真空帶式過濾機在某硫鐵礦精礦脫水中的應用

呂紀霞

(河南省冶金規(guī)劃設計研究院)

真空帶式過濾機在某硫鐵礦精礦脫水中的應用

呂紀霞

(河南省冶金規(guī)劃設計研究院)

河南某硫鐵礦石選礦精礦產(chǎn)品為浮選硫精礦和磁選鐵精礦，其中硫精礦中泡沫和滑石的存在，使傳統(tǒng)過濾機無法對其實現(xiàn)有效過濾且為間斷生產(chǎn)?；谡婵諑竭^濾機的工作原理，通過與其他過濾設備對比，確定選擇真空帶式過濾機對該硫鐵礦精礦產(chǎn)品進行過濾。結(jié)果表明，硫精礦和鐵精礦最終含水12%、10%。針對應用中存在問題，通過增設排水溝和消泡槽，實現(xiàn)了沖洗水的回用和布料器給料的穩(wěn)定。

真空帶式過濾機 硫精礦 鐵精礦 過濾

真空帶式過濾機是一種新型過濾設備，因脫水迅速、洗滌高效、低耗節(jié)能的優(yōu)點而被廣泛用于冶金、礦山、化工、食品、煤炭、造紙和制藥等行業(yè)中各種懸浮物的固液分離。自2000年研制成功后，應用于全尾砂膏體充填中對尾砂進行脫水，取得了顯著的效果[1]。金堆城鉬業(yè)東溝鉬礦中磁鐵礦產(chǎn)品中超細鐵精礦的進料細度為-0.023 mm占95%，真空帶式過濾機處理后濾餅含水率為22%～25%[2]；2012年，山西某鐵礦尾砂濃縮后添加絮凝劑進入真空皮帶式過濾機進行脫水，最終含水率約12%，可直接干堆，解決了尾礦的濕排問題。但真空帶式過濾機在浮選硫精礦過濾、脫水中的應用尚未有報道。

河南某硫鐵礦石選礦精礦產(chǎn)品為硫精礦和鐵精礦，需經(jīng)脫水控制含水率在一定范圍內(nèi)才能銷售。硫精礦脈石礦物中滑石含量高于90%，增加了硫精礦的黏性。采用傳統(tǒng)的陶瓷過濾機、板框壓濾機等均存在需定期更換濾布的問題，無法實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。在分析該精礦產(chǎn)品的基礎上，選擇真空皮帶過濾機應用于該硫精礦和鐵精礦的脫水，并取得良好效果。

1 真空帶式過濾機工作原理

真空帶式過濾機主要由橡膠帶、真空盒、進料裝置、濾餅洗滌裝置、濾布糾偏裝置、濾布張緊裝置、橡膠帶驅(qū)動滾輥與張緊裝置、濾布及橡膠帶清洗、卸料裝置及電控柜等組成，工作原理見圖1。

通過進料裝置給料至皮帶(濾布)，利用自身重力和真空設備的真空負壓使礦漿固液分離，皮帶機帶動皮帶勻速運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)物料的移動。固液完全分離后，利用卸料裝置將皮帶上的物料刮下。卸料后皮帶上仍殘存小顆粒物料，采用高壓沖洗水沖洗后皮帶運轉(zhuǎn)至布料器附近重新布料。為實現(xiàn)布料均勻，根據(jù)皮帶機寬度通常設置多個布料器。

1 工藝流程和精礦特點

1.1 工藝流程

該硫鐵礦礦石中的金屬礦物主要為磁鐵礦和黃鐵礦，含量分別為17%～18%、8%～9%，是可回收的主要目的礦物。赤鐵礦、褐鐵礦少量，其他金屬礦物黃銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦等少量至微量。脈石礦物占礦物總量的65%～70%，以滑石、透閃石、石英等為主，其次為絹(白)云母、斜長石以及少量綠簾石、高嶺石等。

采用先浮選后磁選的原則工藝流程處理該礦石。由于滑石在捕收劑丁黃藥作用下，易與硫一起上浮，影響硫精礦品位，惡化精礦的過濾環(huán)境。因此在磨礦細度為-0.074 mm占60%的條件下先通過浮選除去滑石?；∵x尾礦經(jīng)1粗3精3掃浮硫，可得到產(chǎn)率為6.67%、硫品位為48%、回收率為91.47%的硫精礦；滑石精礦和浮硫尾礦合并作為磁選提鐵給礦，經(jīng)3段磁選1段磁篩，磁篩中礦再磨至磨礦細度-0.074 mm占90%后返回磁選，最終可得到產(chǎn)率19.69%、全鐵品位65%、回收率88%的鐵精礦。

1.2 精礦特點

精礦產(chǎn)品過濾脫水設備的選擇主要考慮工藝流程對精礦影響。硫精礦過濾存在三個問題：①雖然進行了預先浮選除去滑石，但硫精礦脈石礦物中滑石含量在90%以上，增加了精礦黏性，影響過濾效果；②硫精礦為浮選精礦，泡沫多，表面吸附有硫精礦細小顆粒，表面張力使泡沫難以破碎，增加了精礦過濾的難度；③由于浮選過程中浮選的動態(tài)變化，刮出的硫精礦產(chǎn)量變化，導致過濾機給料不均勻。

圖1 帶式真空過濾機工作原理

鐵精礦為滑石精礦和浮硫尾礦的再磨再磁選，流程較長，濃度低，是影響過濾效果的另一個因素。

2 過濾機的選擇與應用

2.1 過濾機的選擇

現(xiàn)場生產(chǎn)的硫精礦供單位內(nèi)部氟化工程利用，最終氟精礦產(chǎn)品送入高爐。為節(jié)省氟精礦烘干費用，有必要對硫精礦進行脫水過濾，盡量降低水含量。鐵精礦作為煉鐵廠原料，水分要求控制在15%以下。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，達到要求的過濾設備有真空帶式過濾機、陶瓷過濾機、板框壓濾機以及盤式真空過濾機等，均能通過PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)全自動運行，進料、提供壓縮空氣、壓濾、濾布沖洗、卸料等操作全部可通過PLC遠端控制完成，大大減輕了工人的勞動強度。4種過濾設備的性能對比結(jié)果見表1。

表1 過濾設備對比情況

由表1可知，只有真空帶式過濾機可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，不需要增加濃密池和給礦泵等輔助設施。若采用其他過濾設備，鐵精礦和硫精礦過濾均需要配置直徑30m的濃密池，并且不能自流，需要進行泵送。考慮到現(xiàn)場場地有限，結(jié)合選廠實際地形、生產(chǎn)工藝、前期投入費用和設備運行成本等因素，不宜選用需配套濃密池的壓濾機，最終確定采用真空帶式過濾機。

2.2 應用結(jié)果

該選廠硫精礦和鐵精礦產(chǎn)量分別約200、 600 t/d，分別配置15 m2/1 250和36 m2/3 000真空帶式過濾機。投產(chǎn)后運行良好，過濾后硫精礦和鐵精礦含水率分別約12%、10%，符合生產(chǎn)要求。

3 問題與措施

(1)真空帶式過濾機皮帶在卸料后經(jīng)高壓沖洗水沖洗后，附著在皮帶上的水分移動出沖洗水階段后，附著水因自重下落。不僅造成水的浪費，還會在場地地面積水。為解決該問題，沿皮帶方向做長寬適度、具有一定坡度的水溝，在水溝較低一端設置兩個排水溝，實現(xiàn)該部分水的收集、回用。

(2)初步過濾時硫精礦濾餅含水率較高，達到50%，原因有：①硫精礦泡沫較多，影響了其與真空帶式過濾機濾布的接觸程度，不能及時在皮帶表面形成濾餅，過濾不充分；②硫精礦附著在泡沫上，泡沫流動性差，至壓濾車間的輸送距離較遠，布料器精礦和泡沫流入量波動大?，F(xiàn)場通過在布料器前增加一個直徑為1.5 m的消泡槽，起到消泡和穩(wěn)定布料器給料的作用。增加消泡槽后硫精礦濾餅含水率在12%左右，達到要求。

4 結(jié) 論

真空帶式過濾機在相同的給料條件下，不需要額外增設輔助設施即可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，濾布壽命較其他傳統(tǒng)過濾機有了較大程度的提高。通過在皮帶下面設置排水溝，實現(xiàn)了高壓沖洗水的回收利用，節(jié)約了資源。布料器前硫精礦經(jīng)過消泡槽消泡，可以實現(xiàn)穩(wěn)定布料。真空帶式過濾機在河南某硫鐵礦石選礦精礦產(chǎn)品的應用實踐結(jié)果表明，硫精礦和鐵精礦含水率分別約12%、10%，脫水效果較好。

[1] 丁啟圣.帶式真空過濾機的研制與應用[J].有色礦山，2001(5)：41-43.

[2] 姚 明，任曉明.新型真空帶式過濾機在超細鐵精礦脫水中的研究實踐[J]. 中國鉬業(yè)，2009(4)：24-28.

2015-07-10)

呂紀霞(1981—)，女，工程師，450000 河南省鄭州市黃河路38號。