탈수공정 - Filter Press

Filtration(여과)란 다공물질 혹은 스크린을 이용하여 고체를 현탁액으로부터 분리하고, 액체만을 빠져나가게 하는 것입니다. Filtration을 이용하는 대표적인 장비인 Filter Press는 연속적으로 운전할 수는 없으나, 보다 확실하게 고체와 액체를 분리하는 방법입니다.그러나, 대용량으로 처리하기에는 무리가 있으며 사용할 수 있는 곳이 제한되어 있습니다. 슬러리를 필터과정을 통하여 얻어직 고체와 액체는 각각 Filter cake(여과케이크), Filterate(여과액)이라고 합니다. Filter Press는 선광(Mineral Processing) 이외에도 용매추출 시 발생하는 Crud 처리, Cementation 후 탈수 과정 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.

 

I. Filter Press Structure: 필터프레스의 구조

 

아래의 그림은 Filter press의 기본 구조를 나타낸 것입니다.

액체는 다공질물질을 통과하여 빠져나가는 반면 고체는 Filter plate에 남아 여과케이크로 처리되는 것을 확인할 수 있습니다. 아래는 Filter press의 대표적인 형태들입니다.

 

(1) Plate-Frame Filter Press

 

Plate-Frame Filter Press는 Filter Press의 가장 기본적인 형태입니다. 아래의 그림과 같이 Plate-Frame 사이에 Filter Membrane이 장착된 형태인 것을 알 수 있습니다.

Plate-Frame Filter Press

˙Plate: Filter Membrane을 압력으로부터 버티도록 지지해주며, 여과액이 나가는 통로를 제공

˙Frame: Plate-Membrane 사이에서, 슬러리가 유입 및 여과 후 여과케이크가 남는 공간을 제공

 

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(2) Membrane Filter Press

 

Membrane Filter Press는 압축 공기 또는 물 등을 이용하여 여과할 슬러리 혹은 여과케이크를 압축시켜줍니다. 따라서, 전형적인 Filtration 공정에 비하여 여과케이크에 남아있는 수분이 적습니다. 아래 그림은 Membrane Filter Press를 이용한 여과 과정을 나타낸 것입니다.

II. Precoat: 프리코트란?

 

Precoat란, 여과하고자 하는 슬러리를 주입하기 이전에 규조토(DE; Diatomaceous Earth), 펄라이트(Perlite) 등과 같은 비활성의 다공성물질를 주입하여 필터에 막을 씌우는 것입니다. 특히, Membrane Filter Press를 사용하는 경우에는 Precoat가 필수적입니다. Precoat의 목적 및 이로 부터 얻을 수 있는 효과는 아래와 같습니다.

 

˙여과효과를 더욱 좋게 하기 위하여

˙슬러리에 포함되어 있는 물질로 인하여 Plate/Membrane이 막히는 경우를 방지하기 위하여

˙Filter cloths의 수명을 연장시키고 Filter cake를 쉽게 제거하기 위하여*

*Precoat를 하지 않았다면, Filter cloth에 불순물이 직접 붙게됨