新型高效的过滤设备—— 陶瓷过滤机.pdf

过 籀 足 j 相_ 5 ． 2 国外金属矿选矿 设 备 2-2 如 ，她 新型高效的过滤设备陶瓷过滤机 1 前言 孛桂主韩龙 一 一 过滤的进行，又不至于失去真空或压力，实 现了无空气 消耗过 滤 。 多年 以来 ，人们做过 多种 尝试欲解决 固 液分离 ，归 其原 理，不外乎 以下 的物理方法 之一t即重力 沉降，筛分 ，真空 盘式， 带式过滤机和真空筒式压滤机 匿力 压滤 机 和离心力 离心机 等。在真空过滤领域 内 ，九十年代棼 兰奥托 昆酱明太克公 司推出 了以毛细作用为原理的c c 系列陶瓷过滤机 ． 它是当今最新型的高效节能型的脱水设备。 目前已在美国，智利，秘鲁，蒙古，芬兰等 十 几个 国家内投 入使 用 ，该机兼 备了常规 真 空盘式过滤机和压滤机两者的优点，结构简 单，滤饼水分低，能耗低，滤液清澈。本文 将对其原理配置 及使用情况 作简单介 绍 2 基本 原理 众 所周知 ，无论 是真空盘式过滤 机还 是 压滤机在脱 水 时由于空气不可避免 地透 过过 滤介质而造成真空度的损失或压力的下降， 从而提高了过滤机脱水作业成本。陶瓷过滤 机则是通过采旯 j 微孔 陶瓷材料作 为 过 滤 介 质，应用毛细作用原理 ，在过滤时只允许滤 液通过过滤 板，空气无法通过 因而 即保 证了 根据 开尔文定理 ；一根 很细 的管 子浸入 水中时，管内的水面会高出其周围的水面， 这 种 现象称为毛细上 升。其上 升高度取决 于 管子的材料的特性，管子的直径和水的表面 压 力这些 物理量之 间的关 系。 △- pg D一 式 中△ p 起泡点的压力 k P a 表面张力 当水温为2 0 ℃时为0 7 N／ m 8 一提 润角 0 。 ，c o 0 1 D细管 直径 ‘ m P ；液体密度 1 0 0 0 k g ／ m。 g 一地球重力加速度 0 ． 8 l m／ s h管内水面 高度 m 经测试对 于高浸润性 的材料如 氧化铝 当 毛细管直径 为2 O m时 ，将 水排 出的压 力 蓥 为0 ． 1 4 mp a 见表l 该表 中到出起泡点压力与 细 管直径，浸润 角和液体 的面 张力 的函数关 系 对于 一个 具有嘲 状细 孔 的微孔 材料 ，每 个孔 都可 以理解为一个 独立 的毛 细管 ，与液 维普资讯 l 9 9 5 ． 7 国外金属矿选矿 4 3 毫1 起泡赢压力与细蕾直餐的关系 体接触 时就 会产 生毛细上升 现象 ，以高浸 润 哥I 液流通过陶瓷扳的状杏 性材料氧化铝 为过滤介质的商磁过滤机当水 浇 注到磁片表 面时 ，液 流将从磁片 的细 孔 中 通过 ， 直 到所 有 的游 离水 消失 为止 ， 此 后就不 再有液 流通过介质 ，因此 只需要 很少的功率 就 可 以维 持真 空度 ，当矿浆通过 陶磁板 时 ， 亦 发生 同样 的过程 。图1 中可 以看 出液 流 通 过磁 板的基本 状态 。 3 陶瓷过 滤机的结构 与 工 作 方式 3 ． 1 结构 陶磁过滤 机 由 以下 几部 分构成；矿箱， 搅拌器 、简体 、管道 厦PL C可编 程控制 器组 成 。见 图 2 。 图2 舟瓷过瞧机结构图 l 一矿箱；2 搅拌机；3 一筒俸；4 --警| 苦 |5 寸 L C 控制盘I 6 一主驱动马选； 7 --舟配阉j 8 期声溲清洗嚣；9 --真壹泵； l 0 一瞧液簟 1矿箱； 由不锈 钢制造。 箱体上 部配 有给矿阙 ，下 部有排空 阙，超声波振藉 器及 水过滤 器 分别安放 在箱体两侧 ，矿浆经过管 道及给矿 阀定 时给 入箱 内。 2搅拌 器； 由不锈钢 制造 ， 可无级调 速 。安 装于箱体 内 ，用 以均 匀矿浆 ，防止沉 槽 。 3简体 由不锈钢 制造 。 结构 为加强 型 ，带有 经过加工 的法兰 以紧 固过滤 盘 ，按 所要求 的过滤 面积 的不 同，滚筒可 以有不 同 的长度 ，最大 的CC- 4 5 由l 5 个 过滤盘组成 ， 直径 大约 2 m。 4 管路由不锈钢制造。 都分管路 由塑料等制作 ，主要 由给矿管 、排水管， 水管 ，气管及 各种气动 阀，安 全 阀等组成 。 5 P L C可编程控制器按事先编辑 维普资讯 4 4 国外宝属矿选矿 1 9 9 5 ． 好 的程序控 制过滤机 的工作 ，通 过屏 幕可 以 显示工 作 中的各种信息 3 ． 2工 作方式 与普通 真空盘式过滤机 工作原理接近 ， 其工 作 周期 由矿浆给 入，滤饼形成 ，滤 饼干 燥，滤饼 卸料及滤 盘的清洗等组成 。 前边 三步无须赘 述，关于滤饼 的卸料 是 采用不锈 钢刮刀 其 中刀刃部 分 是 陶 瓷 材 料 将干燥 的滤饼从旋转 的滤盘 刮下 ，而滤 盘 的清洗则 是非常重要 的 一个 环节 ，笔者将 较 为详细的介绍 。 滤盘 的清洗这 是过滤循 珂 中 关 键 步 骤 ，每 一块陶瓷板的过 滤效率 的高低在于 被 过滤 的物料 是否最大 限度从 陶瓷板的细孔 中 被清 除干净 。 每一过滤循 环完成后 ，陶瓷板立 即被 反 冲洗 水清洗 ，反冲洗 水的压 力 约 为 0 ． 5 0 ． 8 b a r ，冲洗 时 间为 2 5 秒 ，这样 就洗掉 了 由 于滤饼 与刮板之 间的 间隙所 引起的残 留滤 饼及磁片表 面微孔 中的细小颗 粒。 然而 长 时间的运 行仅靠 反冲洗 水是不 能 将过滤磁片 表面 上的细小颗 粒及 碳酸钙 、硫 酸钙之类 的化学 物质清洗干净 的，为了保 持 滤片 的透 气性 ，该机配 备有 超声 波和酸洗 的 联 台清洗 ，超声 波振 荡器安放 在两个滤盘之 间 ，清洗 时箱体 内部装有 一定水位 的水 ，超 声 波振荡 器工作时 ，滤 盘周围 的水面就会 产 生 了很强 的气穴 与机械剧洗的 效果 类似 。为 了加强清洗 的效果同时还配合 有酸 挠 。一般 采用约1 的稀硝酸与反冲洗水同时清 洗 拣 片 ，每 次联合清洗问弼可 根据实 际 情 况 而 定。实际 应用表 明 每次清洗 后 ，滤盘 表面 非常 洁净 ，过 滤效果 明显提 高 。清洗 的整个 过程可 以采用 自动或手 动 ，根 据 用户 自己的 要求而定 。 该设 备的运转过程可 完全 或 部分 由 PL C控 制，具有较高 的 自动化 程度 。主要 的 运 行参 数为槽体液位 、滤液罐液位 、反冲洗 水压力、真空度等 都实现 了 自动 检 测 和 控 制。筒体 和搅拌 器的转速 由变频调整 ，以实 现无级调 速。整套 设备配 有完美 的联锁保 护 报警 功能 ，确保 设备 能够 长期可靠 的运 行。 过 滤正常运 转时 ，整 个操作可无 人参 与。 4应用 情况 我 国广 东凡 口铅锌 矿从 芬兰奥托 昆普 明 太 克公 司引进的第 一台e e - 4 5 型 陶磁 过 滤 机 于 1 9 9 5 年正式投 入运行 ，历经了数 月考 察 ， 该 设备运行 一直稳定可 靠显示 出它 的优势 ， 获 得 了较好的使 用效果。 1 ．陶瓷 过滤 机降低 了滤 饼 的水分 ， 现 场 实际测定结 果如表2 所 示 裹2 誊饼亦份 、 矿浆{ 妻 虞豆处一■柏指标 滤讲水分 8 ．9 8 8 ． T 1 9 ． 1 2 ， ‘ 7 ． 8 6 8 ． 2 4 8 ． 卫 9 矿浆浓度 6 0 ．坫 6 7 ． 5 9 6 曲 ． 8 8 6 T ． 8 6 5 9 ． 9 8 6 6 ． 1 6 k g ， d m_ 处理I t 地 3 2 3 3 ．1 6 3 0 ． 1 0 啦 ． 2 6 ． 0 8 1 4． 翦 “h 一 周的平均 值为 t 滤饼水 分8 ． 5 3 ， 矿浆 浓 度6 4 ． 4 3 ， 处理量 2 6 ． 6 9 t ／ h ， 经过 近 两 个 月的实际运行， 目前平均滤饼水分也只有9 左右 ，较之原 来真 空盘 机所产生 的锌精 矿 ， 滤饼水 分减少3 0 一 2 5 。 2 ．节 能显著凡 口锌精 矿粒度组 成 可 以看 出，物料细级别含量较大， 其一2 0 0 目约 占9 6 ． 9 7 ，现场测定 粒度指标列 于表 3 。 由表3 凡口锌精矿粒度组成看 出， 该矿的 锌精矿粒度一4 0 0 目的含量约 占7 0 ， 粒度是 比较细 的。在真空过滤机 中 ，由于过 滤物料 细度 的增加 ，滤饼 干燥 带内气体 通过 时 的阻 力就会增大，滤饼的透气性下降，引起滤姘 水分升 高。且物料越细 滤饼表 面的裂纹也越 大 ，导致单位耗气 量的增加 。但 是 陶瓷过滤 机就 不会在 滤饼的表面 出现 裂纹 ，且 由于根 本 就没 有气体通过 毛细 管 ，因此 在仅 用一台 维普资讯 国外金属矿造矿 4 5 毫5 凡a锌精矿粒虞组戚 低，滤饼水分亦降低。见表5 及图4 l 十n． 钾 6 3． 0 3 1 0 0 ． 0 O 一 o ． 0 7 6 0 ． 0 5 2 1 2 ． 1 2 9 6 ． 9 7 0 ． 埔 2 0 ． 0 4 0 1 4 ． 1 l 科 ． 龉 一 口 ． 口 酾0 ． 0 2 0 1 2 ． 1 2 ． 7 1 - 9 ． 0 2 0 O ． 0 1 9 ∞． 勰 。匏 ． 曲 一 O ． 0 1 00 ． 0 n 5 1 2 ． 1 3 z 8 ． 2 9 0 ． O O S 1 6 ． 1 6 1 6 ． 1 6 总 计 1 0 0 ． 舯 小 型真 空泵的情况下 ，就可 以达 到一 0 ． 0 9 b a r 的真空度，该机实测运行功率约为2 0 千 瓦 ／ 时 ，蔼运低 于普 通 的圆盘真空过 滤机 3 ．处理量随着 矿浆 浓度 的增 加而增 大， 经连续 运转测定指标 列入表 4 毫4 矿寨旅虞与妊理■之问的关系 j f 处 理 量 t／h J ．州 ．58l 36．，9l 30．9 28．D6l 26．71 豢敷睦【 圈3 矿浆浓度 与地理量之阊的烁 图3 中可 以看到随 着矿浆浓 度的增大 ， 在 圆筒 转速不变 的条件下 ，设备的处理 量亦 随 之 增加。 至于 处理 量完 全可 满足该 矿的要求 即9 o o t ／ d 的锌精矿。 4 ．滤饼 的水分 与矿浆浓度 的关系 ， 在 转筒速度不变的条件下 ，随着矿浆浓度的降 毫5 矿寨旅虞与滤饼水分的关系 滤 饼 水 分 9 ． 0 0 l 8 ． 9 0 {8 ． 7 0 } 8 ． 6 0 8 ． 4 0 l ． 9 0 墓e * 塞 精} 7 e 图4 谗饼水分与矿浆浓度的关系 由图4 的曲线可 以看 出随着矿浆浓 度 的 增加滤饼水分也成上升的趋势。这也是由于 滤饼 越厚，相对排水 阻力 较大，则滤饼 水分 较 高的原故 5 ．适应性强根据 不 同的给矿浓 度 和 粒度 值，可通过 适 当的调 整槽 体液位 、筒 体 转速等参数，来调整滤饼水分和处理量，获 得满意的过滤效果。 6 ．滤液清 澈 t 现场 实际测定滤液含 固量 约 为2 ． 5 p P m。 因此 它可 以作 为反冲洗 水重新 清洗 磁片 ，由于金属 流失 量少 ，对 于环境保 护获 得满 意的结果 。 5 结语 采用新型过滤介质是当前过滤设备的发 展趋势之一} 自从1 9 8 5 年第一台陶瓷过滤机 问世 以来 ，至今已历时十载 ，目前 约有十 几 个国家的五十几台不同规格 的陶瓷过滤机在 正常运行 。 在芬兰 的皮哈萨米矿，该矿已先后安装 了 四 台CC一 3 0 及 一 台c c 一4 5 陶瓷 过滤 机，生 产数据表明，总的生产成本是每吨过滤钧料 维普资讯 国外金属矿选矿 1 9 9 5． 压滤机为3 美元，真空过滤机2 美元，陶瓷过 滤机 少于1 美元 。 这主要取 决于设 备的平均 功 率仅为真空过滤机的l ／ 1 0 ， 且不需要滤布， 结 构 简单等优点 ，因此是 一 台性 能价格 比指 数 高 的先进设备 。 在凡 口引进 的第一 台陶瓷过 滤机 ，除了 上 面几点优势之外 更 由于它 的滤饼水分 低不 但 可 以减少途损 ，也 为在冬 季运输 、卸 料带 来方便 ，操作 的简便 ，设 备的 自动控 制 ， 自 动报警等 ，深受工人 的欢迎 。 当然节省 了滤 布 ，减少 了更换滤布 带来 的大量工作 ，更是 一 目了然的 。为此现场工 人 也很满 意。对于 我国这 样一个能源 紧缺 的 国家，发展这样 一种低 能耗的过滤机 是符 台 国情 的 。 参考文献 1] Cap l l kr y fil r fion ． Th e h 且r n e ui n g o f I ． r 旦 l f 0 f c e s t o 皇 e r v e t h e p r o c e s s i n d u s t r y 。Hi g h t e c ho o l os y i n Fi n l an d 1 9 9 3 。 ￡2 Ca p i l l ar y Ac t i o n t e c h n o t o g y De w t e r l n g协 t h e Las t Dr o p Oa t ok u mv a Mi n t e c 3 国外矿_山l 9 8 0 年第船 上接 第 2 9 页 3 ]充氧工艺提高了盒的回收率 ．世界金属导报 9 1 ， l 0 、 2 6 4 O x y g e a S p e e d s H d i s s o ] a t i o n i n C I L O cE ／ Ml l 9 8 8 , No g ,1 3 8 S 陶永青采金 术 1 9 9 3 ，No 、 4 ，如3 3 6 任天意， 云南冶盒 矿冶科学 1 9 9 4 ． No ． 3 ， 2 3 2 8 1 张兴仁 矿产鲸台利用 ．1 9 9 4 No 2 ．1 8 z 4 8 张盘叶等 黄金 1 9 9 1 ,No ． 1 2 ．4 2 --4 4 9 ] Ha a s V O M Mi c h a e l l s , E ／ MJ 1 9 9 2 ， No ． 6 l 3 6 3 9 1 0M． S t oy e e v s k l e t a1 ． CTr a as ．I n s t n．Mi Ⅱ． Me t ． S e c t ．CM i n e r a l p r o c e s s ．Ex t ． Me t a l 1 ． l 9 9 3 ’ S e p _ 0e c ． C1 --1 8 3 I 1 R、 B． E ．T da d a d e e t a L Mi n e z a l s E a g l n e - e r i n g 1 9 9 3 J Vo 1 ． 6 I N o ． 6 ．5 6 4 5 7 4 扯 张兴仁矿产综台利用91 9 9 N o ． 3 5 _n 1 3 邓彤 国外盒属矿选矿1 9 9 3 ， N o ． 1 0 ,1 - - 4 M 牵德赶等 采鱼技术1 9 9 2 ， No ． 2 2 2 6 1 S 罗德生等 黄鱼1 9 9 3 ， N o ． 8 ．钾u 1 6Ne w Ag g i 。 皿e f a 0 n ， Ai d s He l p He a p La e c h i n g E ， MJ 1 9 9 2 ,N o． 1 1 ，2 4 2 S 上接封 三 De， D． W ． Fue r s t e na u。 9 1 ． 流动现 象及其时 充气 水力旋 流器浮选石英 的影 响。 美J ． D． Mi l l e r ，A． Da s 6 2 ．决 定浮选柱 高度的 实际 因素 。 美M． T． I t y o k u mb u l 。 9 3 ．机械搅拌式淳选柱的性能。 加拿大Y． H． C h e n g ，A． M． A1 Ta w e e l 。 6 4 ．用原始算 法调节拄 淳选模 型。 美]D． P． Ye a g e r ，C． L． Ka r r ，D． A． S t a n l e y 。 6 5 ．矿石 连续快速 浮选的基 奉原理 。 美C． E． J o r d a n，G． D． Ho o d 。 6 6 ． 用O一 烷 基N一 皖基硫 逐 氨基 甲酸醋作 浮选捕收 剂。 美]G． H． Ha r r i s ，D． W ． Fu e 广 S t e l l aaa 6 7 ． 用内反射 光谱 分折界 面水。 C 美M． R． Ya l a ma n c h i l i ，J ． D． Mi l l e r 。 6 8 ．在 充气水 力旋 流器浮选涡 流 中气泡 的形成。 美 D． Le l i n s k l ， 波兰]R． B o k o t - k o ，J ． Hu p k a ， 美]J ． D． Mi l l e r 。 6 9 ． 中国高岭 土分选技 术的现状 与趋 势。 中国冯 定五 ，陈荩，孙仲元 ，彭世英 。 另据 报道 ，美 国s ME1 9 9 6 年年会将 于 1 9 9 6 阜3再1 1 -- 1 4日在 美亚刺桑 那州 的风凰城 举 行 。 ． 董老车■■ 维普资讯