板框压滤机在梅山微细粒铁精矿过滤中的应用.pdf

板框压滤机在梅山微细粒铁精矿过滤中的应用 吴 世强 王人龙 本文对板框压滤机的结构、工作原理及试验应用情况作了介绍。实践证明该机是当前擞细粒铁耩矿 脱水的有效设备。 微细粒铁精矿 以下简称混矿的脱 水 作 业，由于没有可靠的设备和完美的工艺而成为 难题。梅 山选 矿厂 1 9 8 0年投产后，过 滤 效 率 低， 一 直制 约着 生产 的发 展， 而 泥矿的处理又是 解决 过滤的关 键。 为此， 于 1 9 8 1年 5月对煤泥． 化工染料． 脱水设备进行了考查， 其中应用较好 的有卧式， 立式离 心脱水机，带式过滤机， 板框 压 滤机，加压 连续过滤机 等。根 据梅山泥矿 的 特 点， 我们认为板框压 滤机 性能可靠， 它能 有效 地实现对细、 泥， 粘物料的脱水。为了在技术上 能有所突破，提出将混台过滤流程改为分级过 滤流程。 即粗 粒铁精矿进真 空内滤机 ，泥矿进 板框压 滤机 目前， 在 已取 得试验 的基 础上， 建 成板 框压滤车间，成为国内首先应用扳框压滤 机过滤微细粒铁 精矿的选矿厂。 一 、泥矿的形成及特征 一 矿物组成 梅 山铁矿 富矿 中主要含铁矿物有 磁 铁 矿． 假象和半假象赤铁矿．菱铁矿和黄铁矿等。主 要脉石 矿物有碳酸盐类矿物．石英和粘土类矿 物。矿体直接顶板是高岭土化， 碳酸盐化及矽 化安 山岩。 由于采用无底拄分段崩落 法 采 矿 废石混入率高达 1 5 2 0 ％，采 出 矿 石 铁 品 位 44 。 二 形成泥矿 的主 要原 因 1 ．菱铁矿含量高。 1 9 8 8 年重选原矿铁物 8B 相分析表 明， 菱铁矿含铁量 1 0． 1 8 ％ 占有率为 2 3 ． 1 5 ；浮选铁精矿铁 物相 分析 表明，菱铁矿 含铁量 1 O - 8 8笳 占有率为 2 o ． 7 O 。梅 山菱铁 矿属镁菱铁矿 含铁 4 3． 6 5 笳，晶粒细小，多在 0 ． o 2 ～0． 0 5 mm 之 间 奠 氏硬度 值 4． 2 ～4 ． 8 J 性脆 易过磨 易氧化 。 2 ．脉石矿物 的混入。 由于预选深度不够， 虽经磁一 重选预选， 仍有相 当多 的废 石和围岩进 入磨 矿流程。其 中碳 酸盐 类脉石性 脆， 硬度低， 在磨矿过程 中容易造成过粉碎， 粘土 与安 山岩 类矿物吸水性强， 遇水 后泥化变粘。 3．各种矿物 硬度 相差 悬殊。磨矿 产 品 粒 度组成极不均 匀， 在磨矿粒度 一7 8 占6 O - 6 7 ％ 的粗磨情况下 ， 浮选铁精矿 中一8 中占有率为 2 1 ． 4 2 ％， 一7 4 部分平均粒径 为 1 5 ． 2 出现 粗 的较粗， 细的又很 细的状 况o 三 泥矿的特征 混矿 主要特 征是 细， 泥， 粘。建 厂初期泥矿 进入 尾矿 坝，其后 输送到曝晒池沉 淀。不 能沉 淀下来 的就进入秦谁 河。泥 矿的多元 素分析见 表 1 ，铁物相分析见表 2 ，粒度组成分 析 见 表 3 。 袭 1 泥矿多元素分析结果 ％ 名稚 T Fe 8 P 8 i C a 0 Mg o l 直 0 | 泥矿 I 4 4 3 8 1 ． 5 0 0 ． 5 8 8 6蚰 5 9 9 2 ． 5 5I 1 8 3 泥 矿 Ⅱ 1 5 2 1 5 7 0 5 0 0 9 3 6 5 2 8 l 2 7 1 矿n I 4 5 ． O 3 0 6 6 0 ． 6 拈 6 2 8 6 0 i 2 ．6 1 I 2 ． 0 8 盒属矿山 n 1 9 8 9 维普资讯 表 2 泥矿铁物相分析结果 ％ 】 F 3o 4 F e F e 0 3 l e 2 记矿I l 4 3 8 9 l n． 3 1 2 9 0 1 ． 4 7 。 6 7 l “ 蝴 捏 矿 Ⅱ l4 1 ．2o I 1 6 ．21 5 ．69 1 ． 1 77 l1 6 ．“ 』 f 1 1 63 0 ．3 5 0 5 5 0 I 1 2 5 g 表 3泥 矿粒 度 分析结 果 名 称 J - 8 一 l。 一 3O 一 5 0 一 74 平 均 粒 比 表 面 曲 鹿 0 era 僖 泥 矿 I l 3 9． 7 6 4 3 3 2 7 4 3 0 7 9 ． 9 0 9 6． 2 7 1 2 ． 3 O 4 9 7 8 7 泥矿 I I J5 1 n 4 5 4． 8 7 ． 3 5 8 9． 3 7 9 5 ． 9 9 7蚰 ； 8 ． 9 二、结构 与工作原理 一 结构厦主要技术性能 XMZ 3 0 0 ／ “ 1 2 0 0 3 S型 自动板 框压 滤机 由压 紧 油缸 拉片油马达， 压 紧板 拉板器 滤板， 止 推板， 托板、 滤布等部分组成 图 1 。 xh ,I z 3 o o ／ i 2 o o 3 8型 自动板框压滤机主要 技术性能 型 号XMZ 3 0 o ／ 1 2 0 0 - 3 S 总过 滤面 积 3 0 0 m 滤 饼总容 量 5． 3 3 7 “ m。 滤扳个数 1 0 6 个 框 内尺寸 1 ． 2 xI 2 m 滤饼 厚度 3 5 ] 2 1 1 3 0 ． 最高过滤压力8 k g ／ c m。 卸料 时间 2 0 mi n 压紧工作油压l l O l l 4 k g ／ e m’ 拉片工作油压 6 O k g m。 型式 明 流 总功率4 k W 机 器 重量 5 7 ． 5 t 外形尺寸 长 宽 高 1 0 ． 93 ． 2 x2 ． 7 5 m 本 机 由 1台 F - 4O MP O 0 实 现 自动 控 制 。 工作原理 本 机过滤工 作 由压 紧、 过滤， 滤饼 卸落三个 过 程组 成。 盍一矿山‘ i I i 蝌 赶 图 l xz 3 o o ／ l 踟0 3 s型 自动板 框 压滤 机结 构示 意 I 压 紧汕缸 拉片油马达争 匪紧板 拉嗄器 一滤板6 止推板 托撮 ∞布 1 ．压紧过程。 主要 完成 滤布的清 洗 整理 和滤 板的压紧。 清洗是用专用 的喷管对每块滤 布 的表面 以及两 块滤 板的压 紧 结 合 面 进 行 清 洗 ， 可 消除滤布 的阻塞，降低压滤 的阻力，同时 可 避免压 紧面上的不干净而造成 喷浆故 障 如 果 发现滤 布破 损可在此 阶段更换。梅 山的经验 证 明， 在正常作业 的情况 下， 并 不需要对每个压 滤 循环 都进行清洗， 闻隔几个 周期清洗一次， 对 压滤 作业设有不 良影响。清 洗整理完毕，油泵 就 自动启动， 液压 油使压 紧油缸动作， 将滤板全 部压紧。 2 ．过滤过程。压紧后 每两块相邻滤板凹 面形成一个个单独的滤室 滤 板的中心圆孔 串 联成滤浆 的通道。这时滤 浆泵 自动启动，将矿 浆 以 5 6倍于真空过滤压力 的推动力 压 送 到 每一个滤室。在这个很高压力 的作用下，进 入 每个滤室 的矿 浆中的矿粒被 滤布拦截，滤波则 透过滤布纤维 间隙流 到滤板沟 纹表面，在下部 汇聚后流 出滤板。初 期滤液有些 浑浊，是 由于 部分徽纽矿粒透滤所致。随着 较粗 颗粒 以及 细 颗粒间的桥拱效应在滤布表面形成 韧始 的滤饼 层 ， 滤液很 快变清。滤饼层不断 地增厚， 滤 液透 过的阻力不断上升，因此流出滤板的流速越来 维普资讯 越低， 当滤液成滴水状时滤饼 已经充满滤室， 这 时 再保 持给矿几分 钟， 使滤饼更 为充满和密实， 达到充分脱水后， 即为过滤终点。 3．滤饼 的卸落。过滤终止 后， 压 紧板 自动 开启， 拉板 器在油马达 的带动下， 牵引滤板一块 一 块依次 向压紧板的方向移动，滤饼依靠 自重 下落到皮带机上。对 那些粘 附 能不易脱落 的 滤饼， 本 机带 有振打装置， 可促使滤饼脱落。生 产实践证明， 梅 山泥矿 滤饼 自行卸落性较好， 因 此省略 了振打机构。 滤饼全部卸完 后， 整 个压 滤过程结 束， 再进 入 下一个循环。梅 山泥矿压滤一个循环周期约 需 4 5mJ ． n左 右， 每 工班循环 8 ～9次。 三 、试 验 和 应 用 一 压滤泥矿的小型试验 试验 日期 1 9 8 1 年 9月。 试料取 白 5 0 m 曝晒池， 其 粒度组 成见表 4 。 袁 d小型试 验混矿 粒度 组成 8 7 6 0 8 4 3 7 1 8 I 5 5 一一 一 含量 ％I 8 8 l - l - 试验 目的是探 索用板框压 滤机对泥矿进 行 压滤的可行性。试验设备是 B - S ／ 3 7 0板框压 滤机， 压滤面积 2 ， 工作压力 2． 5 k g ／ c m。 总 容 积 2 ． 5 ／ 5 。加压泵为 BW- 2 5 0 ／ 5 0泥浆泵。试 验设 备联系见 图 2 。 图 2 小 型扳 框压 滤试 验设备 联系 I 2 袄榧压滤机扣一 压缩空气管5 一放砂营 结矿管 呢浆泵g 进矿管 矿浆 回赢管8 一压缩生气9 结矿桶埘 言 东首 ． 4O 通 过小 型试验得出①用板 框压 滤机 处理 梅 山选 厂 泥 矿 是 可 行 的 滤 饼 水 份 可 降 到 1 0 笳； ② 给矿 压力 以 5 ～6 k g ／ c m 为宜 ， 滤布 以 单层综丝效果较好}③ 滤饼糙性较大，不 易论 散， 即使添加瓦斯灰 仍无明显 改善 。 二 压滤 泥矿的半工 业试 验 试 验 日期 l 9 8 6年 6月。试 料为浮 选 铁 精 矿 的两 段水力旋 流器溢流， 粒度 6 9 ． 6 为一 8 一 部分平均粒径 6 ， 比表面积 6 8 7 4 0 ] 2 2 。 ／ g 。 试验设备 B Aff Z3 0 ／ 1 0 0 0 6 0板 框压滤机，过滤 面积 3 0 m’ 允许 给矿 压力 6k g ／ c ma ，挤压压力 4k g ／ o m ， 循 环时 间 ／ 0 8 0 mL a， 循 环产量 1 ． 2 t ，滤饼厚度 2 2 I D 2 X 1 。 加压泵 为 BW2 5 0 ／ 5 0泥 浆泵。 试验 目的是探 索分级 过滤的可行 性，并为 用板 框压 滤机处理 泥矿 提供设 计依据。试 验流 程见 图 3 。 浮选 铣枯矿 图 3分级 过滤 半工业 试验 流程 由半 工业试验可见① 浮选铁精矿经两露 水力旋 流器脱 掉 8筠 泥矿后，真空过滤机效率 大大提 高， 利用系数最高 达 1 2 8 ／ m - h ，滤饼 水份为 8 ． 0 ，且较松散； ②泥矿经板框压滤机 压滤后 滤饼水份为 1 8 ％ 性粘且不易松散， 压 滤机的利用系数 2 7 k g ／ m h ；③压滤时添加泥 矿量的 1 5 2 0 的 瓦斯 获， 可改善压滤饼 的松 散性。 金属矿山 u 1 9 8 9 工 维普资讯 悍选 饿 矿 仕{ 膏矿 图 4 分级过滤设计流程 盘属矿山 I 1 1 0 ∞ 毒 l 2 苑 靛精矿 图 5分级过 滤调试 流程 41 ’ 维普资讯 三 分级过滤的设计 与调试 依据半工业试验流程，经鞍 山黑色 冶金矿 山设计院设计， 于 1 9 8 7年7月建成板框压滤车 间， 设 计流程见图 4 。 1 9 8 7年 1 O月和 1 9 8 8年 6月 进 行 了 调 试 和 流程查 定。 第 2次流程查 定结果见 圉 5 。 调试 结果表明①分级与浓缩没有达到预 期效果。 5 o o mm水力旋流 器 与 2 0 m 浓密 机溢流量过大，进入压滤机 的产率达 1 7 ． O 6 ％， 超过 设计 1倍 以上 ，而且粒度偏粗 ，一8 仅 占 3 9 ． 2 l 簿； 沉砂 浓度偏小， 给入 内滤机 的综台浓 度 只有 6 4 ，因此内滤机 利用 系数提 高 不 大； ②泥矿掺台困难。板压滤饼落地后，无法及时 而均匀的掺入内滤精矿，用抓斗掺台造成用户 难 “翻车、 配合。 ③原设计 中 2条破碎返矿皮带 及 掺入瓦斯 灰系 统均不实 用；④xMz 3 0 o ／ 1 2 0 0 自动板框压滤 机， 虽然只用一段脏泵加压， 仍能 得到水份为 1 2 ． 5 6 ％ 的滤饼 。 2台板 框压滤机 能 力不 足， 经 常有 1台处于检修状 态。 四 分级过滤的攻关与生产 分 级过滤系统投产后， 虽经两次调试但仍 不 能转入正常生产， 至 1 g 8 8年 6月 板压滤饼 矿 仓暴满，用抓斗掺入内滤饼后，由于掺台不均， 粘性 较大 ， 影 响运 输，翻车与配 料， 造成烧结厂 两 次断 料， 选 厂两 次被 迫停 产。为此， 对设计流 程进行 改造和攻关， 主要技 术措施 有； ①提高 内 滤机给矿浓度。增大 5 o o mm水力旋流 器 给 矿压力， 沉砂咀由 9 0 mm减至 7 0 I D 2 ]a ； 2 O m浓密机底流经 2 号 5 0 m 浓密机浓缩 后 再 进入内滤机。这样既提高了水力旋流器分级效 率 ， 又确保 了内滤机给矿浓度 ％ 以上；② 降 低压 滤机 的给矿量 与粒度。 2 0 m 浓密机采用 浓度 自动控制装置确保溢流浓度，达到控制脱 泥率和泥矿粒度，而底流浓度通过 2 号 5 0 m 浓密机把关；③板压滤饼均匀 而 连 续 掺入 内 滤饼。为此拆除了原设计的两条皮带，瓦斯灰 添加装置等， 改建成螺旋搅拌机和 4号皮带， 直 接连 续混入 内滤机进入生产流程，保证生产 的 连续、 稳 定运行。④提高压滤机 的处理能力． 为 此 又安装 2台 XMZ 3 0 0 ／ I 0 0板框压滤机， 总 计 4台，满 足 3个系列生产需要。 经过 6个 月 的改 造， 于 1 9 8 9年元月 投入使用 图 6为分级 过滤生产设 备联系， 图 7为分 级 过 滤 生 产 流 程 。 表 5为 1 9 8 9年 1 2月三个系 列 连 续 开 车 工业生产 的产量和滤饼水份指标。 俘糟 2 娃精 矿 岳 图 0分级 过滤 生产 设 备联系 一 泵池 2 审 承力旋谎器 分矿箱 一 4 0 m0 内滤 式圆筒 过德 机 、 “ 、 、 一皮带 输 进机 ～ s o m 旅密 机7 、 5 o re 浓 密柳 回水池如一搅拌槽 5 o re曝旺池 I 8 --3 o o m 自动压撼机、 4台1 3 --螺旋搅拌机 四、板框压滤机在流程中的作用 1 增加经济效益。 1 9 8 0年 一季度压 滤饼 泥矿 产量 2 8 8 4 3万吨， 内滤饼产 量 2 5 5 1 0 8万 吨， 泥矿 占精矿总产量的 1 0 ． 1 6 为， 泥矿 自溶性 好， 碱度 1 ． 0 3 ， 烧损 1 5 ． 5 9 ， 舀 ，T Fe 4 7． 7 2 ％，折 算 成 烧 结 矿 T F 5 4． 5 3％；进 口朝 鲜 矿 TF e 6 O． ∞ 簿 折算成烧结矿 T 5 o． 6 8 ％。 从质量 盘属矿山 Ⅱ 1 9 8 9 维普资讯 戡精矿 图 7分 级过滤 生产流 程 来看， 泥矿折算烧结 矿铁 品位优越 于朝鲜矿。 在 板框压滤机未接入流程 以前， 泥 矿大部分 流失， 接 入流程后得到回收。在入选原矿品位和精矿 品位相似条件下，铁精矿产率提高 3． 2 O 一 4． 1 9 ， 刍 ，回收率提高 3 ． 4 l 一 4 ． 3 8 簿。表 5列举 了板 框压 滤机接入 流程前后 的指 标。 表 5 板游机接人流程前后指标对比 ％ 项 目 1 9 8 8 年 1季度 理论 4 4 ． 0 5 5 3 5 6 5 ． 2 1 7 7 ． 5 0 勇 4 ．4 ．0 5 5 2 ． 3 5 6 3 6 0 5 ． 5 3 实际 1 9 8 9年 1季度 理论 4 4 8 6 5 2 9 4 6 9． 4 0 8 1 8 8 累积 实 际 4 4 8 6 5 2 ．9 66． 8 9 7 8． 0 4 理 论 o ． 8 l o ． 5 9 4 ． I 9 4． 3 8 提高幅度 妾 际 0 ． 8 1 o ． 5 9 3 - 2 0 3 ． 4 1 盒属矿山 1 1 L g 按 1 9 8 9年计划处 理 1 7 0万 吨原矿量计算， 每年可多 回收精 矿粉 5 ． 4 4万 吨。 2 ．提高了内滤机效率。 由于浮选铁精矿存 在 1 0 筠 左右泥矿，致使矿 粉粘性很大，真空式 内滤机过滤效 率很低，1 9 8 8年利用系数平均为 0． 1 9 4七 ， m。 h ，1 8台 4 O Ⅱ L | 内滤机只能 满 足 2 个 系列年处理 1 5 0万吨原矿 生产 需要 ，冬季浓 密机还要跑泥。板框压滤机接入流程后，实现 了分级过滤， 泥 矿给入板框过滤机， 其余部份 给 入内滤机。 一季 度累 计 内 滤 机 利 用系 数 为 0 ． 2 1 8 m 在现场调试期间， 达 0 ． 3 一O ． 3 5 t ／ m h ， 利用系数提高 3 O 筠 左 右，这样在不增 加 内滤机情况下， 可满足 3个系列年处理 2 0 0 万吨愿矿生产 需要。 3．减少环境污染。板框压滤机接 入 脱 水 流程之前，由于泥矿与粗粒铁精矿难以用内滤 维普资讯 机 同步回收，致使 细粒泥 矿在脱水 流程 中不 断 积 聚 最后 由 5 0 m 浓密机溢流 中溢 出，一 部 分进入曝 硒池沉淀， 一部分 随 溢流进 入秦淮河， 虽然几经清理 1 9 8 8年底测量，秦淮河内仍有 4． 2万米。 。加之堆积在选厂路 边有 1 5万吨， 弃 之可惜堆之无处， 对周围环境造成严重污染。 投 入流程之后， 板 框压 滤机处理 细粒 泥矿， 实践证 咀脱泥率 1 0 ％ 的情况下， 保持 了细粒部分在整 个流程中的平衡。 减少了 5 o m 浓密机跑泥 改善 了对环境 的污染。 4 ．精矿水份下降， 满足了用户需要。扳框 压滤机接入流程以后使铁精矿水份．粘性均有 改 善。 1 9 8 9年一季度累积生产铁精矿 水 份 由 1 9 8 8年同期 的 1 0 ． 1 0 茄 降至 1 O ． 凹 ，输 出精 矿水份 由 8． 8 3 笳 降至 8 ． 7 7 为。 粘性 也有所降 低 保证了铁精矿的运输， 翻车、 配料的厩利进 行 。 五、结 语 1．板 框压滤机对 平垮 壮 径 的 梅 山微 细粒铁精矿进 行压滤是有效 的 不 加任 何助滤 荆即可获得 l 2． 5 笳 水份 的压滤饼 其利 用系数 达 2 ．5k g ／ m h 。 ’ 2．分 级过滤流程 对 于粒度粗细不均并且 难以脱水 的物 料来说， 比混合过滤流程优越。 3．板框压滤 【 是 较成 熟的设备 将其成功 地 引进 黑色金属选矿厂 尚属首次 它必 将对 细， 泥， 粘物料脱水作业的研究在技术上推进一步． 参考文献 [ 1] 林束成． 扳程压德机小型试验， 1 9 8 1 [ 2] 梅山分级过滤试验纪，梅山选厂铣精矿劳级过滤试验 投告 ， 1 9 8 5 [ 3 ] 梅由选厂试 验室t 第 l 、目 、3次汽程考矗报告，1 9 8 7 ∞ ∞ 中国金属学会第二届露天采矿学 术讨论会 中国金属学会 露天采矿学术委员会 第二届 跖天采 矿学 术讨 论会 于 1 9 8 9年 7月 2 6 日至 2 8 日在太 箭峨 口铁矿召开。参 加这 次会议 的有 来 自冶金、 有色， 化工等系统的高等 院校 、 科研， 设计院所和矿 山企业等 3 2个单位，5 4名代表。 会 议交流学术论文 2 3篇 有 l O名代 表在 大会作 了大会发言。交流的论文 有矿 山生产建 设 的总结， 有理论探讨 ， 有学科发展论述 也有 矿 山技术政策性的建议 等 基本止 反映了 目前 我 国冶金露天矿 山的现状、经验成果及夸后发 展动向 对矿 山的生产建 设和科学 研究有一定 指导意义。 会议期间 代表们集 中讨论了露天 矿 山发 展的重大 技术政 策问题。 与会 代表认 为， 尽管 3 0多年来我国铁矿石产量有很大 的增 长 ，矿 山的技术装 备水 平有很大提高， 但仍不能适 应钢铁工业发展 的需要； 同时我 国露天铁矿在 生产规模、技术装 备水 平、 开采 强度 ， 生产成本 等各方面 同国外相比差距较大 应B【 起我们重 视 必须采取有效对 策迎头赶上。 会议对学会今后活动 的方 向与重 点进行了 讨论， 建议开展以下几方面 1 要多元化综台 研究生产过程 的优化； 2 、 研究推广陡帮开采 、 新水平准备等方面新技术{ 3 研究推 广 间 断 连续化运输工艺 与技术； 4 探讨排 土场 重 复捣排可行性及废石堆置程序 和工 作 参 数 优 化； 5 计算机在采矿工程 中的应用 6 ； 有关矿 山一些重大技术经 济政策 问题 探讨 。 李宝钓 金属 矿 山 1 I I 9 8 9 r L 维普资讯