板框厢式隔膜压滤机
引言
红磷分公司共有两套氟硅酸钠装置，装置能力分别为8.7、10kt/a，采用钠盐与湿法磷酸脱氟工段的副产品氟硅酸为生产原料，产品质量符合国家标准GB/T3252-2000的要求。氟硅酸钠生产中伴生的硅胶悬浮物影响氟硅酸钠产品的质量，且硅胶也是有重要价值的工业原料。目前采用自然重力沉降的办法实现氟硅酸和硅胶的液固分离，但由于悬浮的硅胶颗粒相对密度与氟硅酸溶液的相对密度接近，自然沉降液固分离效果差，细小的颗粒难以沉淀。氟硅酸中的硅胶不能很好分离除去，影响氟硅酸钠的产量和质量，硅胶资源也得不到回收利用。若沉淀于氟硅酸贮槽底部无法利用的氟硅酸一硅胶混合液(月排放量为670t)作为废水排放，也浪费资源。为此，笔者通过咨询一些过滤设备厂，采用隔膜压榨式压滤机分离氟硅酸一硅胶混合液，现将技改方案介绍如下。
分离氟硅酸一硅胶混合液技改方案
1.1设计依据根据氟硅酸一硅胶溶液的物性，要实现氟硅酸一硅胶固液分离，必须采用压滤机。预计将氟硅酸一硅胶混合物经压滤机过滤后滤饼(即硅胶)中氟硅酸水质量分数降到25％左右，滤液(即氟硅酸水)中硅胶质量浓度降至5mg/L以下。
1.2工艺流程将磷酸车间送来的氟硅酸水打入氟硅酸贮槽，经沉降后，上层清液由酸泵打入清酸贮槽，下层w(硅胶)约为17.47％的氟硅酸一硅胶混合液通过新增硅胶泵间歇式打入压滤机(新增)进行过滤，整个压滤、拉板、卸料、洗涤滤布过程全部采用控制器自动控制。滤液(氟硅酸水)通过滤液收集槽利用酸泵(新增)打入清酸贮槽备用；滤饼(即硅胶)加入氟硅酸钠装置所产生的污水制成浆后，打到磷酸再浆槽。该流程须新增DN25mln空气压缩管，从氟硅酸钠装置压缩空气总管上引出，接入压滤机使用。新增l根DNl50mmPP管(视污水量而定)，将一增母液水(即生产氟硅酸钠所产生的污水)引入母液槽，沉降固体，回收由污水带走的氟硅酸钠，所剩污水配管打入滤渣制浆槽，与压滤机过滤下来的滤渣一起制成一定含固量的料浆。新增DN50mm钢骨架复合管l根，将料桨从压滤机底部滤渣制浆槽配管打入磷酸再浆槽。
1.3设备
1)新增1台隔膜压滤机。其主要技术参数：型号为80/1000，外形尺寸6099mmX1420mlnx2240mm，滤室50个，过滤面积80m2，中间进料方式，要求充气压力≤1.0MPa、进料压力≤0.6MPa、进料温度≤80℃，电机功率4kW。隔膜压榨式压滤机特点如下。
①隔膜材料为新开发的高弹性、高韧性、高强度的耐酸、耐碱、无毒无味的弹性体TPES。
②滤板型腔设计合理，滤板内腔流道设计独特。滤腔边缘为斜坡过滤面，采用点状圆锥凸台，过滤小凸点细而密，泄水槽特别深，过滤与脱水效果好。不管浆料固体粒径多细，压力多大，滤饼滤布都不会在泄水槽内凹陷堵塞排水道，达到排水畅通。对超细物料过滤不易逃浆，过滤速度快，生产周期短，产量高，滤饼干，滤液清。
③隔膜滤板的结构特点：整块增强聚丙烯滤板两面用大型数控龙门铣床加工成均匀分布的宽带。内凹式双面燕尾槽与镶嵌人隔膜上宽带燕尾紧密结合，形成两个气囊，不漏气，隔膜装卸更换方便，压榨压力可达到lMPa。
④滤板为组合隔膜滤板，厚度达80mill(其他厂厚60mm)。配套的增强聚丙烯厢式滤板厚70mln，滤板原料含有增强耐压成分。
⑤在隔膜内的最低处预埋出液管，在过滤与脱水时能把滤室腔里最低处的积水排出，过滤畅通。
⑥其他厂家滤饼厚30mm，该公司滤饼厚35mm，相同过滤面积滤室容积增大，产量提高1/4。
⑦洗涤方法采用双向逆流交叉洗涤法，洗涤水可分别从滤饼两面双向交叉逆流立体洗涤，不留死角，不走短路，达到较高的洗涤效果。
⑧设置前盖拉脱保护装置。当油缸活塞退回过头，会造成油缸内压增大、超压，把油缸前盖顶出，螺栓拉脱；现增加了卸压阀，可保护油缸。
⑨电控液压系统设计合理，工作可靠。油缸采用45号无缝钢管经初镗、浮镗、珩磨而成，液压和电控元件选用声誉好的产品。油泵流量大，活塞移动速度快，缩短了压滤机辅助时间。采用电接点压力表、液控单向阀和电磁换向阀等实现压紧板的自动保压。
⑩隔膜压榨式压滤机采用新颖组合型滤板，四周的密封面宽60mm，其中有30mm为凸出平面1.5mm的弹性体TPES(聚酯)，压紧后能起到双重密封的作用，防止滤板间的泄漏。氟硅酸一硅胶混合液具有刺鼻气味，物料黏性大，滤室腔内采用暗流孑L道排出，可将刺鼻气味和腐蚀性酸水密封在滤室腔内，保持车间环境空气不被污染。逗朔芝机采用了一些防腐措施，如止推板进料口采用自行设计的高强度增强聚丙烯套管带滤布夹装置；压紧板滚轮螺栓镀铬处理；滚轮采用高强度尼龙材料；所有不锈钢材质均采用316L不锈钢；整机涂防腐油漆，大梁涂环氧树脂玻璃钢，上罩316L不锈钢导轨，耐碱耐酸。组合型隔膜压榨式压滤机具有过滤、充压、洗涤、压榨和吹干5种功能，操作方便，稳定，过滤与脱水效果明显。滤饼含水率与同类压滤机相比可降低10～30百分点，如果滤饼含水率降低7％，则下一道干燥工序的能耗可降低一半。
2)新增2台HTB65—50一160UD离心式工程塑料泵(Q=25m3/h，H=32m)，一台用于将硅酸一硅胶混合液打人压滤机，另一台用于将过滤后的氟硅酸清液打入清液贮槽。
经济效益评价
1)分离氟硅酸一硅胶混合液(年产7500t)，若氟硅酸水收率为60％，则每年可回收氟硅酸540t左右；生产lt氟硅酸钠以耗氟硅酸0.96t计，可生产氟硅酸钠约562.5t；以吨利润300元计，年利润达16.9万元左右。
2)氟硅酸钠年产量18000t，每生产1t氟硅酸钠所排污水20t，氟硅酸钠污水中按埘(固)0.85％计，固相中埘(H2SiF6)1.26％，通过分离、回收利用。每年可回收氟硅酸钠产品38t(18000t×20t/t×0.85％×1.26％)，氟硅酸钠价格为1500元/t，折合利润57000元。
3)利润总计约22.6万元，2年后投资可收回。
结论
该项目虽然可回收的氟硅酸水量不大，投资回报时间较长，但可降低氟硅酸钠酸水消耗，降低能耗，为节能减排作贡献；特别可有效消除硅胶对氟硅酸钠产品质量的影响，确保氟硅酸钠产品质量；还可有效减少氟硅酸钠污水外排量及磷石膏尾矿库回水中氟含量，降低环保风险。
