采用先进过滤分离技术推动无机盐工业的发展

都丽红，朱企新

（1.上海化工研究院有限公司，上海200062；2.天津大学化工学院；3.全国石油和化工行业过滤与分离工程研究中心）

改革开放几十年，随着国民经济和科学技术的快速发展，中国无机盐工业也有了突飞猛进的进步，目前己经成为世界上最大的无机盐生产、消费与出口国；在技术、装备、创新升级方面都有明显提髙，在新材料开发等方面也有进步；在“十四五”期间，在可持续发展、质量进步、行业技术创新、节能环保安全等方面有待进一步提高；发展中的新思维、新技术也有待尽快普及推广提高。

1 中国无机盐工业的发展

1.1 无机盐工业发展简单历程

18世纪中前期为无机盐工业发展初期，发源于欧洲的工业革命有力地促进了化学工业的迅速发展。随着新兴工业和新技术的不断涌现，对无机盐的品种和数量提出了更高的要求。直至20世纪40年代初，无机盐工业已基本形成体系，产品多达400种以上。之后不断推出适用于新应用领域的专用无机材料、无机精细产品及无机聚合物。

到20世纪70年代，随着生产工艺的开发和改进，以提高收率、节能降耗、减少污染为目的的新工艺不断涌现，大多数无机盐产品的生产技术实现了更新换代。无机盐工业三大体系民用、军工、材料工业基本成形并不断发展壮大。无机盐工业产品品种由1950年的约600种增长到20世纪70年代末期的900余种。新能源、可再生能源工业的发展带动了无机盐材料等产品的开发应用；信息技术的进步促进了无机电子化学品的迅速增加；航天航空工业的发展带动了无机陶瓷材料、无机晶须材料的发展。到2010年，世界无机盐品种已超过1 450种。无机盐工业进一步向精细化、专用化和功能化方向发展［1-2］。

1.2 中国无机盐工业的进步

中国无机盐工业自改革开放以来有了长足的进步。1）自20世纪80年代开始，中国无机盐工业通过自主开发与引进技术相结合而发展迅速，逐渐建成了具有相当规模、实力较强的无机盐工业体系，门类比较齐全、品种大体配套，基本可满足国民经济发展和人民日益增长的生活需要。2）中国优势的无机盐原料资源如磷、氟、钡、锶、钨、钼、钒、稀土矿等成为发展无机盐工业得天独厚的优势。到2012年，中国萤石、磷矿石、菱镁矿、重晶石、锑矿、石墨矿等12种矿物开采量位居世界第一，且多数矿产品的开采量占世界开采总量的50%以上［1-2］。3）“十三五”期间，中国将经济发展模式从单纯追求发展速度逐渐转入追求发展质量，强调走生态文明的发展道路。《中国制造2025》《工业绿色发展规划（2016—2020年）》等国家战略明确提出绿色制造工程和绿色发展的理念，无机盐工业大部分产品来自矿物加工，生产过程中极易产生固体废物、废水、废气等污染源，对环境安全造成很大隐患，因此绿色发展将成为无机盐工业的产业发展方向。

1.3 进入21世纪中国无机盐工业发展中的差距

与发达国家相比中国无机材料发展起步较晚，原始创新偏低，资源消耗过快，对绿色发展与污染治理及大数据、人工智能等缺乏深刻了解，实施清洁生产作为可持续发展战略的重要手段举步艰难。

1.3.1 资源稀缺与消耗过快

在无机盐工业快速发展的同时，伴随着大量矿物资源的消耗。经过长期、过度性开采，造成中国部分优势矿产资源保障程度迅速下降。尽管近年来地质勘探技术不断提高，但资源快速消耗的总体趋势无法避免，少数稀缺的矿物资源必须依靠进口，资源安全已经成为中国可持续发展的核心。

1.3.2 污染治理的差距

长期以来无机盐产业更多地单纯追求产出量，生产中产生的固体废物、废水、废气等污染源对环境安全造成很大隐患。比如：由于资源化利用技术的瓶颈问题，中国目前磷石膏累计堆存量远超过3亿t，资源的浪费和污染治理成为制约磷化工产业可持续发展的关键。而且无机盐产业的污染控制更多地仅停留在末端治理，因此绿色发展将成为无机盐工业的产业发展方向［1-4］。

1.4 产业发展建议

1.4.1 清洁生产

污染物控制应尽快从早期的“先污染后治理”模式向“产生前从源头的减量化”模式转变。无机盐工业生产应该通过工艺改进、原材料替代和设备更新等手段确定优先选择减量化的工艺技术路线，实现社会经济成本和环境负荷的降低。能耗高就意味着成本高、污染多、浪费大，只有减少能耗、实现绿色GDP，经济才有发展前景。因此必须把清洁生产提到重要地位，绝不能以牺牲环境为代价来发展经济［5］。

1）清洁生产的提出。1976年，“无废工艺和无废生产国际研讨会”在巴黎召开，清洁生产正式提到议事日程。1992年，世界环境与发展大会和联合国环境与发展大会通过了《21世纪议程》，首次正式提出了清洁生产概念，指出实施清洁生产是取得可持续发展的关键，所倡导的清洁生产作为可持续发展战略的重要手段，即强调在产品生产过程中减少污染的产生，而只把末端治理作为一种辅助手段。

2）清洁生产的定义。所谓清洁生产是指由一系列能满足可持续发展要求的清洁生产方案所组成的生产、管理、规划系统。它是一个宏观概念，是相对于传统的粗放式生产、管理、规划系统而言的。推行清洁工艺是实现工业可持续发展的最佳选择和必由之路。面对经济发展与环境保护的双重压力，可持续发展和清洁生产也必然成为中国必然的发展模式。

3）清洁生产的要求。中国于2003年1月1日起施行《中华人民共和国清洁生产促进法》，2016年5月修订7月执行。新《中华人民共和国清洁生产促进法》包括以下要点：①促进清洁生产，兼顾经济发展和环境保护的双赢策略；②清洁生产要使用清洁的能源和原料，要求不断地改进设计、采用先进的工艺技术与设备，改善管理，综合利用；③从源头消减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产服务和产品使用过程中污染物的产生和排放；④清洁生产要求对自然资源进行合理利用，投入最少的原材料和能源生产尽可能多的产品，节约能源和原材料，利用可再生能源或清洁能源、减少使用稀有原材料、循环利用物料等；⑤通过节约资源、降低损耗、提高生产效益和产品质量，达到降低生产成本、提升企业竞争力的目的；⑥清洁生产应包括减轻或者消除对人类健康和环境的危害、保护和改善生活环境与生态环境。生活环境是与人类社会生活密切相关的各种自然条件和社会条件的总和；生态环境是指生物有机体周围的生存空间的生态条件的总和。

1.4.2 大数据

中国的大数据研究始于20世纪80年代，2012年起截至2019年8月大数据研究论文已达1.3万篇、相关文献9.8万篇，中国的大数据研究与应用与世界发展趋势同步。2011年，在“十二五”规划中给出了大数据的内容；2015年，国务院发布《促进大数据发展行动纲要》，对大数据发展进行了全面规划，提出大数据在工业和其他行业应用的发展方向，规划大数据产业关键技术的开发。工业和信息化部发布的《大数据产业发展规划（2016—2020年）》中指出：在“十三五”规划时期内加快大数据及相关产业的开发和应用，经过多年的积累大数据相关技术已取得显著的进展和突破，相关研究和应用的着力点应集中于增强大数据产品研发能力、开展工业大数据创新应用、促进行业大数据应用发展。

大数据的应用也应该是化工领域的发展方向［6］。无机盐企业历史悠久，产品品种有1 500多个，在运行过程中逐步产生和存储了大量工业数据。如何通过大数据的应用创造效果，是化工领域大数据研究的长期目标，也是实现中国无机盐行业从大到强的有效途径。大数据的应用价值可以体现在以下几个方面：

1）优化生产过程和改善设备运维是当前研究的重点。在生产排程与调度方面，依靠大数据技术推断任务工期、机器折旧状况等，及时获知生产实际，综合考虑工艺流程、设备产能、生产人员安排、原料和其他成本等约束条件，依靠遗传算法等数据处理方法从生产过程的大数据中发现调度规则，作出生产计划与排程优化。

2）根据设备设计、使用和维修等环节的信息采集、管理和分析，达成设备的持续稳定运转，合理安排设备运维周期，提高设备的可用率。在故障诊断与预测方面，利用大数据将传感器获取得到的温度、压力、液位、流量、物料组成等参数，通过异常检测算法、机器学习算法、决策树等数据处理方式并合理运用知识库实现故障的预警和及时诊断［7］。

3）提高生产自动化程度。简化甚至部分代替人工操作，在降低人工工作量的同时提高生产效率［8-9］。

4）在质量检验与管理方面，利用大数据进行质量管控，可以通过对关键参数的获取和利用，根据时间和工艺流程预测关键工艺指标，建立过程能力指数之间的相关性，系统预期和度量产品的最终质量性能。同时，将数据驱动与知识驱动相结合，将大数据质量管理模式与专家系统相结合，达成高效智能的质量追溯效果［10］。

2 过滤与分离技术在无机盐工业上的应用

过滤与分离技术已经深入到国民经济的各个领域。据有关资料报道，仅化学工业领域中大约80%的工艺都要应用到过滤与分离技术［11］。对液相与固相组成的物系，采用过滤与分离技术与传统的热力干燥、蒸发过程相比，在相同要求下可以大大节省能量，这种非热力脱水、节能的过滤分离国内外科学技术领域已引起广泛关注［12］。

无机盐工业产品品种繁多、应用面广，是基本化工原料，液固、气固两相的过滤与分离过程在无机盐的生产中应用非常广泛，是无机盐产品生产工艺中的关键工艺过程与设备。

2.1 现有产品生产工艺中的应用

1）几乎所有无机盐产品都包括原料精制、对浸出物杂质去除，对中间产品精制脱液或洗涤，对蒸发、浓缩、冷却、结晶过程中的中间产品脱液或洗涤，产品的过滤洗涤和与母液的分离。例如：锂作为一种典型的、新世纪绿色能源和轻质合金的理想材料，是现代工业发展不可或缺的重要原材料，目前中国已经成为名副其实的锂消费大国，而盐湖锂矿的提纯和含氟碳酸锂的回收工艺就涉及4步过滤、1步洗涤，可以说工艺中的1/3都是过滤与分离过程，要得到合格的高纯碳酸锂，从过滤介质到设备及过滤、洗涤过程都要选择合理［2，13］。

2）无机盐的生产经常会涉及从矿石中提取有用物质，物质的提纯、浸出、洗涤及分离脱液必然会遇到液固、气固两相的过滤与分离。因而过滤分离技术与设备的选择及确定合理的操作参数，并要求不断地改进使用效果、功耗、工作效率等，均影响产品的成本和质量，也是无机盐行业关注的大问题。

2.2 无机盐生产中三废治理的应用

当前生产过程中所产生的废气、废液与废渣的处理与再利用都离不开过滤分离技术与设备的选择与科学使用。例如：为使青海海西地区的盐湖尾矿资源化利用，通过物理法分离工艺成功提取出了食用氯化钾、氢氧化镁、氯化钙、硫酸镁及精制盐等产品，整个工艺流程中涉及沉降、过滤、洗涤、脱水等多步过滤与分离过程和设备的应用［14］。

2.3 无机盐行业发展的需求［2］

新品开发、挖掘新兴趋势、开拓新领域、贫矿开发、尾矿资源化利用等无机盐行业发展的方向更是都与过滤与分离技术密不可分。例如：绿色能源的发展推动了储能技术的进步，催生了锂电池产业，也推动了钴盐、锂盐系列材料的发展、壮大；随着锂电池生产技术的进步及产品得到广泛应用，带动了关键的钴、锂电池材料的需求迅猛增长；汽车、建筑材料、能源材料的绿色化也将带动相关无机材料的不断发展，而钴盐、锂盐等无机盐的先进生产工艺都少不了先进的过滤与分离技术。

总之，随着工业生产和科学技术的迅速发展、社会需求趋势的变化，造成当前资源极度消耗、个别资源稀缺，这些都对无机盐工业提出了新的问题和挑战。无机化工行业欲从大到强，清洁生产要求使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术即不断采取改进设计；可持续性循环经济需要采取综合利用等措施，过滤与分离技术是其中的关键技术，在无机盐行业中具有广阔的应用前景。

3 过滤分离技术的进步

3.1 中国是最早采用过滤分离技术的国家［12］

20世纪80年代改革开放后，分离机械从品种、性能、数量、质量上要求更高，引进技术和国外技术交流促进了过滤分离技术的发展。

随着科学与工程技术的发展，过滤与分离技术的应用已涉及国民经济多个领域，如资源、能源、环境保护、新材料、生物医药、石油化工开发等。从20世纪后期已经拓展到生物工程、新能源、新材料、水资源、电子信息、环保等高新技术产业。过滤分离技术广泛应用于传统工业、新兴产业和高技术产业，是当今各个领域和新拓展的领域内不可或缺的科学技术。

3.2 过滤与分离是一门综合技术

过滤与分离是一门综合技术，它的基本过程是流体通过多孔介质的流动和固形物颗粒分离，这些过程都是发生在多相界面上，过滤分离是以多相流流体力学和渗透力学为基础，与化学、物理化学、胶体化学和界面化学等知识密切相关［12］。

3.3 过滤与分离理论研究的难题

1）对滤饼过滤过程的理论研究始于19世纪，尽管近40 a来有了一些进展，但由于涉及的问题非常复杂，进展仍是缓慢的，还不能提出关联物料特性和操作条件计算过滤性能的精确的理论公式。因此，过滤技术对实践和经验的依赖性很强。如从理论分析导出的过滤方程式中，对与滤饼性质有关的特征数值必须由实验获得。即使是从实验中得到的参数，直接应用到生产中去，也还会发生某些偏差。因此，很多从事过滤分离理论研究的学者都非常强调实践和经验的重要性［15］。如：1977年F.M.Tiller等［16］指出，由于实验数据的缺乏，在过滤设计中试验和经验仍起重要作用；2000年A.Rushton等［17］也指出，理论计算的渗透率仅用于缺乏运行数据时对其进行估算，而实测值比上述方程所得计算值很可能差1到2个数量级，这主要是计算方程还有许多参数没有考虑；早年茹日可夫曾提出，过滤理论计算值与实际数值的偏差不超过25%就很理想。

2）尽管存在上述问题，仍不能否认过滤理论对过滤实践的指导作用。对于滤饼过滤，理论方程揭示的一般规律在实际过程都被证明，所以过滤的理论研究和应用研究都是很有意义的。理论研究能够导出反映实际过程的基本过滤方程，还必须通过实验确定过滤方程中的各类数值并验证各种理论［18］。

3）将人工智能技术用于过滤与分离过程的研究可以让过滤技术更先进，让分离过程更加智能化。如基于智慧工厂的大数据采集系统，可以建立过滤材料的智能优选系统；依托专家系统的经验支撑，可以建立过滤分离效果评价打分机制；基于节能环保的特殊要求，可以建立智能化过滤分离后处理回收系统。当然对于过滤过程，对物料性质、过滤条件与过滤结果之间的关系，计算流体力学（CFD）是无法求解，作者曾用大数据的处理思路来解决问题，采用数据驱动算法对系统进行技术分析证明是可行的［19］。

3.4 难过滤物料的过滤［17］

3.4.1 难过滤物料及其过滤分离时遇到的问题

难过滤物料主要有：高黏度、高分散、高可压缩物料；固相颗粒极小、软体颗粒、不定形颗粒、稍加压力滤饼比阻很大；特殊高黏胶（不定型物质）、软体粒子、针状微粒；形态多变、乳化物、易堵塞过滤介质而洗涤要求高的物料等。对这类难过滤物料进行过滤分离时会遇到以下问题：1）含有粒子或胶状物质、可压缩性较高、过滤不久阻力迅速上升，使过滤无法进行；2）形成的滤饼结构黏稠或致密、滤饼比阻迅速加大、过滤速度急剧下降；3）可压缩性物料，滤饼易成糊状，粘在过滤介质表面堵塞孔隙，阻止液体通过，使操作压力迅速上升，需常清洗，并导致滤材寿命缩短；4）不能用絮凝、凝聚的物料，过滤介质又无法阻挡微小颗粒，致使滤液达不到所要求的澄清度。对于上述难过滤物料，必须采用强化过滤技术，以提高过滤效果。

3.4.2 对难过滤物料过滤分离时可采用的技术途径［20-21］

强化过滤过程的技术也就是一种提高过滤分离效果的技术，它包括：物料进行预处理（预增浓、絮凝和凝聚）；加入表面活性剂或酶制剂；加入助滤剂的助过滤；限制滤饼层增厚的薄层滤饼过滤；采用强化过滤的集成工艺等。对难过滤物料过滤分离时可采用的技术途径有以下几种：

1）降低黏度。绝大多数化工原料为非牛顿型流体［22］，其流体流动呈现的性质难于牛顿流体，非牛顿型流体分假塑性和胀塑性等多种。假塑性流体随剪切率上升而黏度下降，作者曾对立德粉、钛白粉进行试验，提高流体流速黏度就下降、过滤速度就上升；对于胀塑性流体，流体流速升高黏度就上升。

2）限制滤饼增长的薄层滤饼过滤。限制滤饼增长是为了增高过滤速率。减薄滤饼厚度也就降低了阻力。可以采用非稳态流、振动、动态过滤、交叉流，目的是为了减薄滤饼厚度，达到减小过滤阻力、提高过滤速率的目的［23］。

3）加入助滤剂。这是为了改善滤饼结构，降低滤饼阻力，提高过滤速率。

4）选择合适的过滤介质。例如：对于一些液相黏度很大、固相颗粒直径极小的非牛顿型流体（如化纤熔体），要尽量避免采用提高过滤压力的方法，宜选用具有三维结构开孔率大且孔径很小、截留精度高的过滤介质。

5）采用强化过滤的集成工艺。采用先进节能的过滤分离技术及设备、采用上述各种方法的组合，改善和强化过滤分离过程，进而提高过滤分离过程的效率及精度，节能降耗。

3.5 过滤介质的发展

过滤介质有：织造滤布，非织造滤布，抗腐蚀、耐高温、精度高的金属过滤介质和陶瓷过滤介质，及纳米纤维过滤介质、多功能过滤介质、驻极体空气过滤介质、选择性过滤介质等。为保证滤布稳定不变形、精度高、易卸饼，热处理、轧光、覆膜等滤布后处理技术应运而生。这里简单介绍几种先进过滤介质。

1）金属烧结过滤介质。金属烧结过滤介质有：烧结金属粉末、烧结金属丝网、烧结金属纤维毡、金属膜等几种类型。金属过滤介质除了具有强度高、耐腐蚀性强、耐温高等特点，还具有孔型固定、孔径分布集中、良好的渗透性、再生性好等过滤特性。表1对这几种过滤介质对纯水的渗透率进行了比较：金属过滤介质主要用于液-固分离、气-固分离、气-液分离等。如：液体物料中贵金属催化剂的回收，工业污水、凝结水的净化处理，高温煤气与烟气的过滤，工业气体催化剂的回收，去除粒度50%＜15μm的氧化铝和氢氧化铝粉尘。

表1 几种金属过滤介质的渗透率［24］

2）陶瓷过滤介质。20世纪80年代中，芬兰Outkump公司开发抗腐蚀、耐高温、高精度的陶瓷膜过滤介质，用于有色金属如Cu、Al、Pb、Zn、Ni等精矿的脱水；继普通多孔陶瓷、蜂窝多孔陶瓷过滤介质之后，最近发展的第三代多孔陶瓷过滤介质就是泡沫陶瓷过滤介质；随后又开发出孔隙率较高、阻力较小的陶瓷纤维过滤介质（见图1）。

图1 3种陶瓷过滤介质结构图

陶瓷过滤介质可在高达1 000℃的温度下工作，并且在氧化、还原等高温环境下具有很好的抗腐蚀性而成为过滤的优良选材之一。以颗粒粉末烧结为主的低孔隙度结构，孔隙率约为38%；以纤维烧结为主的高孔隙度结构，孔隙率高达80%以上［25］。

3）非织造滤布。非织造滤布是采用非织造技术即通过机械、化学、热压或其组合方式将纤维结合而成。该技术是1942年由美国公司提出的，也称为无纺布。非织造滤布的纤维互相交叉，形成的孔隙不规则，空隙率有的可高达80%。非织造滤布分：浸渍法无纺布和粘合剂纤维法无纺布；针毡式无纺布、水刺式无纺布和滚压法无纺布；短纤维法无纺布和长纤维法无纺布。非织造滤布广泛用于工业污染物排放治理、饮用水、污水处理、海水淡化、汽车、暖通空调等领域。提高非织造滤布过滤性能的方法就是降低纤维直径，近年来通过静电纺丝方法能够纺出直径低于500 nm的超细纤维，有科研人员［26］采用电纺丝方法制备的聚合物纳米丝，再用负载技术使之牢固负载于普通的粗纤维上，制备超净纳米丝的过滤介质，其对空气中1μm粉尘的过滤效率可达100%。

4）功能性过滤介质。功能性过滤介质是针对特定的环境要求（如抗静电、拒水、拒油、阻燃、抗菌或抗病毒、清除有害气体等）而开发的过滤介质［27］。如：①含催化剂的过滤介质，既是反应区的一个分离元件，本身又是催化剂，或者过滤介质是用催化活性物质进行处理而具有催化功能，它在对颗粒物进行捕集的同时，还可以反应脱除气体中NOx、VOC等有害组分，除尘效率＞99.9%，NOx催化转化率＞90%；②抗静电过滤材料，通常使用抗静电剂和导电纤维两种方法来消除过滤材料上电荷的集聚，从而消除静电，用于含涉爆粉尘气体的分离净化。还有利用阻燃纤维制成的具有较好的阻燃特性的过滤材料，采用纳米技术开发的拒水拒油过滤材料等。

4 先进过滤分离技术在无机盐行业的应用前景

4.1 先进过滤分离设备的应用

先进过滤分离设备主要体现在大型化、自动化和智能化。

1）大型化。由于选矿、湿法冶金、盐湖等无机盐行业处理量较大，要求过滤分离设备具有连续性且大型化。比如：青海盐湖钾盐生产工艺采用多台连续橡胶带式真空过滤机进行过滤洗涤，近年来开发的大型连续橡胶带式真空过滤机已被应用，其滤带有效宽度为6 000 mm，过滤面积也达到163 m2。再如：湿法磷酸生产中常选用的真空转台式过滤机，目前单台过滤面积最大均达到300 m2。

2）自动化和智能化。过滤分离设备的自动化和智能化一直是科技人员致力研究的方向，而在矿山、化工、有色金属和环境保护等领域应用最多的厢式压滤机的自动化和智能化更是大家创新研究的方向。近来Andritz分离公司报道利用先进测量元件开发出新一代压滤机——智能压滤机［28］。智能压滤机在取得大量实际操作数据后，对其操作过程可以进行一系列优化和改进。①通过在液压油系统设置对固体颗粒、含水量和油温度监测装置，将经验数据与使用油的质量数据进行实时对比，优化液压系统的液压油更换。②智能化滤布清洗。滤布阻塞会影响生产能力及滤布使用寿命，需要及时清洗，每次清洗需要停车和消耗高压水。智能压滤机在进口安装了压力传感器并对压力变化进行比较，当进料后压力快速上升时则会进行滤布清洗。③在滤板上安装一个倾斜传感器，进行滤板密封面污染状况监测。④智能滤板。在滤板中安装电磁波传感器，由于电磁波会影响偶极水分子的排列，从而通过介电常数可以计算出排列偶极分子所需的能量，滤饼中水分越高所需的能量越大，利用实验数据的对比可以测量出滤饼的含湿量。⑤在线监测滤饼的洗涤效果。压滤机中滤饼的洗涤效果是衡量一个操作循环是否完成的重要依据，在滤板对角线上安装传感元件监测滤室内电导率和温度来了解洗涤效果，在相同过滤条件下能够优化操作循环时间。⑥使用射频技术来跟踪滤布的使用和更换，该技术已经在南美一个铁矿石和镍生产企业中应用。⑦操作安全智能监控，用来监控压滤机进料压力温度，使压滤机在一个安全的范围内操作。这一套监控系统可以通过智能手机、电脑使压滤机的操作情况实现实时显示，也可以实现必要的报警。当压滤机在工厂中有多台进行操作和备用时，系统还可以收集每台设备数据计算出每台使用效率，如果有某一台低于设定值时则可以启动备用机而把低于设定值的设备进行完整清洗，从而使整个生产系统保持在最佳工作状态。例如：钛白粉生产中固液分离工艺与设备的优劣是钛白粉生产装置高质量、低成本、高效益、环保优良的重要核心技术之一，其中料浆、漂白料浆和包膜处理料浆的过滤与洗涤均要用到厢式压滤机。该智能压滤机若能在钛白粉生产中应用，将会大大提高生产效率、节能降耗。

4.2 先进过滤介质的应用

过滤介质作为过滤设备的核心也随着日益增长的社会需求发展迅猛，比如：磷酸行业中磷石膏的过滤，由采用普通的复丝滤布到经过轧光处理的复丝滤布、单复丝交织滤布、单丝滤布，以解决磷石膏容易在滤布中板结、滤布再生困难、更换频繁的问题；滤布的织造技术和热处理技术的提高使得滤布的稳定性更好，为带滤机的大型化提供了保证；抗腐蚀、耐高温、高精度的陶瓷膜过滤介质用于有色金属如Cu、Al、Pb、Zn、Ni等精矿的脱水，由于毛细管作用和微孔陶瓷的亲水性，容易脱水，使之阻力小、处理能力大、滤饼含水低；滤布过滤精度由过去的5μm提高到1μm，比如：开发的聚苯硫醚（PPS）、聚四氟乙烯（PTFE）过滤介质可以用于有耐腐蚀、耐高温要求的无机精细化工场合，开发的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）过滤介质可用于北方低温环境的过滤。

4.3 智能化过滤分离技术的应用

过滤分离过程实践性强，涉及过滤材料的选择及性能评价、物料性质、过滤条件等一系列因素，都是影响整个过滤分离过程的关键，这些条件的限制无疑增加了过滤分离过程的难度，计算流体力学（CFD）也是无法求解。人工智能有望助力过滤分离领域的研究及工程应用迈上新的台阶。比如：人工智能在高黏度难过滤物料强化过滤过程中的应用，该过程物料性质、过滤条件与过滤结果之间的关系的研究难以用一般计算机模拟计算来代替，因此作者的研究从己有实验数据为基础出发，采用数据驱动算法进行技术分析（软测量技术soft sensor technology），用计算机采用神经网络（BP法）和支持向量机（SVM法）来预测一定过滤条件下的滤饼过滤的性能的变化，结果证明是可行的。也即：不必面对有大量的变化因素、实践性非常强的液固两相过滤与分离的难题，可以采用数据驱动算法来替代大量实验进行预测。已有学者基于SVM对高黏度物料强化过滤过程建立过滤过程在线预测系统［29］；也有将SVM算法与遗传算法（GA）相结合在废水处理领域应用，可以实现工艺参数的优化。