فیلتر دیسکی چیست و چه کاربردی دارد؟
فیلتر دیسکی دستگاهی برای جداسازی جامد از مایع و آبگیری پیوسته از دوغاب است. در مدل خلأ، دیسک‌های چرخان بخشی از مسیر خود را در مخزن دوغاب طی می‌کنند. خلأ، مایع را از سطح فیلتر عبور می‌دهد و جامدات روی دیسک به‌صورت لایه‌ای به نام «کیک فیلتر» جمع می‌شوند. این دستگاه در آبگیری کنسانتره سنگ‌آهن پیش از گندله‌سازی، مواد معدنی صنعتی و برخی باطله‌های معدنی کاربرد دارد. اگر در حال بررسی تجهیزات یک خط فرآوری هستید، مشخصات و انواع دستگاه را در صفحه فیلتر دیسکی صنعتی ببینید.
فیلتر دیسکی چگونه کار می‌کند؟
در فیلتر دیسکی خلأ، چند دیسک عمودی روی یک محور افقی نصب می‌شوند. هر دیسک از چند بخش یا «قطاع» تشکیل شده است. در مدل پارچه‌ای، سطح این قطاع‌ها با پارچه فیلتر پوشانده می‌شود و مسیر داخلی آن‌ها از طریق شیر دوار به سامانه خلأ متصل است. هر قطاع با چرخش دیسک، سه مرحله را طی می‌کند.
- تشکیل کیک: وقتی قطاع وارد دوغاب می‌شود، اختلاف فشار باعث عبور مایع از پارچه می‌شود. جامدات روی پارچه می‌مانند و مایع عبوری، که «فیلتریت» نام دارد، جمع‌آوری می‌شود.
- آبگیری کیک: پس از خروج قطاع از مخزن، خلأ همچنان برقرار است. عبور هوا از منافذ کیک به خروج بخشی از آب باقی‌مانده کمک می‌کند.
- تخلیه کیک: کیک در محل تخلیه از سطح دیسک جدا می‌شود. در بعضی مدل‌های پارچه‌ای، دمش کوتاه هوا از پشت پارچه به جداشدن کیک کمک می‌کند.
درحالی‌که یک قطاع در حال تخلیه کیک است، قطاع‌های دیگر می‌توانند هم‌زمان کیک تشکیل دهند یا آن را آبگیری کنند. به همین دلیل، دستگاه پیوسته کار می‌کند. قرار گرفتن چند دیسک روی یک محور نیز امکان ایجاد سطح فیلتراسیون زیاد در فضای نصب نسبتاً محدود را فراهم می‌کند.
تفاوت فیلتر دیسکی پارچه‌ای و سرامیکی چیست؟
در فیلتر دیسکی پارچه‌ای، پارچه نقش محیط فیلتر را دارد. در فیلتر دیسکی سرامیکی، قطاع‌های سرامیکی ریزمتخلخل جای پارچه را می‌گیرند و خاصیت مویینگی منافذ به عبور مایع کمک می‌کند. برای مقایسه این دو مدل، باید ظرفیت آبگیری، رطوبت کیک و کیفیت فیلتریت را با توجه به خواص دوغاب بررسی کرد.
فیلتر دیسکی چه کاربردهایی دارد؟
فیلتر دیسکی در خطوطی کاربرد دارد که دوغاب به‌صورت پیوسته تولید می‌شود و جامدات باید برای مرحله بعدی فرآوری، حمل یا دفع آبگیری شوند. کاربردهای رایج آن عبارت‌اند از:
- آبگیری کنسانتره سنگ آهن: کاهش رطوبت کنسانتره برای آماده‌سازی خوراک گندله‌سازی.
- آبگیری کنسانتره‌ها و مواد معدنی صنعتی: تولید کیک با رطوبت متناسب با نیاز فرآوری یا حمل، در صورتی که کیک به‌خوبی روی دیسک تشکیل و از آن جدا شود.
- آبگیری برخی باطله‌های معدنی: کاهش آب همراه باطله و جمع‌آوری مایع جداشده. امکان استفاده از فیلتر دیسکی در این کاربرد به رفتار دوغاب و رطوبت قابل‌قبول برای روش دفع بستگی دارد.
تفاوت فیلتر دیسکی با فیلتر پرس و فیلتر نواری
برای انتخاب بین این سه دستگاه، ابتدا مشخص کنید کدام نیاز در خط تولید اولویت دارد. آبگیری پیوسته، دستیابی به رطوبت هدف یا شست‌وشوی کیک هرکدام معیار متفاوتی برای انتخاب ایجاد می‌کنند. منظور از فیلتر نواری در جدول زیر، نوع خلأ افقی است.
|
معیار |
فیلتر دیسکی خلأ |
فیلتر پرس صفحه‌ای |
فیلتر نواری خلأ افقی |
|
نیروی آبگیری |
خلأ در داخل قطاع‌های دیسک |
فشار پمپ خوراک و در مدل ممبران‌دار، فشار تکمیلی غشا |
خلأ زیر پارچه متحرک |
|
شیوه کار |
پیوسته |
چرخه‌ای |
پیوسته |
|
اولویت در انتخاب |
سطح فیلتراسیون زیاد در فضای نسبتاً محدود |
بررسی امکان دستیابی به رطوبت پایین‌تر با فشار بیشتر |
امکان شست‌وشوی مرحله‌ای کیک روی نوار |
|
عامل مهم در ارزیابی |
نفوذپذیری کیک و جداشدن آن از دیسک |
رطوبت کیک و ظرفیت با احتساب کل زمان چرخه |
کیفیت شست‌وشو، ظرفیت و فضای نصب |
فیلتر دیسکی یا فیلتر پرس؟ اگر دوغاب تحت خلأ به رطوبت مورد نیاز می‌رسد و تخلیه کیک پایدار است، فیلتر دیسکی برای خط پیوسته گزینه مناسبی است. اگر آزمون خلأ به رطوبت هدف نرسد، بررسی فیلتر پرس صنعتی منطقی است. برای انتخاب بین این دو، ظرفیت فیلتر پرس را با احتساب پرشدن محفظه‌ها، آبگیری و تخلیه کیک مقایسه کنید. جزئیات این تصمیم در مقاله تفاوت فیلتر دیسکی و فیلترپرس آمده است.
فیلتر دیسکی یا فیلتر نواری؟ اگر علاوه بر آبگیری، لازم است محلول باقی‌مانده در منافذ کیک شسته شود، فیلتر نواری تحت خلأ امکان شست‌وشوی کیک را در بخش‌های مشخصی از مسیر نوار فراهم می‌کند. در کاربردی که شست‌وشوی کیک اولویت ندارد و فضای نصب محدود است، سطح فیلتراسیون فیلتر دیسکی در فضای اشغال‌شده ارزش بررسی دارد.
نقش تیکنر در کنار فیلتر دیسکی
تیکنر دوغاب را پیش از فیلتراسیون تغلیظ می‌کند. ذرات جامد در مخزن تیکنر تحت اثر گرانش ته‌نشین می‌شوند. آب با غلظت کمتر جامدات از بالای مخزن سرریز می‌شود و دوغاب غلیظ‌تر از کف خارج می‌شود. در خطوطی که تیکنر پیش از فیلتر دیسکی نصب شده است، خروجی کف تیکنر خوراک فیلتر دیسکی را تأمین می‌کند.
جداشدن بخشی از آب در تیکنر یعنی برای تناژ یکسان جامد خشک، حجم کمتری از دوغاب به فیلتر می‌رسد. همچنین، پایدار ماندن درصد جامد خروجی تیکنر به یکنواختی خوراک فیلتر کمک می‌کند. غلظت مناسب باید با دو نیاز هماهنگ باشد. دوغاب باید همچنان قابل پمپاژ باشد و روی دیسک کیکی تشکیل دهد که با ظرفیت و رطوبت مورد انتظار آبگیری شود.
قبل از انتخاب فیلتر دیسکی چه اطلاعاتی لازم است؟
انتخاب دستگاه را با نمونه‌ای نماینده از خوراک واقعی خط شروع کنید. تناژ جامد خشک در ساعت، درصد جامد دوغاب، اندازه ذرات، رطوبت هدف کیک و نیاز به شست‌وشو را مشخص کنید. در آزمون فیلتراسیون، علاوه بر رطوبت نهایی، نرخ آبگیری، کیفیت مایع خروجی و نحوه جداشدن کیک را هم بررسی کنید. ممکن است نمونه در زمان طولانی به رطوبت هدف برسد، اما نرخ فیلتراسیون آن برای ظرفیت خط کافی نباشد.
برای بررسی رفتار خوراک و مشخصات کیک، می‌توانید دامنه خدمات آزمایشگاه فیلتراسیون توربین‌دار را ببینید. اگر فیلتر پرس هم در فهرست گزینه‌های شماست، مقاله انتخاب فیلترپرس بر اساس تست دوغاب توضیح می‌دهد که نتایج آزمون چگونه به انتخاب دستگاه کمک می‌کنند.
جمع‌بندی
فیلتر دیسکی خلأ زمانی گزینه مناسبی است که خط به آبگیری پیوسته نیاز داشته باشد و دوغاب روی دیسک کیکی قابل‌تخلیه با رطوبت مطلوب تشکیل دهد. اگر آزمون خلأ رطوبت مورد نیاز را تأمین نکند، فیلتر پرس را بررسی کنید. اگر شست‌وشوی کیک بخشی از فرایند است، فیلتر نواری خلأ افقی را هم در مقایسه قرار دهید. در خطوط مجهز به تیکنر، آزمون را با دوغابی انجام دهید که نماینده خروجی کف تیکنر باشد تا برآورد ظرفیت و رطوبت کیک به شرایط واقعی خط نزدیک‌تر شود.
