盤式加壓過濾機在鐵精礦脫水中的應用

李正海

摘要：本文作者結合實際工程實例，對盤式加壓過濾機在鐵精礦脫水中的應用進行了分析介紹，供大家參考。

關鍵詞：盤式加壓過濾機;鐵精礦脫水;應用

1.項目建設的背景

酒鋼選礦廠始建于1958年5月，1972年7月竣工投產，建設在冶金廠區內，是酒鋼公司原料準備生產廠礦之一。隨著酒鋼產品結構調整配套建設項目的建成投產為了增強企業競爭力，酒鋼公司決定在冶金廠區新建一個年處理原礦400萬噸的鐵選廠——酒鋼本部400萬噸鐵選廠建設工程。

精礦過濾是本次400萬噸鐵選廠生產的最后一道工序，由于盤式真空過濾機已無法滿足要求，通過對盤式加壓過濾機、陶瓷過濾機和板框壓濾機的效果比對，確定精礦過濾間采用盤式加壓過濾機進行精礦過濾。

2.采用盤式加壓過濾機的必要性

酒鋼鏡鐵山礦的礦石主要為鏡鐵礦、菱鐵礦，并含有少量的赤鐵礦和褐鐵礦;脈石礦物主要有含鐵碧玉、鐵白云石，并含有少量的石英、方解石、白云石和絹云母等。礦物組成復雜、鐵礦物嵌布粒度細，屬于典型復雜難選的礦物。

酒鋼選礦廠經過多年的生產實踐，形成了粉礦（粒度≤15mm）強磁選、塊礦（粒度15～100mm）磁化焙燒→弱磁選→精礦反浮選的選礦工藝，最終產品為強磁選精礦和反浮選精礦的混合精礦。

酒鋼鏡鐵礦除難選外，還存在精礦脫水困難的問題，，造成酒鋼選礦廠盤式真空過濾機的過濾效率降低，精礦濾餅水分增高。濾餅水分達到了15.5～16.0%，個別時候達到了17%，過濾機利用系數由原來的1t/h.m2降低到0.5～0.6 t/h.m2。嚴重制約了選礦廠生產，同時，對后續的燒結工序也造成了不良影響，制約了燒結工序能耗的降低和產能的提高。

3.項目建設內容

精礦過濾間是酒鋼本部400萬噸鐵選廠建設工程的一個分項，承擔該選廠弱磁反浮選和強磁選混合精礦的過濾脫水任務，年處理鐵精礦188.5萬噸（干礦），礦漿濃度65%。

3.1 生產工藝原理

盤式加壓過濾機的脫水原理是將盤式過濾機置于一個封閉的加壓倉內，盤式過濾機落料槽下有刮板輸送機，在機頭處裝有排料裝置。過濾的懸濁液由入料泵給入到過濾機的槽體中，加壓倉內充進一定壓力的壓縮空氣，在濾盤上，通過分配閥與通大氣的氣水分離器形成壓差，這樣，在加壓倉內空氣內壓力作用下，槽體內的液體通過浸入懸濁液中的過濾介質排出，而固體顆粒被收集到過濾介質上形成濾餅，隨著濾盤的旋轉，濾餅經過干燥降低水分后，到分配閥的卸料區卸落到刮板輸送機中，由刮板輸送機收集到排料裝置中，這樣連續的運行，當達到一定量后，由排料裝置間歇排出機外。

由于盤式真空過濾機采用的是負壓操作，在真空系統完全無泄漏的情況下理論上濾盤上的壓差最大為0.1MPa，在濾布和濾餅的透氣性變差后無法通過提高壓差來增加過濾效果，而盤式加壓過濾機采用的是正壓操作，濾盤上的壓差可通過調整加壓倉內的壓縮空氣壓力來進行調整，調整范圍為0.2～0.5MPa，對粒度細、粘度大的鐵精礦有更好的脫水效果，同時，壓差的提高也有利于增加濾盤上的濾餅厚度，從而提高過濾機的利用系數，進而提高生產率。

3.2 設計采取的改進措施

此前，盤式加壓過濾機主要用于煤炭行業洗煤廠的煤泥脫水，用于黑色冶金礦山選礦行業本工程尚屬首例，無先例可循。

由于鐵精礦與煤泥的性質存在較大的差異，為了使該過濾機能適應鐵精礦的過濾，在設備制造時進行了如下幾方面的改進和優化：

（1）針對鐵精礦礦漿密度大的情況重新設計了攪拌裝置，攪拌裝置采用耙式攪拌，解決了物料比重大沉淀快的問題，同時避免了臥式攪拌密封磨損快，漏料問題。

（2）由于鐵精礦有很強的磨損性，因此，將加壓倉內的刮板輸送機更換成帶式輸送機，有效解決了物料磨損給設備造成的磨損問題。

（3）排料裝置中上下倉內襯高分子聚乙烯，即解決了耐磨問題又防止了粘料。

（4）所有管路均采用了耐磨、耐腐蝕材料，卸料方式采用反吹卸料，提高卸餅率。

（5）鐵精礦濾餅較煤泥濾餅脆性大，在濾布上會形成許多細小的龜裂紋，造成壓縮空氣消耗增大，選用了較大排氣量的空氣壓縮機，從而保證了脫水效果。

3.3 工藝流程簡述

從選礦廠精礦濃縮池泵送來的混合精礦礦漿進入過濾間的礦漿攪拌泵池。

礦漿攪拌泵池底部配置有8臺渣漿泵，負責將精礦礦漿送入盤式加壓過濾機（過濾面積120m2）的礦漿槽體內，槽體內礦漿中的水（濾液）通過浸入礦漿中濾盤上的濾布排出，而精礦顆粒被收集到濾盤上的濾布上形成濾餅，隨著濾盤的旋轉，濾餅經過干燥降低水分后，到分配閥的卸料區卸落到帶式輸送機上，由帶式輸送機收集到排料裝置中，這樣連續的運行，當達到一定量后，由排料裝置間歇排出機外。

排出的脫水精礦通過圓盤給料機均勻地給到精礦輸送帶式輸送機上，送到精礦庫。

濾液通過分配閥和濾液管進入氣水分離器，與氣體分離后排入濾液泵池，由濾液泵池的濾液泵送回選礦廠。

4.設計先進性

運行實踐表明，采用盤式加壓過濾機進行鐵精礦脫水作業是完全可行的，精礦水分平均為12.69%，低于盤式真空過濾機（15.5～16.0%），有利于提高燒結工序自產精礦的配料量，減少精礦外購量，從而降低燒結礦成本。

利用系數達到了1.08t/m2·h，遠遠高于酒鋼選礦廠目前盤式真空過濾機（0.5～0.6 t/h.m2）的過濾效率，提高了生產率。

同時，濾液中固體含量小于3%，比盤式真空過濾機低4%，酒鋼選礦廠目前盤式真空過濾機的濾液固體含量為7%，降低了選礦工序的設備負荷。

過濾機濾布壽命達到了20天，有時甚至可達30天，有效降低了選礦的生產成本。

整個工藝布置順暢，緊湊，占地小。

5.結語

（1）隨著鐵礦石資源越來越匱乏，大量低品位、嵌布粒度細、礦物構成復雜的礦產資源得到了開發和利用，入選原料趨于泥化，選礦流程趨向復雜化，磨礦段數越來越多，磨礦細度越來越細，精礦產品的過濾脫水已成為許多選礦廠面臨的一大難題，盤式加壓過濾機在酒鋼本部400萬噸鐵選廠的成功應用開創了一個新的鐵精礦過濾工藝，同時，也對鐵礦石資源的有效利用提供了一個新的技術支持。

（2）使用效果好。采用盤式加壓過濾機脫水的鐵精礦含水率低，有利于后續燒結生產，有效降低燒結工序能耗，提高產能。

（3）盤式加壓過濾機濾液固體含量低，利用系數高，過濾效果好，可有效提高生產率，與傳統的盤式真空過濾機相比，廠房占地少，能有效節約土地資源。