快開式隔膜壓濾機在某廠銅精礦過濾的應用

鄭旭惠

（江西銅業(yè)集團有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

某廠銅精礦脫水系統(tǒng)處理的對象為銅鉬分離工藝所得銅精礦及少量硫化銅精礦，隨著該礦選礦技術的進步，特別是選鉬工藝技術不斷發(fā)展，鉬生產能力不斷加大、技術經濟指標得到了有效的提升，銅鉬分選后銅精礦礦漿性質由于加入大量的浮選藥劑，在銅鉬混合精礦生產中，添加浮選藥劑主要有AP、111、石灰、CTP、黃藥等；在鉬精礦生產中，添加的浮選藥劑為：硫化鈉；水玻璃；六偏磷酸鈉；煤油［1］；增大了下道工序銅精礦脫水過濾難度。原精礦脫水系統(tǒng)一直使用40m2折帶式過濾機，銅精礦過濾水份一般在14%上下波動，特別是2002年之后，由于銅鉬分選恢復生產，工藝流程和藥劑發(fā)生了變化，造成了銅精礦濾餅水分惡化，高達14%～15%，個別班次甚至達到18%以上，導致了銅精礦濾餅水份高［2］，一定程度上影響了銅精礦貯存運輸和冶煉的生產。

2003年后，為降低銅精礦過濾水份，某廠對各類固液分離設備如多種壓濾機、陶瓷過濾機進行了多次的半工業(yè)試驗。2004年8月，在銅精礦過濾廠房進行1m2PNA板框壓濾機半工業(yè)試驗。2004年底，銅精礦過濾廠房安裝了1臺宜興、1臺銅陵產的60m2陶瓷過濾機；2008年6月，銅過濾廠房增加1臺APN18SM36ML（面積208m2）板框式壓濾機。當時的生產比較表明，在處理一400目含量小于60%的銅精礦時，APN板框式壓濾機的濾餅水分≤10.55%，陶瓷過濾機的濾餅水分≤11.60%，折帶式過濾機的濾餅水分≤13.95%；在處理一400目含量大于60%的銅精礦時，APN板框式壓濾機的濾餅水分≤11.98%，陶瓷過濾機的濾餅水分≤14.78%，折帶式過濾機的濾餅水分≤15.50%?？梢?，無論銅精礦粒度粗還是細APN板框式壓濾機在3種過濾機(折帶式過濾機與陶瓷過濾機仍在現(xiàn)場使用)中濾餅水分最低，處理能力最大，單位電耗和單位材料消耗最低［3］。2010年10月，拆除了原保留在廠房的折帶式過濾機，又安裝APN18SM40ML壓濾機及配套設備。銅精礦水分從 2005年13.81% 下降至2016年12.33%。

2017年11月自從引進了Outotec Larox FFP 型隔膜壓濾機帶料試車，經過1年多的試運行轉入正式生產 ，銅精礦水份下降到11.10%左右。

2 銅精礦脫水工藝

銅精礦脫水廠房集中處理經銅鉬分離后的銅精礦量，其工藝采用濃縮、過濾兩段脫水，為減少溢流金屬流失，濃縮機溢流水增設了沉淀池。工藝流程圖如圖1所示。

圖1 銅精礦濃縮過濾工藝圖

3 奧圖泰FFP1516快開式隔膜壓濾機

3.1 工作過程

快開式隔膜壓濾機是一種機、電、液一體化分離設備，機械化和自動化水平相對較高，能夠實現(xiàn)自動壓濾工作，主要應用于懸浮液的固液分離［5-6］。在固液分離行業(yè)當中，隔膜壓濾機是非常重要的過濾設備,其比較適合用到對物料的過濾分離工作中。隔膜濾板誕生在歐洲，20世紀90年代初，德國的一家公司就研發(fā)出了隔膜濾板，而國內對隔膜濾板的研發(fā)工作起步比較晚［7］。而在過濾銅精礦的領域是時間不長的。

奧圖泰FFP1516快開式隔膜壓濾機在過濾銅精礦的工作過程是：漿料通過兩個頂角進入過濾腔。每個過濾循環(huán)完成之后，濾餅排出之前，系統(tǒng)都會通過一個濾芯清洗和吹掃步驟清洗并清空漿料通道。每個壓濾機在頭片的進料口前方都配有漿料分配器。進料泵的吸入側裝有污垢捕集器。系統(tǒng)會通過一個空氣吹掃步驟清空隔膜濾板的底部濾液通道，并在引入空氣進行濾餅干燥之前除去剩余的濾餅洗滌液。漿料入口、濾餅洗滌水入口、干燥空氣和壓縮空氣供應都集成到聚丙烯過濾板中。過程：進料→過濾→擠壓→濾餅洗滌（可選）→空氣干燥→濾芯沖洗→濾芯吹掃→隔膜釋放→卸濾餅→濾布沖洗。

3.2 主要工藝指標

奧圖泰壓濾機投入使用后，根據濾布的周期，統(tǒng)計了奧圖泰壓濾機的各項技術性能指標，APN壓濾機水份檢測與其對比。

從表1可知，A P N壓濾機的濾餅水份為11.76%；從表2可知，奧圖泰壓濾機的濾餅水份為10.90%，低原壓濾機0.86%，明顯優(yōu)于APN壓濾機。

從表2可知， 10套濾布的平均臺效為261.52kg/m2·h，折成臺效為830.52t/d。APN壓濾機平均臺效為305.2t/d。奧圖泰壓濾機臺效為APN壓濾機的2.7倍。10套濾布周期的設備運轉率為91.89%，優(yōu)于APN壓濾機88%的設備運轉率。奧圖泰壓濾機設備臺效、運轉率三項指標均好于性能考核指標，明顯優(yōu)于APN壓濾機的指標。

表2 奧圖泰壓濾機每套濾布生產數(shù)據統(tǒng)計

表3 2009-2011年不同過濾設備的水份［4］ /%

從2009-2011年不同過濾設備水份對比表知道，折帶式、陶瓷的水份高于原APN壓濾機，而奧圖泰壓濾機基本能控制在11%以下。

3.3 過濾參數(shù)與水分關系

結合現(xiàn)場生產實際，奧圖泰壓濾機給礦濃度設置為65%，對過濾時間、擠壓時間、干燥時間這三個參數(shù)進行調整，水份波動不大，在10.22%～10.56% ；臺效在 239.48～253.16kg/m2·h。

調整給礦濃度62%，其他參數(shù)不變，水份10.53%，臺效下降到221.25kg/m2·h，當給礦濃度達72%，臺效可達311.85kg/m2·h。高給礦濃度對應高臺效。試驗數(shù)據見表4。

表4 過濾參數(shù)與水分關系表

3.4 設備性能

奧圖泰壓濾機系統(tǒng)的皮帶、沖洗水泵、渣漿泵等輔助設備實現(xiàn)自動化聯(lián)動，設備操作幾乎無需人工操作干預，只要人工定時巡查，操作勞動強度大大降低。奧圖泰壓濾機無漏漿漏礦，而APN壓濾機由于濾餅容易粘附在濾布上，每班次需要人工捅礦，否則影響卸濾餅，現(xiàn)場工人用工具捅礦存在極大的安全隱患，由于在捅銅精礦過程中灑落在機臺和工作面上造成泄漏。奧圖泰壓濾機平均運轉率91.89%，高于APN壓濾機與陶瓷過濾機。

3.4.1 停機故障

奧圖泰壓濾機總體設備相故障次數(shù)較少，且故障大多數(shù)為停機時間和檢修工作量少的電氣故障，遠遠小于APN壓濾機的故障率。見表5。

表5 壓濾機故障次數(shù)

據統(tǒng)計分析奧圖泰壓濾機目前主要設備故障有以下幾類：①接近開關螺絲松動引起報警；②閥門關閉不嚴泄漏，閥門執(zhí)行器故障報警；③管夾閥閥套磨損。

3.4.2 減少故障措施

故障①在奧圖泰壓濾機運轉初期較為頻繁，通過改進接近開關螺絲為HardRock防松螺絲后已基本解決。故障②主要是由于閥門執(zhí)行器進水氣，以及進氣中含雜質，防護不夠嚴密造成，通過加強防護等級，保障供氣的純凈是可以降低故障頻次。針對故障③管夾閥閥套為易損件，運行壽命為3～6個月，在更換濾布時同步檢修更換以減少停機時間。

3.5 技術經濟

3.5.1 用電單耗

奧圖泰壓濾機使用后，某廠生產組織形式發(fā)生了根本性變化。按處理能力，開1臺奧圖泰壓濾機，相當于2～3臺APN壓濾機。新的生產組織方式下，銅過濾系統(tǒng)電單耗與去年老的生產組織方式下也發(fā)生了變化。奧圖泰壓濾機應用后，通過減少空壓機開停臺數(shù)，實現(xiàn)了渣漿泵、水泵、皮帶機間歇式開啟，從而降低了奧圖泰壓濾機電單耗。由表6可知，奧圖泰壓濾機應用后，銅系統(tǒng)過濾電單耗2018年比2017年有所下降。

表6 電力消耗對比表

3.5.2 用水單耗

從表7知，奧圖泰壓濾機應用后三期銅系統(tǒng)水耗較去年有所下降，主要原因是奧圖泰壓濾機運行改變了銅精礦過濾生產組織，開啟輔助設備減少，單臺設備用水總量有所下降。

表7 用水對比表

3.5.3 備件材料消耗

奧圖泰壓濾機使用以來，備件材料消耗為濾布、閥門、管夾閥閥套等，最主要成本消耗為濾布。濾布單耗為52.81塊/萬t，每套濾布平均周期為1個月，濾布的使用壽命高于APN壓濾機，APN壓濾機濾布單耗是奧圖泰壓濾機的3.14倍，但進口奧圖泰壓濾機濾布的價格是APN壓濾機價格的3倍。

奧圖泰壓濾機濾布的更換比APN壓濾機更加便捷快速。目前濾布國產化，已分步試用2套國產濾布，使用效果較好。

3.6 自動化程度

奧圖泰壓濾機設備自動化程度很高，實行了過濾系統(tǒng)全自動操作，操作工勞動強度小，僅檢查與更換濾布等。實現(xiàn)設備故障診斷自動報警，便于設備故障的診斷和維修；設備與外部通訊功能較完善，利于信息化、智能化改造。某廠與北礦院合作的濃密機智能控制系統(tǒng)已將奧圖泰壓濾機納入，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)對奧圖泰壓濾機運行狀態(tài)全過程的遠程監(jiān)控、狀態(tài)監(jiān)測。通過濃密機、底流泵、攪拌機、皮帶秤、壓濾機給料泵、壓濾機的信息化集成改造，能初步實現(xiàn)整個銅過濾系統(tǒng)的集中控制。大大提高銅精礦過濾系統(tǒng)的信息化、自動化程度，有利于銅過濾生產組織。

4 結論

奧圖泰FFP隔膜壓濾機通過試生產、生產使用2年多，具有運行臺效高，過濾精礦水份優(yōu)，自動化程度高，設備性能可靠、故障率低，可全面滿足某廠降低銅精礦過濾水份的需求，有效地降低了銅精礦在發(fā)運過程中的路途損失。同時，可節(jié)約生產成本（開發(fā)使用國產濾布，節(jié)約成本更可觀），減少水、電的消耗，降低職工操作以及檢修的勞動強度，優(yōu)化人力資源配置，保持工作現(xiàn)場干凈整潔，符合當前綠色礦山建設主題。