陶瓷过滤机陶瓷板微孔堵塞原因及处理.pdf

第 50卷增刊 1998年9月 有 色 金属 NO N F E R R O U SMEI 一 A lS - \爪1 . 50 . 5匕p p] 〔1l lcr 飞宁 忘 ltcr n b e r 1 995 陶瓷过滤机陶瓷板微孔堵塞 原因及处理 . 邓新发 凡 口 铅锌 矿 , 韶 关5 12325 摘要 运用F一水系电极电位一州图 , 寻找出陶瓷板微孔堵塞的原 因及其处理方法 。 实 践中发现 , 调整矿浆 pH是解决陶瓷滤板堵塞的有效方法 。 关键词 过滤机 , 陶瓷板 , 微孔堵塞 , 毛细作用 。 陶瓷圆盘真空 过 滤机采用 微 孔陶瓷材料 作过 滤介 质 , 应用毛细 作 用 原 理 . 让水 能通过 而空气不能通 过 , 留下矿粒 , 达到 固液分离 。 1994年12月我 矿 引进 一台芬兰奥 托 昆 普公司生 产 的 C C 一 4 5 型陶瓷 过 滤机成功 地 应用 于锌精矿 过污后 , 19 95年 1 2 月又购买一 台 同一 厂家生 产 ., jC C一45 型陶 瓷 过 滤 机 处 理硫精矿 。 试生 产 最 初2小 时 , 滤饼很 厚 , 滤 饼水分明显比普通 圆盘真空 过滤 机低 , 效果 很 好 ;后续几 小时 , 滤饼慢慢变薄 , 盘面 上逐 渐 出 现不 吸矿的斑点 , 直至 大面 积不 吸矿 , 同时 , 滤 饼水分同步上升 , 过滤 过程 急剧 恶化 。 为了解 决这个 问题 , 我 矿 组 织 有关科技 人 员 进 行 攻 关 。 经过两年的 反复摸索 , 终于找到 办 法 , 使 陶瓷过滤机成功地应用于生 产 , 发挥其应 有 的 作用 。 1 堵 塞陶瓷板微孔物质 陶瓷过滤机的过 滤效果与其他过 滤机 有 显著差别的原因是过 滤介质 材料不同 , 该机 采 用的 介 质材 料 具 有孔径很 小且 分 布均匀 的微 孔 。 当微孔清洁 畅 通 时 , 外 界施 加 一定的压 差 , 水就能沿着微 孔顺 利通 过 , 达 到 固液分离 的目的 , 然 而 , 在 我们所 处理 的矿浆中 , 总是有 或多或少 的接近微孔孔 径大小 的颗粒 , 运转时 间长了 , 直径 相 同或接近 的颗粒与微孔 接触机 会增 多 , 微孔 就会堵塞 。 该 机提供了一 整套 清 除微孔堵塞 的有效方法 。 但是 , 在处 理我 矿的 硫精矿 时 , 该方法失 灵了 。 根据清洗 过程表现和其它条件判 断 , 这种 堵塞陶瓷板微 孔 的物 质是铁的系列化合物 1 硫精矿过 滤 的滤液 中 , 加人 明矾 , 沉降 一个班sh 后 的沉积物化 验结果 含铁5 8 . 3 , 化 验结 果见表 I C 2 硫精 矿 滤液经 过 的微孔 壁 留有 褐红 色 的物质 。 3陶瓷 板 表 面 附 着 物溶于浓 盐 酸 , 不溶 于稀硝酸 。 表 1 硫精矿滤液加明矾沉积物化验结果 T able 1 h T eeh e m ie al a n alysis 渭 ulto fthePe c r iPia tte ofthe sulfu r 以, ne ent r ate fi lte r Iiquid alu m七 ad dd e 元素 N a A l511 认KCuP入{n 心 ZnS e F 含量 2 . 2 1 2 . 83 . 50 . 50 . 33 . 20 . 60 . 35 . 54 . 28 . 658 . 3 关 按相对百分含量计比钠轻的元素未分析 。 增刊 邓新发 陶瓷过滤机陶瓷板微孔堵塞原因 及处理 2 铁化合物的生成 . 凡口铅锌矿原 矿中 , 铅 、 锌 、 硫品位高 。 矿 物 形成过 程 中 , 相互沿晶粒间隙 或裂 隙解理 充 填溶蚀交代 , 嵌 布粒度 细 , 共生 密切 。 因此 , 在 选矿过 程中采用高碱 pH 1 2 、 细 磨 一 7 4 拼m 90 以上工 艺 , 使矿 物单体达 到 充分解 离 。 分选工艺采用混合用药快速优先 高碱细 磨浮选 流程 , 即先选铅 、 后选锌 、 再选硫工 艺 。 考察现场流程 , 我们认为下 列工序会产生 铁的化合物 l 与矿石 、 矿浆摩擦剥 磨 产 生的单质 金 属铁粉粒与酸 、 碱和溶解 氧作用如 球 磨 中 的 钢球 、 溜槽上 的衬板等 。 以1 碱性条件 Z F e q ZH ZO ZF e OH 2 酸性条件 F。 一 Z e 匕 F苦 2黄铁矿破碎后形成的新矿 物表面发 生 了化学变化 卜仁O F e岛 F e岛 20 2三F e凡 F e 以无萝 F e凡 4 F e a s o q so H 一 哩 ZFe乓 4 Fe o O H 2姚。 43 二石 2 - 3 选硫加 浓硫酸时矿 浆 中形成局部高 温 , 黄铁矿分解 。 Ze F OH 3护F受认 十 3H ZO 氏 1 F e OH q F受O 告 H ZO 5 以 上各工序 得 到 的 游 离 F苦 、 e FO H 、 Fe Z q 等铁 的 化合物并不是 都 能堵 塞陶瓷板 微孔 。 在硫精矿浆给人过滤 机之前 , 它们 中的 大部分随 矿浆一起从锌 尾 矿 溢流和 硫尾 矿等处 排 出汇 聚于尾 矿 坝 , 只有极少部分 随硫精矿和冲洗水流到浓密池 。 此 时 , 矿浆中 的游离F苦 、 F e 。 H 、 F受仇 等的浓度低 , 为 了达到新 的平衡 , 又产生 了部分的F苦 等 e F 岛 e F S〕寻e F姚 F矛 十 3〕42 - Fe S护F苦 十 5 2- 4e F Z 3qZF受仇 专 游离 的Fe Z认 通 过 陶瓷板微 孔 时受阻滞 留于圆盘表面或堵塞 微 孔 , 留于溶 液中 的 F苦 十 通 过 微 孔 时吸附于微孔 表 面 , 继 续 与 溶 解于矿浆中的氧作用 , 产 生F受几堵塞微孔 。 F e凡 践3 〕4F e 以〕4 十 姚 s 个萝 F eS04 F矛 50 4 2- 在硫酸扩散过程中 , pH镇2 条件下 , 黄铁矿 表 面 发生 下列 变化 e F s 些e F s 萝 F e SF eZ 梦 - 4 选硫加酸 时清洗了黄铁矿 的 表 面 , 使黄铁矿得到活化 , 产生 F护 F幻oH 3 H 州望 一’ 凡 , 2姚。 以上各步得到的Fe Z 、 FeOH 、 F e3 在含氧 水中继续下 列反应 4 F矛 3qZFe Zq 十 Fe 3 3践OF e OH 3 H 3F e一水 系一pH图 电极 电位的大小是 物质氧 化 还 原 能 力 的 量度 。 而物质 的 电极 电位不仅 与 氧 化态 和还 原态 的活度有关 , 有的还 受溶液 中氢离 子浓度 的影 响 。 如果 能 将 有关的 物 质 的 电极 电位与 溶液 pH 值的关系 曲线 绘在 一 个 图形上 , 则能 较方便地比较各物质的氧化 还原能力 , 从而判 断化学 反应进 行 的可能性 。 这种以溶液 的 pH 值为横坐标 , 以有关物 质 的电极电位为纵坐标 所绘出的曲线图称为电位甲 pH 图 , 见下 图 。 对 我们所研 究的对象 , 在F一水体系 中 , 主要 研 究 与F eZ十 、 Fe Zq 有关的 物 质 及其反 应 ①q 4H 十 4 e 2玫O ② ZH ZeH Z ③e F 3十e井FeZ ④e F Z Ze护F e ⑤e F Z马 H ZO ZH Z e Ze F OH 2 ⑥ F e OH ZH Z e e F 2玫O ⑦e F Z几十 6H 2 e ZF矛 3姚O . 70 有色金属第5 0卷 是 二〕 { { { 、 \ \ \ F F F es 十十 3 图 IF一H ZO 系电位一pH图 F ig1 F eH 2 0 e le ctr ode p o tentialPH g r aPh ⑧ F e O H ZH FZ e 2眺。 ⑨ F勺q 6H 十 Z Fe 3 3H ZO 对以上 反应方程采用有关热 力数据可求 出甲一 pH 关系式 ① 恤气 。 1 2 29一0 . 059 16pH ② 伙一 005916pH ③物扩 十 一 2 0 . 7 7 1 ④ 甲凡 一 0 . 6 1768 ⑤ 甲 0 . u5758一 0 . 059 16pH ⑥ , 一 0 . 047 455一0 . o 5916pH ⑦ , 1 . 0 83一0 . 1775pH ⑧ pH二9 . 6 4 ⑨ pH1 . 756 8 将以上关系式按 一定相交条件作成图 1 。 从图 1我们可以发现 1F e 在不 同 pH 值条件下 氧化时生成不 同 的物质 pH 9 . 6 4 , 生成 e 2 F , pH 9 . 64 , 生成 e F O H ; 2由 于氧电极电位高 , 在 pHO一 1 4范围内跟 e z F 马 6H 十 Z e一 Ze Z F 十 3氏O 及 F勺仇 践O ZH Z e一 2凡OH 构成原 电池时 , 电动 势 E 都很高 , 因此 , 只要 有氧气 跟F矛 及e F O H 接触 , 这两个原 电 池均 能 快速 形成 践3 Q ; 3 要使 F矛 不 形成游离态Fe ZO 3 , 可 以将矿浆中 pH 值调 到 pH 9 . 64 , 此 时 , F挤 十 水解成 F e OH 沉淀附着 于 硫精矿颗粒或其 他固体上 , 此 后 , e F OH氧化生成的Fe Z q 将随其附着物 的 走 向而排出 , 避免生成 游离 F受q 堵塞 微孔 ; 4 调 整 pH 1 . 7568 , 也 能 使 F受姚溶解 转化 为F e3’ , 因此 , 用稀 酸调整 pH 值清洗 陶瓷板仍有 必要 ; 5 由于q不管 在空气中还是溶于水 中 , 均 能 与 F eZ一 、 F e OH 反应 生成F受O ; , 因此 , 需 要 另 找 办法 去除残 存 的F处认 ; 6 根据 有 机 化 学的知 识 , 草酸 与Fe ZO 3 可以形成络合物 , 但陶瓷板 的 产 品说明书不准使用 有 机物 , 特别 是有腐蚀 作用的有机 质 。 归 纳上面几点 , 解 决陶瓷板 微孔堵塞 问题 可从下列方面着手 将硫精 矿 矿浆 pH 值提高 到9 . 64以上 ; 用草 酸 络合 残存F勺几 ;用稀 酸 调整 pH 8 . 5 , 草 酸 清洗 每天一次 , 每班进班清洗 , 保证 过 滤 机全 天过 滤时间1 8h以上 C 表 4 Table4 给矿浓度 75 . 9 0 75 . 98 T lle c 呱 Pa ris o n 联合清洗方法前后对照结果 o fth en 污ultofth eal ly Pu rif y m e tho d 项 目 滤饼水分初 滤液量 m 3h / 终滤液量 衬八 8 . 95 13 , 19 周期 仁h 联 合前 联合后 12 . 4 2 17 . 28 w i th 1 1 0t 堵塞 率 时h 2 / 1 . 276 0 . 6 82 Pu rif i g n 产量 t乃112h 1 , 2 4 1 . 587 再生率 58 . 05 80 . 79 通 过采取以上措施 , 19 年和 1997 年两 年尽 管硫精 矿 产量较大 , 但仅用 1台 陶瓷 过滤 机处 理 , 达 到了生 产要求 。 表5为 陶瓷 圆盘过 滤机与普通 圆盘 过 滤 机生产指标对比 。 实施上 述 措施 , 使陶瓷 过滤 机能满足硫精矿 过滤的要求 。 表 5 硫精矿生产指标对比 Ta ble5 h T ec姗Pa r i s onofthesu lf u r c o n c e nt rate Po r du etio np e rfon r l a n e e 注一瓷盘备一陶圆年度产量ta /出厂水分 199 6一199 7 1994 一1995 2 9 5 34 4 . 50 3 7 4 2 8 8 . 8 3 10 . 93 11 . 7 5 pH 值调整 到 1 0 以上 C 2 . 草 酸 有 利于络 合F e ZO 3 , 使 微 孔再生 C 但是草 酸是有 机物 , 对 陶瓷 板是 否有伤害则要 进 一步观察 , 最好少用 或不用 。 3 . 生产实践中 发 现 , 草 酸 对 黄 色F受q 沉淀物清洗有效 , 硝酸对黑色Fe OH 附着 物清 除有效 。 4 . 建议尽 量采用控制 pH 值的措施 , 减少 F受仇附着于陶瓷板的机会 , 从而减少 草酸用 量 , 减少 陶瓷板不 必要 的损失 。 5结语与建议 通 过试验探索和 生产实践 , 可以得出如下 结论 。 1 . 提高矿浆 pH 值可以大大降低 F受岛 对陶瓷板微孔 的堵塞 , 如 果条件许可 , 最好将 作 者简介 邓新发 19 65年生 , 广东梅县人 。 1 98 7年毕业 于广东工学院选矿专业 , 现任凡 口铅锌扩选犷厂生产 科工程师 , 曾参与陶瓷过滤机的安装调试和日常生产 管理工作 。 下转第 67页 增刊 刘 侦德等 陶瓷过滤机在凡口矿的应用67 参考文献 国外矿山 , 198 0 , 8 a C pilla ryfilta r tio nthe h a n r e s s ing o f n a tiona l f o re巴 o ts v e r e the p indu s try . High te c h no 1 Og y infi司a nd1993 THEA P PL I CATIONOFT ll ECER AMI万E 几JE R SINT H E F ANKOUI卫AD ZIN C M I NE 乙少和 ,睡 WU五扣 劝伽二 凡 ,南u 乙山夕一盗书破瘤 、 斗碗如碑 。 多1幻2万 A叹刃派盛CT 工琢拍 nd卿e n 扭1说h t e 邻Piu而y ti nh t e c e ic s i f l te r is 二户。 i s司 吟 i f l t占i h h t 时i l t a r i d t n jh t e b P 忍 n c al I Pf ai r t; y h igh份a P ci t ;y 即 e了gy c o 叹 v ra t io n 佗心心乙令毛令之心之嘴之令乙佗告今乙令 乙会乙公乙会乙今乙令心令心今乙令屯匀屯令屯宝心令之会乙令乙令心令乙 上接第7 1 页 参考文献 李 世丰 , 曾庆衡 . 物理化学下册 ,北京 高等教育出版 社 , 198 4 , 7 6 一8 3 大连工学院无机化学教研室 . 无 机化学下册 ,北 京 人民教育出版社 , 198 2 , 26 8一27 9 胡 为柏 . 浮选 , 北京 冶金工业出版社 , 19 83 , 24 3 TH EBL 又刃KA G ER E AS O NANDTf I ET REATMENIOF T HE 工 1叹〕R01JSC ERAMICS PLAT E 凡汲 口“ 乙山J D E N G 刀 ,蔽 之份 _ i z ,二 从 ,,、 孕d咐如 。 夕 s 2 3 2 扮翼黛 羁 薰燕戴 c ea r i h r C S p a lti e n h t e c e i c si f l t e r is f o u 一 Itis f o u d n that , in the n r a eti、 。 e g u la t e the pH Of ageo f the ee r a r n i“ plate o f the c e r a r n i岛filt e r - k衍w o 油 i f l t盯介e r 细ic s pla t e ; blo ck a g eJ廿姆i i n c角 o ri i fc e; ca Pil l ary f o r c e