淺論陶瓷過(guò)濾機(jī)在選礦工藝中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用

白　鷹

（青海省西寧特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司，青海西寧 810006）

淺論陶瓷過(guò)濾機(jī)在選礦工藝中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用

白鷹

（青海省西寧特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司，青海西寧 810006）

世界上最早的陶瓷過(guò)濾機(jī)產(chǎn)生于上世紀(jì)90年代的芬蘭，我國(guó)最早進(jìn)口陶瓷過(guò)濾機(jī)的用戶是營(yíng)口鉛鋅礦，用于鉛鋅精礦產(chǎn)品的過(guò)濾，過(guò)濾電耗節(jié)省了85%，水分降低了2-3個(gè)百分點(diǎn)，效果十分理想。精礦脫水是所有選礦廠必不可少的工序，隨著礦物嵌布粒度的日益細(xì)化，高效的脫水技術(shù)已經(jīng)受到選礦行業(yè)的日益重視。簡(jiǎn)要介紹陶瓷過(guò)濾機(jī)的工作原理，在鐵礦選礦中的實(shí)際應(yīng)用效果及發(fā)展前景。

鐵礦 陶瓷過(guò)濾機(jī) 原理 應(yīng)用 發(fā)展

西寧特殊鋼股份公司有限責(zé)任公司于2005年在甘肅肅北蒙古自治縣大紅山礦區(qū)建設(shè)年處理300萬(wàn)噸原礦的鐵礦選廠，同期在新疆哈密白山泉礦區(qū)建設(shè)年處理量200萬(wàn)噸原礦的的鐵礦選廠，2010年又在青海洪水河礦區(qū)建設(shè)年處理量100萬(wàn)噸原礦的的鐵礦選廠。這幾個(gè)礦區(qū)均屬低品位礦石，細(xì)粒浸染，要取得精良的產(chǎn)品，必須將礦石磨細(xì)至-400目90%以上。采用內(nèi)濾筒式真空過(guò)濾機(jī)，微細(xì)精礦無(wú)法迅速沉降到濾布上，以溢流和濾液的形式返回到濃縮機(jī)，在濃縮過(guò)濾間造成惡性循環(huán)，致使過(guò)濾成本居高不下，盤(pán)式過(guò)濾機(jī)，濾餅水分高，濾液濁度大，懸浮物排效超標(biāo)，給后續(xù)作業(yè)和環(huán)境治理帶來(lái)較大危害。針對(duì)以上情況，為節(jié)能降耗，我公司從一開(kāi)始進(jìn)入礦山行業(yè)就特別重視借鑒和吸收國(guó)內(nèi)外節(jié)能降耗方面的新設(shè)備，大膽選用國(guó)內(nèi)技術(shù)先進(jìn)的陶瓷盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)用于鐵礦選礦脫水。并帶動(dòng)了三地周邊選礦廠改造了普通盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)。

礦山的精礦脫水廣泛采用濾布為過(guò)濾介質(zhì)的真空過(guò)濾機(jī)，生產(chǎn)過(guò)程中存在耗氣大、耗能高、真空低、濾餅含水高、產(chǎn)量低、濾布宜磨損、維修工作量大等缺點(diǎn)。而陶瓷過(guò)濾機(jī)是集微孔陶瓷、機(jī)械制造、超聲清洗和自動(dòng)化控制于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，有高效、節(jié)能、運(yùn)行成本低等顯著特點(diǎn)是傳統(tǒng)的固液分離設(shè)備無(wú)法比擬的，它的誕生是固液分離設(shè)備領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，具有劃時(shí)代意義。但由于國(guó)外對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖，設(shè)備非常昂貴，使得礦山企業(yè)只能望機(jī)興嘆。國(guó)家在“八五”期間委托江蘇省陶瓷研究所對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)核心技術(shù)進(jìn)行科技攻關(guān)，在1997年擁有了自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式陶瓷平板的陶瓷過(guò)濾板加工技術(shù)。

陶瓷過(guò)濾機(jī)是種新型高效節(jié)能的固液分離設(shè)備，其機(jī)理與盤(pán)式過(guò)濾機(jī)相類似，即在壓強(qiáng)差的作用下，懸浮液通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，顆粒被截留在介質(zhì)表面形成濾餅，而液體則通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)流出，達(dá)到了固液分離的目的。但兩者又有本質(zhì)區(qū)別，過(guò)濾介質(zhì)不同，陶瓷過(guò)濾機(jī)用微孔陶瓷板作為過(guò)濾介質(zhì)，取代了濾布，它集微孔陶瓷、機(jī)械制造、超聲波清洗、微電腦控制于一體，應(yīng)用毛細(xì)效應(yīng)原理，使微孔中的毛細(xì)作用大于真空所施加力，從而達(dá)到過(guò)濾效率高，濾餅水分低，濾液清澈透明，節(jié)能效果好，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，故障少，壽命長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)。其特點(diǎn):杜絕了跑混現(xiàn)象，濾液清澈，有利于環(huán)保排放及循環(huán)利用，節(jié)約水資源。陶瓷板為微孔，構(gòu)成了管徑小分布密集的毛細(xì)管，使濾液通過(guò)速率快，固體顆粒不能穿濾，是濾布網(wǎng)孔做不到的。濾板在干燥區(qū)運(yùn)行時(shí)，濾餅中的濾液能被抽進(jìn)濾板，而空氣卻不會(huì)漏進(jìn)去，即“通水不通氣”。這意味著抽濾過(guò)程不會(huì)有“真空損失”，僅需一臺(tái)很小的真空泵就能維持整機(jī)的真空（-0.097MPa）狀態(tài)運(yùn)行，與其它過(guò)濾機(jī)相比節(jié)能80%以上，較高的真空度也是濾餅水份低的重要原因，陶瓷過(guò)濾機(jī)的濾餅水份可下降2-3個(gè)百分比。采用電腦工控程序化控制，控制簡(jiǎn)單、便捷、可靠，可按工藝要求隨機(jī)調(diào)整轉(zhuǎn)盤(pán)速度，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，并可實(shí)行遠(yuǎn)程控制。陶瓷過(guò)濾機(jī)超聲波清洗技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，解決了物料顆粒堵塞毛細(xì)孔的現(xiàn)象，保證了濾液清洗更徹底，過(guò)濾始終處于高效率運(yùn)行。自動(dòng)排液裝置技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備全自動(dòng)運(yùn)行，降低了設(shè)備裝機(jī)功率和能耗，并改變了因?yàn)槭褂秒x心泵強(qiáng)制排水而提出的對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)苛刻條件的局面，減少了設(shè)備制造成本和使用成本。攪拌裝置技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，保證了設(shè)備的高效運(yùn)行，防止物料沉淀導(dǎo)致設(shè)備過(guò)濾效率下降的現(xiàn)象。氣液分配裝置技術(shù)（即分配閥）的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備能連續(xù)運(yùn)行的工作狀態(tài)。過(guò)濾介質(zhì)—陶瓷濾板使用壽命長(zhǎng)。與傳統(tǒng)的老式過(guò)濾介質(zhì)濾布相比，陶瓷過(guò)濾板使用壽命可以達(dá)到2年，比濾布?jí)勖L(zhǎng)6-10倍。陶瓷過(guò)濾機(jī)工作原理圖1所示:

陶瓷過(guò)濾機(jī)工作原理:濾餅形成（吸漿區(qū)）--濾餅脫水（過(guò)濾區(qū)）--二次投料或淋洗區(qū)—濾餅脫水（干燥區(qū)）--陶瓷板清洗（反沖洗區(qū)）--濾餅刮除（卸料區(qū)）。料漿槽由不銹鋼板焊接而成，起承載料漿的作用，攪拌器在料漿槽內(nèi)攪拌混合料漿，避免料漿沉積；陶瓷過(guò)濾板安裝在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子由兩軸承座支承。在減速機(jī)的帶動(dòng)下，以0.5-2轉(zhuǎn)/min旋轉(zhuǎn)，料漿在真空的作用下，吸附在陶瓷過(guò)濾板上，濾餅由刮刀刮下，由輸送機(jī)帶走，濾液通過(guò)分配器到達(dá)真空桶，并由濾泵通過(guò)水路系統(tǒng)反沖洗陶瓷過(guò)濾板，濾泵安裝必須在真空桶下大于3m處，這樣可保證從真空桶內(nèi)抽出濾液。配套了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用PC總線模塊化工業(yè)控制機(jī)并配以各種變送器、變頻器、多路氣動(dòng)閥門、液位器等儀器。開(kāi)機(jī)時(shí)，料漿閥門由料位儀監(jiān)控，控制料漿料位高低，真空桶濾液由液位儀檢測(cè)，當(dāng)至高位，工控機(jī)便迅速打開(kāi)濾泵出口的旁路閥門，快速排水。水路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)壓力由各種壓力變送器監(jiān)測(cè)。主軸減速機(jī)轉(zhuǎn)速，攪拌減速機(jī)轉(zhuǎn)速均通過(guò)變頻器調(diào)速，達(dá)到無(wú)級(jí)變速。過(guò)濾介質(zhì)為陶瓷過(guò)濾板，不用濾布，刮泥時(shí)刮刀與陶瓷之間留有0.4—0.8mm間隙，以防止機(jī)械磨損，延長(zhǎng)使用壽命，陶瓷過(guò)濾板微孔孔徑不大于2μm，材質(zhì)必須具有親水性，必須有足夠的強(qiáng)度。目前，常用的是具有親水性的氧化鋁陶瓷材質(zhì)，空隙率在35%左右。因此，在過(guò)濾過(guò)程中，水和清水的陶瓷間產(chǎn)生表面張力，這就產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象，使微孔內(nèi)始終充滿液體，當(dāng)抽吸真空時(shí)，濾液通過(guò)微孔，而空氣卻不能通過(guò)。在工作過(guò)程中，微小顆粒易于堵礦山選礦工藝中采用了陶瓷過(guò)濾機(jī)，提高了金屬回收率，并且濾液中懸浮物含量極低，濾液清澈，因此排水實(shí)現(xiàn)了零排放，所排放的水還可以綜合反復(fù)利用，使得水資源能夠充分利用，提供了一種安全無(wú)污染的職業(yè)環(huán)境，運(yùn)行時(shí)噪音＜70dB（A），工作室用微機(jī)管理自動(dòng)化，自動(dòng)報(bào)警。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定。加上過(guò)濾后的物料含水率低，運(yùn)輸途中不會(huì)因物料含水高而造成物料流失（某些物料又會(huì)對(duì)沿途環(huán)境造成污染），提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低運(yùn)輸成本，減少了企業(yè)的損失，有保護(hù)了環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益均很明顯。

塞陶瓷微孔，影響生產(chǎn)效率，采用每一循環(huán)反清洗方法，即通過(guò)分配器由陶瓷過(guò)濾板內(nèi)部反沖液至過(guò)濾板表面，達(dá)到清洗微孔。反沖洗一般設(shè)置在卸料區(qū)的后一區(qū)，設(shè)置角度與陶瓷過(guò)濾板扇形角相同。這樣保證在每一循環(huán)過(guò)程中每一塊陶瓷板都得到清洗一次。工作一定時(shí)間后，采用超聲清洗或化學(xué)清洗兩者混合清洗，以達(dá)到過(guò)濾板清洗得更徹底，過(guò)濾始終保持高效率。

［1］宋家駿.微孔陶瓷圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)［J］.國(guó)外金屬礦選礦，1995（5）.

［2］王甲，何振永.微孔陶瓷加壓過(guò)濾的試驗(yàn)研究［J］.過(guò)濾與分離，1996（1）.

［3］時(shí)宗友.CC-45陶瓷過(guò)濾機(jī)在硫精礦脫水中的應(yīng)用［J］.金屬礦，1997（4）.

［4］劉廣龍.陶瓷過(guò)濾機(jī)應(yīng)用于浮選銅鎳精礦的研究［J］.云南冶金，2002（6）.

［5］曲景奎，隋智慧，周桂英，肖寶清，張強(qiáng).固-液分離技術(shù)的新進(jìn)展及發(fā)展動(dòng)向［J］.過(guò)濾與分離，2001（4）.

［6］金成寬，王玲.陶瓷盤(pán)式過(guò)濾機(jī)在東鞍山燒結(jié)廠的應(yīng)用［J］.金屬礦山，2002（10）.

［7］石繼軍，鄧合漢.使用陶瓷過(guò)濾機(jī)降低精礦水分提高精礦質(zhì)量的作用［J］.有色金屬（選礦部分），2005（1）.

白鷹（1971—），男，青海西寧人，大專，工程師，研究方向：礦山采選。