穿流壓濾機(jī)在金翅嶺氰化廠的應(yīng)用

錢 虎，王 浩，李雪林，楊俊彥

(1.招金礦業(yè)股份有限公司金翅嶺金礦； 2.棗莊學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院)

引 言

招金礦業(yè)股份有限公司金翅嶺金礦(下稱“金翅嶺金礦”)位于山東省膠東半島的招遠(yuǎn)市，是一家集勘探、開采、選礦、冶煉于一體，專注于開發(fā)黃金產(chǎn)業(yè)的綜合性礦山。黃金生產(chǎn)采用全泥氰化生產(chǎn)工藝[1-2]，日處理精礦2 000 t。隨著社會的發(fā)展，安全環(huán)保問題越來越得到重視，企業(yè)面臨的環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻。氰化廠原箱式壓濾機(jī)[3-4]已難以滿足現(xiàn)階段的安全環(huán)保要求，因此，尋找一種自動化程度高、環(huán)保效益好的壓濾機(jī)尤為重要。“景津”HAZF512/1600-UK單室進(jìn)料空氣穿流水洗濾餅壓濾機(jī)(下稱“穿流壓濾機(jī)”)是一種高效、節(jié)能、快速的間歇性操作加壓過濾設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于洗煤、礦山、黃金、化工、食品、染料、白炭黑、鈦白粉、醫(yī)藥等領(lǐng)域的固液分離[5]。該壓濾機(jī)具有密閉效果好、節(jié)能環(huán)保、裝卸濾布安全方便等特點，能夠降低濾餅含水率，無漏風(fēng)現(xiàn)象，進(jìn)料均勻，濾餅厚度均勻、反吹管道及進(jìn)料管道清潔無殘留漿液，濾餅自動脫落，反吹閥門使用壽命延長一倍以上，單室進(jìn)料濾板與同等型號的普通濾板相比,過濾面積增大6 %～11 %。2019年11月，應(yīng)生產(chǎn)要求，金翅嶺金礦購入3臺穿流壓濾機(jī)，并于2020年3月投入生產(chǎn)，使用至今，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1 穿流壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 穿流壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)

穿流壓濾機(jī)由機(jī)架部分、過濾部分、液壓部分、卸料裝置和電器控制部分等5部分組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

1—止推板 2—主梁 3—自動拉板系統(tǒng) 4—壓緊板 5—機(jī)座 6—油缸 7—進(jìn)料連接口 8—反吹連接口9—濾液排放及洗滌進(jìn)水和濾餅風(fēng)干進(jìn)風(fēng)連接口 10—濾液排放及洗滌出水連接口 11—翻板出液口 12—液壓系統(tǒng)13—電柜 14—翻板 15—防腐板 16—進(jìn)料A板 17—廂式密封B板 18—濾布圖1 穿流壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

1.1.1 濾 板

濾板是穿流壓濾機(jī)的核心部件，穿流壓濾機(jī)濾板可分為進(jìn)料A板和廂式密封B板，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。進(jìn)料板是洗滌和吹風(fēng)的排水排氣板，進(jìn)料A板將主進(jìn)料管道內(nèi)的進(jìn)料向每個濾室單獨分流，有效保證濾餅厚度均勻；濾室的形狀可使有效過濾面積增加6 %～11 %。廂式密封B板配套進(jìn)料板使用，其四角密封圈的獨特結(jié)構(gòu)和高性能材料可有效保證濾板及密封圈密封效果的穩(wěn)定性，且不易損壞；其是吹風(fēng)的進(jìn)水進(jìn)氣板，洗滌吹風(fēng)孔可以保證水流和風(fēng)流在恒穩(wěn)壓力下全面充分地穿透濾餅，沒有盲區(qū)，避免能源浪費。

圖2 穿流壓濾機(jī)進(jìn)料A板及廂式密封B板結(jié)構(gòu)

1.1.2 濾 布

結(jié)合穿流壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)及實際工況，該穿流壓濾機(jī)使用掛膠濾布及刷膠濾布組合，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。掛膠濾布解決洗滌和吹風(fēng)時的斷路問題，保證洗滌和吹風(fēng)效果，避免能耗浪費；刷膠濾布配套掛膠濾布使用。濾布采用披掛式，拆裝更換方便，而且安全性高，其安裝如圖4所示。

圖4 濾布安裝示意圖

1.2 穿流壓濾機(jī)工作原理

穿流壓濾機(jī)運行過程為：入料、進(jìn)料延時(進(jìn)一步保證濾餅厚度)、吹風(fēng)干燥、卸料4個階段。濾室是穿流壓濾機(jī)的關(guān)鍵部位，過濾、反吹、干燥均在濾室中完成。具體作業(yè)過程如下：

1)過濾。穿流壓濾機(jī)濾室密封閉合后，料漿經(jīng)進(jìn)料管進(jìn)入濾室，濾液通過濾布經(jīng)濾液管排出，礦漿固體顆粒留存在濾室中，逐漸形成濾餅。

2)反吹。穿流壓濾機(jī)入料完成后，入料管路中留存部分料漿，停止給料后，壓縮空氣注入入料管路中，將管路中料漿吹出并返回流程上一工段。

3)干燥。通過管路吹風(fēng)后，管路中料漿返回上一工段，但濾室中仍殘留大部分水分，壓縮空氣通過2條濾液管中的1條被輸送至濾室，空氣透過濾餅將礦漿固體顆粒之間的水分排出，使濾餅水分滿足生產(chǎn)需求，吹風(fēng)時間的長短決定濾餅水分的高低。

2 工業(yè)試驗

2.1 過 濾

穿流壓濾機(jī)過濾過程分為2步，第1步礦漿通過離心泵輸送至穿流壓濾機(jī)濾室，入料壓力達(dá)到設(shè)定值時進(jìn)入第2步進(jìn)料延時階段，延時階段的進(jìn)料時間根據(jù)生產(chǎn)需求設(shè)定。穿流壓濾機(jī)濾餅厚度作為最終衡量壓濾機(jī)運行效果的重要指標(biāo)，因此，濾餅厚度、濾餅水分可反映穿流壓濾機(jī)運行效果。

2.1.1 入料壓力

進(jìn)料延時時間0 s，不同入料壓力情況下，穿流壓濾機(jī)濾餅厚度和濾餅水分測定值如表1所示。

表1 不同入料壓力下濾餅厚度和濾餅水分測定值

由表1可知：穿流壓濾機(jī)濾餅厚度隨著入料壓力的增大而逐漸增大，濾餅水分隨著入料壓力的增大而逐漸減小，當(dāng)入料壓力達(dá)到0.40 MPa時，濾餅厚度達(dá)到32 mm，濾餅水分為24.4 %。繼續(xù)增大入料壓力，濾餅厚度變化較小，濾餅水分越來越低且降低程度小，因此選擇0.40 MPa作為穿流壓濾機(jī)的入料壓力。

2.1.2 進(jìn)料延時時間

入料壓力0.40 MPa，在不同進(jìn)料延時時間下，穿流壓濾機(jī)濾餅厚度和濾餅水分測定值如表2所示。

由表2可知：在同一入料壓力條件下，穿流壓濾機(jī)濾餅厚度隨著進(jìn)料延時時間的增加而增大，當(dāng)時間達(dá)到350 s時，濾餅厚度達(dá)到35 mm；繼續(xù)延長進(jìn)料延時時間，濾餅厚度不再變化，濾餅水分越來越低，但降低趨勢越來越小，因此，選擇350 s作為穿流壓濾機(jī)的進(jìn)料延時時間。

2.2 干 燥

干燥是對濾室中濾餅進(jìn)行吹風(fēng)，主要影響濾餅的水分，在入料壓力0.40 MPa，進(jìn)料延時時間350 s，不同吹風(fēng)干燥時間條件下，穿流壓濾機(jī)濾餅厚度和濾餅水分測定值如表3所示。

由表3可知：隨著吹風(fēng)干燥時間的延長，濾餅厚度無明顯變化，濾餅水分逐漸降低，且降低趨勢逐漸減小，結(jié)合生產(chǎn)實際，確定200 s作為穿流壓濾機(jī)吹風(fēng)干燥時間。

表3 不同吹風(fēng)干燥時間下濾餅厚度和濾餅水分測定值

3 穿流壓濾機(jī)在氰化廠的應(yīng)用

3.1 工業(yè)應(yīng)用

在黃金氰化生產(chǎn)過程中，XMZ240/1500壓濾機(jī)(下稱“傳統(tǒng)壓濾機(jī)”)脫水效果差，濾餅水分高。采用3臺穿流壓濾機(jī)代替6臺傳統(tǒng)壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，對2種壓濾機(jī)的濾餅進(jìn)行氰化浸出試驗，試驗結(jié)果如表4所示。

表4 2種壓濾機(jī)濾餅氰化試驗結(jié)果

由表4可知：穿流壓濾機(jī)濾餅氰化尾渣品位比傳統(tǒng)壓濾機(jī)濾餅氰化尾渣品位降低0.03 g/t，氰化鈉耗量減少0.40 kg/t，氧化鈣用量減少0.5 kg/t。這是因為傳統(tǒng)壓濾機(jī)濾餅中所含水分含有雜質(zhì)，影響氰化浸出試驗中氰化鈉、氧化鈣耗量，而穿流壓濾機(jī)濾餅水分低，所以氰化浸出過程中減少了氰化鈉和氧化鈣的耗量，從而降低氰化尾渣品位。

3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

3臺穿流壓濾機(jī)與6臺傳統(tǒng)壓濾機(jī)處理能力相當(dāng)，經(jīng)過一年多的工業(yè)運行，傳統(tǒng)壓濾機(jī)與穿流壓濾機(jī)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表5所示。

表5 傳統(tǒng)壓濾機(jī)與穿流壓濾機(jī)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

由表5可知：與傳統(tǒng)壓濾機(jī)相比，穿流壓濾機(jī)在滿足生產(chǎn)需要的同時，濾餅水分降低7.1百分點，新生含氰廢水減少90.39 m3/d，氰化鈉耗量減少320 kg/d，氧化鈣耗量減少400 kg/d，濾布使用周期延長10 d，運行成本顯著下降，可產(chǎn)生利潤316.8萬元/a，節(jié)約含氰廢水處理成本149.86萬元/a，節(jié)約氰化鈉購買費用126.72萬元/a，節(jié)約氧化鈣購買費用6.6萬元/a，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

4 結(jié) 語

穿流壓濾機(jī)在氰化廠成功應(yīng)用，其運行穩(wěn)定、自動化程度高、設(shè)備故障率低、操作人員工作強(qiáng)度低、處理能力大、濾餅水分低，經(jīng)過一年多的生產(chǎn)實踐，確定入料壓力0.40 MPa、進(jìn)料延時時間350 s、吹風(fēng)干燥時間200 s為穿流壓濾機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)。穿流壓濾機(jī)濾餅氰化尾渣品位比傳統(tǒng)壓濾機(jī)濾餅氰化尾渣品位低0.03 g/t。穿流壓濾機(jī)在滿足生產(chǎn)需要的同時，新生含氰廢水減少90.39 m3/d，氰化鈉耗量減少320 kg/d，氧化鈣耗量減少400 kg/d，濾布使用周期延長10 d。節(jié)約含氰廢水處理成本148.5萬元/a，節(jié)約氰化鈉購買費用42.24萬元/a，節(jié)約氧化鈣購買費用7.9萬元/a，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益良好。