного типа состоит из двух фильтрующих корзин (большой и малой), обтянутых чехлом из трех слоев ткани фильтросванбой и одного слоя щелка или капрона, которые закрепляются на центральной трубе. Тканевые чехлы на корзинах в верхней части закрепляются шнурами. Фильтрующие пакеты для фильтров типа ФГН состоят из чечевиц-дисков, вставляемых в двухслойный прямоугольный чехол, который складывается зигзагом. Диски на центральной трубе закрепляются зажимной гайкой.

Интенсивность засорения тканей зависит и от частоты смены циклов фильтрации. Например, при фильтрации пульп, аналогичных по щелочности и вещественному составу, хлопковая фильтродиагональ на барабанном фильтре служит 15 – 18 сут, а на рамном 3 – 4 мес. Далеко не все варианты синтетических тканей из числа испытанных повышают производительность фильтров по сравнению с фильтродиагональю. Например, скорости фильтрации сульфидных пульп через синтетические ткани и фильтродиагональ мало отличаются друг от друга. Благодаря этому синтетические ткани значительно превосходят хлопковые по устойчивости против засорения и по полноте съема осадка с их поверхности. Поэтому синтетические ткани поддерживают стабильную производительность фильтра в течение более длительного периода работы по сравнению с хлопковыми тканями.

Фильтры, экипированные синтетической и хлопковой тканями, в начальный период работы могут иметь одинаковую производительность, но синтетическая ткань обеспечивает более высокую среднюю производительность фильтра за весь период работы и более полный съем кеков по сравнению с хлопковой быстро засоряющей тканью. В качестве фильтрующих материалов используют различные типы волокон. Для нейтральных и слабощелочных сред при температуре до 80 С и для слабокислых растворов при температуре до 40 С применяют хлопчатобумажные ткани – бельтинг и фильтродиагональ.

Фильтромиткаль применяется для фильтров, работающих под давлением до 3 5 – 4 0 атм, и для тех же жидкостей и продуктов, что и Фильтродиагональ.

В настоящее время выпускается широкий ассортимент синтетических фильтровальных тканей, многие из которых по своим техническим характеристикам превосходят хлопчатобумажные ткани. Однако, несмотря на широкий спектр существующих видов фильтровальных материалов, на территории стран СНГ в процессах депарафинизации и обезмасливания парафина традиционно широко применяются хлопчатобумажные ткани, такие, как бельтинг, фильтродиагональ. Обезвоженный осадок попадает в бункер, откуда вывозится самосвалами. Раствор ПАА приготовляют в емкости, а затем подают его насосом. В качестве фильтровальной ткани применяется фильтродиагональ.

При саржевом переплетении отверстия имеют разные размеры, а по форме близки к параллелограмму. Такие ткани имеют большую пропускную способность, чем ткани полотняного переплетения, но уступают им по тонкости и полноте отсева. Примером тканей с саржевым сплетением является фильтродиагональ, а также некоторые ткани из синтетических волокон.

При применении фильтра с большой площадью для него должна быть выбрана ткань, обладающая большой прочностью и большой изгибоустойчивостью. К таким тканям относятся фильтро-бельтинг, фильтродиагональ, фильтромиткаль и в некоторой части фильтросванбой, но они имеют свои характерные недостатки, которые рассмотрены ниже. Карбонатные сцементированные осадки, засоряющие хлопчатобумажную и капроновую ткани, имеют аналогичный состав. Но капроновая ткань меньше засоряется по сравнению с хлопчатобумажной.

При фильтрации пульпы, подщелачиваемой известью, хлопковая фильтродиагональ сохраняет проницаемость в течение 15 – 18 сут, а капроновая в полтора раза дольше. Но в отдельных случаях хлопчатобумажные ткани работают лучше синтетических. Например, для экипировки рамных ( листовых) фильтров периодического действия синтетические ткани ( хлориновые, капроновые и лавсановые) оказались мало пригодными вследствие сползания осадка с их поверхности. При фильтрации шламистых и глинистых золотоцианистых пульп хлопковая фильтродиагональ даже при значительном падении вакуума в периоды выпуска пульпы и закачки промывной воды полностью удерживает кеки на своей поверхности. На рамных фильтрах фильтродиагональ служит в течение 3 – 5 мес и после промывки с целью восстановления проницаемости применяется повторно.

По тонкости фильтрации или задерживающей способности относительно твердой взвеси синтетические ткани с гладкими волокнами уступают хлопковым ворсистым тканям при равных размерах открытых пор. При фильтрации пульпы с содержанием дисперсной лимонитной глины по задерживающей способности хлопковая фильтродиагональ, напротив, заметно уступает синтетическим тканям. В данном случае синтетические ткани обеспечивают получение более чистых фильтратов. Фильтроткани в процессе работы из-за засорения нередко утрачивают проницаемость при сохранении механической прочности. При фильтрации кварцевоглинистой, арсенопиритной и баритовой пульп в процессе работы проницаемость ткани падает быстрее, чем ее прочность, что указывает на целесообразность восстановления засоренных тканей, сохранивших механическую прочность.

В зависимости от характера засорений применяют механические и химические методы для восстановления проницаемости фильтротканей и других фильтрующих материалов. Материал волокон, из которых изготовлена ткань, существенно влияет на ее эксплуатационные характеристики при фильтровании. Натуральные ткани (из хлопка) имеют недостаточно высокие гидравлические характеристики и, кроме того, при фильтровании из них могут вымываться отдельные волокна и загрязнять масла. Тем не менее такие широко распространенные хлопчатобумажные фильтровальные ткани, как фильтросванбой и фильтродиагональ, благодаря относительно невысокой стоимости можно в соответствующих условиях применять для очистки нефтяных масел.

Ткани из синтетических волокон, в частности капрон и лавсан, обеспечивающие одинаковую с хлопчатобумажными тканями тонкость фильтрования, имеют лучшую гидравлическую характеристику, гораздо меньше склонны к вымыванию волокон, химически стабильны и стойки к действию микроорганизмов, однако их стоимость несколько выше. Ткани из стеклянного волокна имеют малую стойкость к многократным изгибам, что ограничивает их применение в существующих конструкциях фильтров, хотя такие ткани способны удовлетворить требования, предъявляемые при очистке нефтяных масел, а гидрофобность этих тканей позволяет удалять из масла не только твердые частицы, но частично и эмульсионную воду.

Установлено, что при фильтрации пиритных концентратов на дисковых вакуум-фильтрах указанные ткани являются равноценными как по производительности, так и по влажности кеков. Однако по устойчивости против засорения капроновая ткань значительно превосходит хлопчатобумажную фильтродиагональ. По данным экспрессного метода определения засоряемости также получено, что адгезия сульфидного кека на фильтродиагонали арт. В течение первого периода работы новой ткани обычно образуется слой кеков значительной толщины, который хорошо снимается при отдувке воздухом.

В последующий период работы толщина слоя кеков снижается и затрудняется их удаление при отдувке. Под действием глубокого вакуума фильтроткань подсасывается к опорной поверхности и деформируется (сплющивание нитей), поэтому уже в первый период работы производительность фильтров снижается. Затем устанавливается стабильная производительность фильтра в течение индукционного периода работы ткани. Аналогичная картина наблюдается и при фильтрации сульфидных пульп, например флотационных концентратов на дисковых вакуум-фильтрах. Эти прямые на отрицательном направлении оси ординат отсекают отрезки, определяющие гидравлическое сопротивление фильтроткани в единицах объема фильтрата. Сопротивление фильтроткани, измеряемое в единицах толщины слоя кеков, тем меньше, чем ниже проницаемость кеков. Например, в производстве глинозема после выщелачивания нефелиновых спеков с высоким содержанием двухкальциевого силиката получают белитовый шлам, подлежащий фильтрации с целью отделения алюминатного раствора. Фильтрация белитового шлама на барабанных и дисковых вакуум-фильтрах протекала крайне неудовлетворительно вследствие очень быстрого засорения ткани сцементированными осадками. Уже через 5 – 6 ч работы фильтродиагональ и фильтробельтинг окончательно засорялись и выходили из строя.

При фильтрации белитового шлама с высокой концентрацией каустической и карбонатной щелочи для экипировки патронных фильтров применяют капроновую ткань, которая по своим фильтрующим свойствам превосходит хлориновую и тем более хлопчатобумажную ткань. Тонкость отсева в тканевых фильтрах обычно более высокая, чем в сетчатых и щелевых фильтрах. К тканевым фильтровальным материалам, используемым как в тканевых фильтрах, так и в виде предохранительных чехлов и перегородок в других фильтрах, можно отнести различные хлопчатобумажные, льняные, капроновые, нейлоновые и стеклоткани.

Фильтровальные ткани выполняют квадратного или саржевого переплетения нитей, состоящих из пучка отдельных волокон. Примером квадратного плетения может служить льняное полотно: ситец, фильтросванбой, примером саржевого плетения – фильтродиагональ, ряд капроновых тканей и др. Как и сетки, саржевое плетение обеспечивает лучшую тонкость отсева и меньшую пропускную способность. Жидкость очищается в основном в порах, образованных переплетениями нитей, и лишь незначительная часть – в порах, образованных переплетениями волокон нитей, что вызывает неравномерность загрязнения поверхности фильтрующей перегородки. Диаметр волокон тканей равен 10 – 20, нитей 60 – 350 мкм.

Часто для улучшения тонкости отсева ткань в фильтрующих элементах укладывают в несколько слоев, она выполняет дополнительную функцию объемной фильтрующей перегородки. При этом гидравлическое сопротивление обычно возрастает прямо пропорционально количеству слоев. Известно, что в объемных фильтрах жидкость очищается не по всей толщине фильтрующей перегородки, а главным образом в ее внешних слоях. Поэтому желательно иметь уменьшение размера пор по толщине фильтрующей перегородки по пути движения жидкости, что может быть осуществлено применением набора тканей с различными размерами пор.