立式壓濾機在鎢冶煉堿分解工藝中的應用實踐

李俊榮 李毅鵬

(1.贛州華興鎢制品有限公司，江西 贛州 341000；2.江西盤古山鎢業(yè)有限公司，江西 于都 342311)

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立式壓濾機在鎢冶煉堿分解工藝中的應用實踐

李俊榮1李毅鵬2

(1.贛州華興鎢制品有限公司，江西 贛州 341000；2.江西盤古山鎢業(yè)有限公司，江西 于都 342311)

對鎢冶煉堿分解工藝過程中壓濾環(huán)節(jié)進行了研究，分析了目前采用的臥式壓濾機壓濾存在的問題，針對工廠具體工作環(huán)境，提出了在壓濾環(huán)節(jié)采用立式壓濾機壓濾，實驗表明立式壓濾機能有效提高壓濾效率，降低使用成本，減少環(huán)境污染，提高產品質量。

鎢冶煉 壓濾 應用研究

引言

鎢冶煉堿分解工藝中需將經堿分解后的粗鎢酸鈉溶液進行提純，但是由于鎢精礦中雜質與鎢酸鈉溶液相互交融，難以通過自然沉降分離，需采用壓濾機多次將含有雜質的溶液進行壓實過濾。目前一般采用臥式壓濾機進行壓濾，但是由于鎢酸鈉溶液濃度高，過濾后的濾餅主要為：

1.堿分解反應中的固體不溶物。如氫氧化鐵、含水氧化錳(MnO2·H2O)、氫氧化鈣等。

2.堿分解反應不完全的剩余物料。如鎢酸亞鐵(FeWO4)、鎢酸錳(MnWO4)等。

3.未被分解的物料。如二氧化硅(也叫石英，SiO2)、二氧化錫(SiO2)等。

因此，若濾餅中水份過多則粘度較大易粘結，而采用該種壓濾機難以獲得含水率很低的濾餅，進而導致除渣難、工人勞動強度大，且存占地面積大、自動化程度低等問題，為此，本文提出采用立式壓濾機進行壓濾。

1 鎢冶煉廠現(xiàn)有的臥式壓濾機

1.1 鎢冶煉廠壓濾機的工作過程

目前，鎢冶煉廠提純和利用粗鎢酸鈉溶液的工藝過程如圖1，將經堿分解后的粗鎢酸鈉溶液稀釋，打入臥式壓濾機，通過壓緊的多層濾板和濾布，之后經管道進入鎢酸鈉桶，其中難溶或不溶于水的雜質留在濾布上，形成濾餅。然后，將干凈的水打入臥式壓濾機，洗滌濾餅中粘附的鎢酸鈉，洗滌水也進入鎢酸鈉桶。接著，對濾布和濾餅吹風，使濾餅松動干燥。再次，對鎢酸鈉桶溶液進行二次壓濾，之后進行離子交換。另外，濾餅由人工卸下，收集在濾板下方的扁形槽內，等待化驗后處理，可能返回稀釋桶重新過濾或排掉。

圖1 提純和利用粗鎢酸鈉溶液的工藝過程

圖2 臥式壓濾機處理粗鎢酸鈉溶液的工作原理

圖3 溶液和壓縮空氣在濾板內通道的流通方向

臥式壓濾機處理粗鎢酸鈉溶液的工作原理如圖2。溶液和壓縮空氣在濾板內通道的流通方向如圖3，濾板外形如圖4，濾布外形如圖5。粗鎢酸鈉溶液和干凈的洗滌用水、壓縮空氣，都能從止推板的中央進口進入內部通道，根據(jù)需要從止推板的四個出口，或濾板側邊下方的明流出液孔流出。

圖4 臥式壓濾機的濾板

圖5 臥式壓濾機的濾布

1.2 臥式壓濾機的現(xiàn)狀及問題

目前，鎢冶煉廠的臥式壓濾機，在堿分解反應后溶液的過濾、離子交換前溶液的過濾、生產廢水的過濾等工序廣泛應用了多年，存在一些問題：

(1)自動化程度低，占用大量人工和時間，勞動強度大。

從液壓站開啟、進料、洗滌、吹風，到卸渣、排(返)渣，整個過程需要至少150分鐘。勞動強度尤其大的，卸渣時，需要2名工人站在橫梁兩側，用塑料鏟費力地鏟緊緊粘附在濾布上的濾餅，重復多次鏟才能鏟得比較干凈。就2名熟練工對1臺機器來卸渣，需要大約30分鐘時間，一個班(8小時)里，可能有3-5次，這樣還要輪換作業(yè)和休息，定點大，時間多。

(2)濾布不能多次重復利用，浪費材料。

從圖5中可以看到，臥式壓濾機的濾布外形比較特別，尺寸也有一定要求，需要專門找織布廠訂制。一組濾布，可能30-50塊，使用了一個月左右，用舊了要丟掉，有點浪費。需要新的清洗和重復利用濾布的方式。

(3)過濾后的渣餅不夠干，含較多殘余鎢酸鈉。

(4)濾板多，體積大，占用空間。

(5)濾餅有時含鎢量高，要重新利用，浪費能源和時間。

2 立式自動板框壓濾機介紹及過濾試驗

2.1 立式自動板框壓濾機介紹

立式壓濾機具有自動化程度高，濾餅含水率低，能耗低及安全、健康、環(huán)保等特點，是一種高效、節(jié)能、自動化程度高的固液分離設備，它已經被廣泛應用在礦山、冶金、化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。跟臥式壓濾機一樣，它也是利用泵的壓力、物料的重力以及液壓的作用，在濾布兩側形成壓差，從而實現(xiàn)固液分離。它應用于粗鎢酸鈉溶液過濾的基本結構和原理，如圖6。其技術特點有：

(1)濾板采用立式導向裝置，能使運行更平穩(wěn)；

(2)除了完成原有的過濾、擠壓、洗滌、吹干等工作，還能進行卸渣、洗濾布、裝濾布、下濾布等工作，而且整個運行過程可連續(xù)自動完成；

(3)對濾板和濾布材質進行了改進，對提升濾餅的干燥程度的作用顯著；

(4)立式壓濾機結構緊湊，占地面積小，使用壓力大，工作效率高。

圖6 立式壓濾機的基本結構和原理

2.2 立式自動板框壓濾機過濾試驗

試驗材料：剛經過堿分解反應后稀釋得到的粗鎢酸鈉溶液。

試驗設備：立式板框壓濾機。

試驗過程：壓緊油缸，每次對大約12立方米的粗鎢酸鈉溶液進行過濾、洗滌、吹風、卸渣、洗布、排渣、上布的處理，每次歷時70-90分鐘。

試驗結果：

(1)進料時油壓在0.30-0.35MPa之間，洗滌時油壓在0.50-0.75MPa之間，過濾出來的溶液含雜質更少，含鎢量更高。以化驗結果來看，使用臥式壓濾機濾出渣的含鎢量在0.98-4.25%，但使用立式壓濾機濾出渣的含鎢量在0.81-3.06%。

(2)一臺臥式壓濾機至少要配2名操作工作業(yè)，卸渣很費力，但一臺立式壓濾機，因為自動化程度大幅提高，只要配1名操作工作業(yè)。

(3)濾餅對臥式壓濾機濾布的粘附力很強，操作工卸渣后，仍有很多濕渣粘附在濾布表面，但立式壓濾機濾布，經卸餅、清洗、干燥后，比較干凈。

2.3 立式自動板框壓濾機在鎢冶煉中的耗能計算

2.3.1 濾餅洗滌水用量計算

A=3.14×r2

式中，A：流通面積，m2；

d：板框進口半徑，m。

以我們試用的這款為例，進口是Φ50的管道，則流通面積為：

A=0.0019625m2

Q=A×c×t×N

式中，Q：濾餅洗滌用水量，m3；

c：水流速，m/s；

t：濾餅洗滌時間，S；

N：每小時洗滌的循環(huán)次數(shù)。

水流速按照1.2 m/s計算，濾餅洗滌時間以300S為例，每個小時3個循環(huán)，則用水量為：

Q=2.1195 m3

2.3.1 濾布洗滌水用量計算

Q1=n1×q×t1×N1

式中，Q1：濾布洗滌用水量，m3；

n1：噴嘴個數(shù)；

q：單個噴嘴用水量，m3/min；

t1：濾布洗滌時間，min；

N1：每小時洗滌濾布的循環(huán)次數(shù)。

單個噴嘴的用水量為0.005m3/min，共計30個噴嘴，濾布洗滌時間為1min，每個小時0.8個循環(huán)計算，則用水量為Q1=0.12 m3。

裕量系數(shù)取1.2，則每小時的總用水量為：

Q3=(2.1195+0.12)×1.2=2.6874m3

3 結論

綜上所述，鎢冶煉堿分解工藝中采用立式壓濾機可以有效的改善過濾效果，提高生產率，減小占地面積。

[1]龍揚.提高鎢礦物堿分解收率的工藝措施[J].稀有金屬與硬質合金，2008，04期：20-23.

[2]段佩俠，鄭宏濤，黃忠華，等.立式全自動板框壓濾機在蔗糖中應用的探索[J].輕工科技，2013(11)：9-10.

[3]閆勇，楊玉華，戴方軍，等.淺談國內外全自動立式壓濾機的特點及應用[J].過濾與分離，2008.

[4]張曉澎，王斌，楊猛，等.BLZG型全自動立式壓濾機在礦業(yè)中的應用[J].華東科技：學術版，2012，第4期：307-307.

doi：10.3969/j.issn.1004-0536.2008.04.006.