YHGR859清洗劑替代硝酸在程潮選礦廠陶瓷過濾機中的應用

黃 雯 李超前 劉 曙 李鵬飛 黃 軻

（武鋼資源集團程潮礦業有限公司）

程潮選礦廠采用三段一閉路破碎，全粒級拋尾，二段磨礦三段磁選的階磨階選流程選別鐵精礦，作為球團生產原料。2005 年，選廠挖潛改造引進PC60/15 陶瓷過濾機替代圓盤過濾機作為鐵精礦脫水設備，其核心部件為陶瓷篦板。生產使用過程中，由于篦板在運行吸礦過程中會有大量的鐵精礦顆粒殘留在篦板中［1］，必須清洗以恢復其過濾功能，且清洗效果的好壞直接影響過濾掛礦效果及陶瓷篦板的使用壽命。目前，國內絕大多數陶瓷過濾機使用硝酸清洗［2］，但硝酸屬具有強腐蝕性的危化品，使用與存儲存在安全及環保問題。隨著國家綠色環保及安全意識的加強，環保型清洗劑得到了人們的廣泛關注［3-5］。

本研究采用YHGR859清洗劑替代硝酸清洗陶瓷過濾機，通過YHGR859 清洗劑條件試驗確定最佳的清洗方式及清洗工藝參數，并將工業應用數據與使用硝酸進行對比，驗證YHGR859 清洗劑的適用性和經濟性。

1 硝酸清洗概況及存在的問題

程潮選礦廠為了加強陶瓷篦板的清洗效果，采用物理方法和化學方法聯合，超聲波清洗的同時配合酸洗。酸洗采用硝酸，硝酸的作用是將堵塞在微孔中的固體物料分解并溶解。使用方法是將硝酸稀釋成濃度約40%的稀硝酸，通過反沖洗水管道從內到外清洗陶瓷篦板，每運行6 h停車聯合清洗1次，硝酸清洗方式見圖1。

采用超聲波和硝酸聯合清洗陶瓷過濾機的方式，清洗過程中使用大量硝酸，由于硝酸易揮發，且具有強腐蝕性，陶瓷過濾機停機清洗時常有黃色酸霧冒出，嚴重污染工作環境，損害職工身體健康。陶瓷過濾機分配頭材料為不銹鋼且長期暴露在外，易遭硝酸酸霧腐蝕，導致陶瓷過濾機真空負壓不足，嚴重影響陶瓷過濾機的過濾性能，造成鐵精礦水分偏高。若出現分配盤內部摩擦片磨損或其他問題，易造成反沖洗水不能完全進入濾板，影響清洗效果。同時酸霧易腐蝕陶瓷過濾機電控柜，造成電器故障，存在安全隱患。

2 YHGR859清洗劑簡介

YHGR859清洗劑是江西泰藍貿易有限公司生產的一種新型陶瓷過濾機篦板清洗劑，呈白色結晶狀，弱酸性，可生物降解，無毒害，無腐蝕，不含無機三酸，使用時無NOx和氟化氫氣體釋放，且廢水不含磷等有害元素，清洗后的溶液可直接排放，安全且綠色環保。

使用YHGR859 清洗劑時，清洗陶瓷過濾機的方式可與硝酸不同，可采用外洗方式。采用外洗方式簡單易操作，清洗過程無須反沖水參與，可避免分配盤故障對清洗效果的不良影響。按每噸凈水添加80 kg YHGR859 的比例配制成6%～8%的YHGR859 溶液，將調制好的YHGR859 清洗劑通過循環泵定量加入過濾機槽體內部，開啟手動清洗方式，通過清洗機振子盒對濾板由外而內進行清洗（圖2）。

3 YHGR859清洗劑條件試驗及結果

3.1 清洗方式試驗

在陶瓷過濾機給礦濃度44%～45%、濾盤轉速0.95 r/min、真空度0.09 MPa 的最佳工藝參數條件下，固定YHGR859 清洗劑濃度6%，采用不同的清洗方式進行清洗，每次清洗1 h，連續清洗30 d，記錄濾餅水分含量，YHGR859 清洗劑不同清洗方式試驗結果見圖3。

由圖3 可見，采用YHGR859 清洗劑通過內洗方式清洗陶瓷過濾機篦板，濾餅水分較穩定，水分平均含量8.60%；采用外洗方式清洗，濾餅水分含量平均為8.79%，第20 d 后，濾餅水分大幅升高，水分含量平均為9.16%；通過檢查發現，采用外洗方式清洗時，陶瓷篦板長時間浸泡在YHGR859 清洗液中，陶瓷篦板外層陶瓷存在不同程度的腐蝕，導致陶瓷篦板的毛細孔增大，故YHGR859 清洗液清洗方式采用內洗為宜。

3.2 藥劑濃度試驗

固定陶瓷過濾機給礦濃度44%～45%、濾盤轉速0.95 r/min、真空度0.09 MPa，采用內洗方式清洗1 h，進行YHGR859清洗劑濃度條件試驗，試驗結果見表1。

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由表1 可知，隨著YHGR859 清洗劑濃度的增加，濾餅厚度增加，濾餅水分降低；當YHGR859清洗劑濃度超8%時，濾餅水分降幅變小；綜合考慮，YHGR859清洗劑濃度選擇8%為宜。

3.3 清洗時間試驗

固定陶瓷過濾機給礦濃度44%～45%、濾盤轉速0.95 r/min、真空度0.09 MPa、YHGR859 清洗劑濃度8%，采用內洗方式進行清洗時間試驗，試驗結果見表2。

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由表2 可知，隨著清洗時間的增加，濾餅水分含量降低，濾餅厚度增加，說明清洗時間越長，陶瓷過濾機的清洗效果和過濾效果越好；綜合考慮，清洗時間選擇2 h。

3.4 清洗周期試驗

陶瓷過濾機清洗周期是由陶瓷過濾機濾板的微孔大小、多少以及所過濾的物料性質決定的，具體到每1 臺設備，則視其過濾水量的大小變化［6］。現場試驗時，濾液量大無法測定，因此固定濾液量0.12 m3，通過測定濾液充滿時間反算濾液量大小，濾液充滿時間延長，則表示過濾效果降低，當濾液充滿時間延長1 倍，即表示過濾能力下降了50%［7］，陶瓷過濾機需要進行清洗。在上述確定的最佳試驗條件下進行清洗周期試驗，試驗結果見表3。

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由表3 可知，當陶瓷過濾機運行16 h 時，陶瓷過濾機的過濾能力下降一半，濾液充滿0.12 m3的時間從27.7 s增加到58.6 s，過濾作業每班8 h，即每2個班需對陶瓷過濾機清洗1 次；由于現場安裝10 臺陶瓷過濾機，陶瓷過濾機處理能力有富余，為確保陶瓷過濾機過濾效能，保持原有清洗周期8 h不變。

4 YHGR859清洗劑和硝酸清洗情況對比

4.1 2種清洗劑清洗效果對比

硝酸與YHGR859清洗劑清洗陶瓷過濾機的效果對比見圖4。

由圖4 可見，采用硝酸與YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過濾機，陶瓷篦板狀況差異明顯，YHGR859清洗劑的清洗效果更好，陶瓷篦板顏色更加潔白［8-9］；說明YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過濾機的效果較好，可快速分解陶瓷過濾機篦板堵孔物質，能清除吸附在陶瓷篦板表面和微孔內壁中的鐵化合物、碳酸鈣、硫酸鈣等化學物質。

4.2 2種清洗劑工業試驗指標對比

固定陶瓷過濾機給礦濃度44%～45%、濾盤轉速0.9 r/min、真空度0.09 MPa，進行硝酸與YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過濾機工業試驗對比，指標對比結果見表4。

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由表4 可知，選礦廠生產穩定，YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過濾機后，濾餅厚度增加，濾餅水分含量更低，說明使用YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過濾機的篦板后，其過濾性能更好。

4.3 經濟效益

（1）采用YHGR859 清洗劑替代硝酸清洗陶瓷過濾機篦板，可降低藥劑消耗成本。據統計，硝酸單耗為8.2 t，即每生產1 萬t鐵精礦需消耗8.2 t硝酸；YHGR859清洗劑的單耗為0.35 t。硝酸單價0.37 萬元/t，YHGR859 清洗劑單價4.1 萬元/t，按年產鐵精礦125萬t計算，每年可節約藥劑成本199.88 萬元。

（2）硝酸對設備的腐蝕性較大，每月需更換4 臺真空泵，采用YHGR859清洗劑，可減少硝酸配套設備酸泵的消耗，每年可節約材料消耗96 萬元。

（3）YHGR859 清洗劑無毒害、無腐蝕性，操作簡單方便，藥劑安全環保，同時可改善過濾廠房工作環境，提高陶瓷過濾機的生產效率。

5 結 論

（1）YHGR859 清洗劑可以替代硝酸應用于清洗陶瓷過濾機篦板，且清洗效果優于硝酸，清洗后陶瓷篦板顏色更加潔白，濾餅厚度增加，濾餅水分含量可下降約0.5個百分點。

（2）YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過濾機雖然可以采用外洗方式，簡單易操作，但YHGR859清洗劑對陶瓷過濾機篦板的外層陶瓷存在不同程度的腐蝕，會降低陶瓷篦板的使用壽命，故清洗采用內洗方式。

（3）采用YHGR859 清洗劑替代硝酸清洗陶瓷過濾機，每年可節約藥劑和備件成本295.88 萬元，藥劑安全環保，可消除使用硝酸帶來的安全隱患，改善過濾廠房的工作環境。