Фильтрование – процесс разделения твердой и жидкой фаз пульпы при помощи пористой перегородки, под действием разности давлений создаваемой разряжением воздуха или избыточным давлением. Жидкая фаза проходит через поры перегородки и собирается в виде фильтрата, а твердые частицы задерживаются на поверхности в виде осадка – пена. Процесс фильтрования зависит в основном от свойств и крупности материала, а также от величины вакуума или давления, от свойств фильтровальной перегородки (фильтроткани) и способа фильтрования. Фильтрование осуществляется на барабанных, дисковых и ленточных вакуум-фильтрах.

В процессе фильтрования образуется два продукта: фильтрат (жидкая фаза), и осадок - кек (твёрдая фаза).

Способы фильтрования:

1. Фильтрование с образованием слоя осадка. В этом случае твердые частицы суспензии первоначально проходят через поры фильтровальной перегородки, затем задерживаются на ней, образуя осадок. С увеличением толщины осадка увеличивается сопротивление фильтрованию и скорость фильтрования снижается, влажность осадка – увеличивается.

2. Фильтрование с закупориванием пор. Применяется для разделения вязких суспензий с небольшим содержанием твёрдого. При этом на поверхности фильтровальной ткани практически не образуется слоя осадка. При закупоривании пор скорость фильтрования снижается.

3. Фильтрование с образованием слоя осадка и частичным закупориванием пор (применяется на практике).

В процессе фильтрования направление действия силы тяжести и движения фильтрата могут совпадать, быть противоположными и перпендикулярными.

При совпадении действия силы тяжести и движения фильтрата исходная суспензия подаётся сверху на фильтровальную перегородку. По обе стороны фильтровальной перегородки создаётся различное давление, в результате пульпа стремится перейти из области повышенного давления в область пониженного, т.е. пройти через фильтровальную перегородку. Перепад давления может создаваться подачей пульпы под давлением выше атмосферного – это фильтры, работающие под давлением или созданием вакуума под пористой перегородкой – это вакуум-фильтры. На поверхности фильтровальной перегородки образуется осадок. Совпадение направлений силы тяжести и движения фильтрата способствуют большей скорости процесса фильтрования и получению осадка меньшей влажности. W=5-5,5%. Такая схема фильтрования используется на ленточном вакуум-фильтре.

В случае, когда направление действия силы тяжести противоположно движению фильтрата – суспензия подаётся под фильтровальную перегородку. Под действием сил тяжести твёрдая фаза осаждается на дно корыта, поэтому в этих фильтрах необходимо перемешивание. Такая схема реализуется в барабанных вакуумах фильтрах.

Если направление силы тяжести перпендикулярно движению фильтрата, следовательно, сила тяжести препятствует образованию осадка на поверхности фильтроткани. Этот способ реализуется в дисковых вакуум-фильтрах.

         Фильтровальной перегородкой в промышленных фильтрах может быть: фильтроткань (хлопчатобумажная, металлическая, из синтетических материалов) или пористая керамика.

Фильтры, работающие под вакуумом делятся на барабанные с внешней и внутренней фильтрующей поверхностью, дисковые, и ленточные. Барабанные и дисковые фильтры хорошо работают при фильтровании относительно мелких продуктов, ленточные – при более крупном материале. Влажность отфильтрованных продуктов обычно бывает в пределах 20 – 40 %.

Основные факторы, влияющие на работу вакуум-фильтров следующие: плотность пульпы, крупность фильтруемого материала, частота вращения барабана, соотношение зон набора и сушки осад­ка, величина вакуума.

От изменения этих факторов зависят эффектив­ность работы вакуум-фильтра, его производительность и влажность получаемого осадка.

От величины вакуума при на­боре и сушке осадка во многом зависят технологичес­кие показатели процесса фильтрования рудных кон­центратов. Чем выше вакуум, тем выше скорость фильтрации. При более высоком вакууме ниже влаж­ность осадка. Падение вакуума недопустимо, так как оно ведет к повышению влажности фильтруемого концентрата. Чем выше вакуум, тем толще осадок и, следовательно, больше его произво­дительность.

С повышением плотности фильтруемой пульпы уве­личивается толщина осадка на фильтре и его удель­ная производительность. Влажность концентрата в значительной степени зависит от толщины осадка. Поэтому плотность пульпы для вакуум-фильтров должна быть максимально возможной.

Частота вращения вала барабанного вакуум-филь­тра или скорость ленты ленточного вакуум-фильтра влияют на производительность фильтра и влажность осадка при фильтрации. С повышением частоты вра­щения вала пропорционально уменьшается время на­бора и сушки осадка. Уменьшение времени набора приводит к снижению толщины осадка. Частоту вращения вала вакуум-фильтра необходи­мо выбирать с учетом техноло­гических факторов и конструктивных особенностей вакуум-фильтра.

Соотношение зон при фильтрации. Процесс обезво­живания на вакуум-фильтрах включает обычно четыре зоны: фильтрования, просушки, отдувки, регенерации фильтроткани. Все секторы вакуум-фильтра поочередно соединяются с каждой из четырех зон в результате вращения вала ваку­ум-фильтра и соединения его ячеек с соответствующими зонами на распределительной шайбе и распре­делительной головке. Чем больше время сушки, тем ниже конечная влажность осадка. Регулировка соотношения зон осу­ществляется изменением уровня пульпы в ванне ва­куум-фильтра, что обеспечивается конструкцией обо­рудования