国外脱水设备的研究与进展.pdf

苎 9 9 7 2 7 3耋 过 滤 与 分 离 年 第 期 f 卜 ≥ 、 国 Re s e a 马 鞍 山 矿 山 研 究 院 南昌过滤机械研 究所 摘要 本文 系统 阐述 j国外脱 水设 备的现 状 和最新研究方 向． 以引起国内选矿I作者 的 重 视 和 借 鉴 Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r ． t h e c u r r e n t s i t u a t i o n a n d l a t e l y s t u d y p o i n s t o f d e wa t e r i n g e q u i p me n t a r e s y s t e mt i c e x p o u n d e d -Th e r e a s e a r c h e r s i n mi n e r a l s e p a r a t i o n a t h o me s h o u l d p a y a t t e n t i o n t o t h e m a n d a l s o c a n d r a w t h e e x p e r e n c e f r o m t h e m． 关键词 脱 水设备现状研究方向 Ke y wo r d s De wa t e i n g Eq u i p me n t Cu r r e n t S i t u a t i m La t e l y S t u d y P o i n t s ． 毛星蕴姜立新 梁金龙、／ 一 V 一 、引言 随着人们对矿场资源数量和质量的要 求 日益提高， 加上资源的逐 日贫化 、 选别作 业不得不进 一步把矿场磨细， 这就给后续 的脱水作业带来 了很大的 困难． 在这些地 方， 脱水成了影响总体经济效益 ， 降低环境 污染的一个重要因素． 因此 ， 研究高技的脱 水设备 ， 以降低拣 饼水份 ， 节能高产、 降低 污染、 已成为国外选矿行业主要的奋斗 目 标之一。 就总体水平而言， 国 内生产的脱水设 备在性能、 规格上与国外均有较大差距。 因 此 ． 充分了解 国外脱水设备的最新发展动 态， 对提高我国脱水设备的水平将具有十 分重要的意义。 表 1 盘式真空过滤机主要厂采 生产厂家 过滤面积 米 园盘直径 米 用途 美国艾姆科公司 2 4 0 8 1 ． 2 2 ～3 ． 8 1 铁、 铜、 铅和锌精 E I MC O 共 8 O多种规格 矿 、 浮选楠煤 美国丹佛公司 2 ～2 8 0 冶金、 化工、 煤炭 D E NVE R 5 0多种规格 1 ． 2 ～4 遣纸 、水处理 西德洪堡维达克公司 2 ～1 4 4 1 ．8 ～3 ． 1 浮选精煤 、 煤泥 KHD B 0KEL A 1 O余种规格 瑞典萨拉国际公司 8 ～1 2 O 1 ．8 6 ～2 ． 7 4 5 细粒级物料 S a l a 1 O余种规格 日本三机工业 8 ～3 0 0 株式会社 5 0多种规格 1 ． 8 ～3 ． 8 冶金 、 水泥、 煤炭 原苏联进步I Y型 9 ～1 0 0 7种规格 1 ． 8 ～2 ． 5 铁精矿 机械厂 I L L L型 6 8 ． 1 o o 两种 2 ． 5 难滤矿物 夕 维普资讯 ’ 4 过滤与分离1 9 9 7 年第 2期 二 、 国外过滤设备发展概况 近年来 ． 国外过滤设备发展较快 ， 主要 表现在 ； 盘式真空过滤机的改进枢大型化， 低能耗的陶瓷过滤机的研究和应用， 全 自 动板框式压滤机的改进和智能化， 连续加 压的盘式压滤机的开发和应 用， 这些都取 得了可喜的成绩 而且 ， 在助滤剂的开发应 铁精用， 过滤介 质的研究和 新介 质的应 用 上都有较大进 展， 可 以说通过对过滤设备 的开发和改进， 目前的脱水难题是可 解 决的 现对国外过滤设备的主要发展方 向 分述如下 1 ．盘式真空过滤机 由于盘式真空过滤机 占地 面积小 ， 处 理 能力大 ． 造价低 ， 易于大型化等 优点 ， 而 且技术成熟， 工作可靠 ， 操作方便 ． 在国外 ． 已完全取代了筒式过滤机， 成为应用最广 泛的过滤设备。国外生产盘式真空过滤机 的主要厂家见表 1 其中艾姆科公司是最具有代表性的厂 家 ， 该产品在不同的脱水作业 中所取得 的 效果见表 2 。 表 2 艾姆科盘式真空过滤枫生产技术指标 处理能力 矿石类型 给矿 含固量 粒度 网目 滤饼水份 k g ／ r n h 碳酸钙 4 5 ～5 O 一3 2 5目 1 O 0 7 0 7 ． 9 1 8 水泥 6 2 ～ 6 7 3 2 5目 7 O 8 7 ． 9 l 2 2 2 5 铜精矿 5 O 一3 2 5目 9 6 4 8 8 ． 3 1 3 萤 石 6 O ～ 6 5 3 2 5目 7 O 2 l 9 ． 7 9 1 l 赤铁矿 7 0 3 2 5目 7 2 6 1 0 9 7 6 ． 5 9 一 l 1 磁铁 矿 5 O ～ 6 0 3 2 5目 9 1 7 6 1 ． 7 9 7 6 ． 5 9 ． 5 一 l 1 ． 5 铁燧岩 5 O ～5 5 3 2 5目 g 8 8 0 5 ． 6 9 7 6 ． 5 l O 铜精矿 7 0 ～7 6 3 2 5目 7 O 3 6 6 ． 2 1 2 ． 5 锌 5 5 ～ 6 3 2 0 0目 8 8 l 4 6 ． 5 1 7 0 ． 9 9 ． 5 一l 0 石 墨 3 3 2 0 0目 2 3 1 7 0 ． 9 2 7 艾姆科型过滤机的主要特点是 1 液位传感器 自动控制矿浆液位高 低， 可根据矿浆流量、 密度控制过滤机转 速 。 2 连续低压反吹或瞬时高压反吹卸 饼 ， 也可用浮动刮刀御料。 3 搅拌器可使固体颗粒均匀悬浮． 矿 浆 比重可达 5 g ／ c r f t 。 目前我国铁矿 已引进 1 2 0米 艾姆科 过滤机 1 5台， 分别安装在鞍钢调军 台选厂 和太钢尖山铁铁矿 盘式真空过滤机的发展方向是 1 设备的大型化 ， 单机过滤面积 已达 5 0 0 m 左右 。 2 增 加每个滤盘 的滤 片数量 由 1 2 片增加到 2 4片， 甚 至 3 0片 ． 以降低滤 片 尖 角， 同时提高浸没深度 与主轴中心平 ， 从而改善脱水效果。 3 增设蒸汽干燥技术以获得最佳 脱 水效果 。 4 采用新技术 ， 提高御料率 。 维普资讯 过滤与分离1 9 9 7年第 2期 2 ． 陶瓷介质的真空盘式过滤机 用陶瓷材料作为过滤介质是近几年来 在真空过滤机上取得 的重大突破， 芬兰瓦 尔梅特造纸机械公司在这方面取得了很大 的成功 。该种机器用亲水陶瓷 氧化铝 作 滤 片取代了传统的滤片和滤布 ， 由于 其微 孔很小 8 0 ． 在 水和亲水的微孔陶瓷材料之间产生表面张 力， 在负压下 ， 微孔中的水不会排空， 使气 体不会逸出， 在过滤过程中， 水不断从微孔 中排 出 但不排空 ， 而气体却基本上 不排 出． 这样使陶瓷 园盘 内几乎形成了真空状 态 ． 由于这种过滤机保持了极高的真空度， 故使过滤效果大 为改善 ， 叉因消耗气体极 少 ． 因此 所需真空泵容量很小 如一 台 4 5 米 的过程滤机只需配一台 2 ． 2 k w 的真空 泵即可 ， 节能效果十分 明显， 目前存在的问 题是 ； 陶瓷滤 片的价格较贵 ， 强度有待 提 高 ． 清洗也较 难， 但这 些 问题 已在努 力解 决 。 可以看出． 这是一种撅有发展前景的设 备 。瓦尔梅特公 司的陶瓷过滤机的主要技 术参数见表 3 ， 作业指标见表 4 表 3 陶瓷真空过滤机的主要技术参数 ＼ 过滤面积 外形尺寸 装机功率 槽本容积 ＼ ＼项 目 机重 t 型号＼＼ m 长 宽 高 米 k w m C C一 5 5 2 ． 9 2 ． 2 5 2 ． 7 9 0 ． 9 1 ． 9 5 C C一 1 5 1 5 4 ． O 5 3 ． 3 2 ． 7 1 4 、 3 ． 1 7 ． 1 C C一3 O 3 0 5 ． 6 3 ． 32 ． 7 2 O ． 9 5 ． 2 9 ． 8 CC 一 45 45 7 ． 0 4 3 ． 3 2 ． 75 29 7 ． 45 1 3 ． 6 表 4 陶瓷真空过滤机的生产指标 ＼ 铲 精矿 、 ＼遑称 黄铁 矿 磷 镁矿 菱镁 矿 滑石 铜精 矿 指标 ＼ 广乐 滤饼水分 6 ． 2 8 1 O 1 7 8 9 9 ． 0 产率 k g ／ m ． h 5 0 O 1 0 0 0 8 0 0 l 5 0 7 O O l 0 0 0 4 0 0 平均粒 邶n 3 5 6 5 6 0 3 0 2 O 1 O 我 国广东凡 口铜锌矿 已引进一 台 4 5 米 的陶瓷过滤机 ， 使用效果很好 ， 可使过 滤系数提高 1 倍以上， 滤饼水份降低 2 ． 5 个百分点， 每年节电 1 0 0多万元 ， 并节省运 费 3 5 0万元 ， 同时还减轻了操作 人员的工 作强度 。 第一台陶瓷过滤机于 1 9 8 5 年安装在 芬兰的一家化工厂用来过滤废铜液 中的碳 酸铜 ， 到现在 ， 已有 3 0多台各种规格的过 滤 机在澳 大利 亚 、 美 国 、 智 利 、 芬 兰 、 瑞 典等 许多国家使用， 主要用来过滤铜精矿和黄 铁矿等 。 陶瓷过滤机发展的主要方向是开发加 压 陶 瓷 过滤机。1 9 9 2年初 ， 在 爱 尔兰 的 Ta r a矿 山用 l m。 的试验 型加压过滤机进 行了半工业试验 ， 处理 一7 4 m 占 9 6 ， 一 2 4 g m 占 6 2 ， 一7 m 占 2 l 的铜 精矿 ， 使 用孔隙率占 7 1 的陶瓷滤板 ． 矿浆浓 度 为 6 8 时， 处理量大于 1 0 0 0 k g ／ m h ， 滤 饼水份 5 ， 如果降低处理量 ， 滤饼水分可 维普资讯 ‘ 6 过滤与分离1 9 9 7 年第 2期 降到 3 ％． 因为完全没有空气流过滤板 ． 当 压力为 2 ． 5 b a r 时 ． 每平方米过滤面积消耗 的空气量仅 1 5 Nm ／ h． 第一台工业机 型的 加压陶瓷过滤机仍装在爱尔兰的 T a r a矿， 正进行工业试验 。 3 ．水平带式真空过滤机 水平带式真空过滤机投资小， 能耗低 、 处理能力大 ． 适于处理各种粒级物料． 其应 用范围不断扩大 ． 目前 已形成了门类齐全 ． 规格众多的产品。其主要生产厂家见表 5 表 5 国外水平带式真空过滤机主要生产厂家 生产厂家 过滤面积 m 用途 西甚K F I D洪堡维选克公 司 6 ． 2 ～9 7 ． 4 4 4种规格 矿石、 煤 、 化学工业 西德威塞尔休特公司 0 ． 5 1 8 5 2 0多种规格 矿业 、 化工 日本月岛机械株式会社 1 ． 4 ～4 2 2 O多种规格 矿业 、 化工 美国艾姆科工艺设备公司 0 ． 9 5 ～1 0 0 4 O种规格 矿业 细泥、 纤维状物料 美 国多尔一奥利茨公司 5 一l 2 O 4 0多种规格 精矿、 尾矿 、 化工、 和食品工业 法国菲利普公司 0 ． 2 5 ～1 2 0 4 0余种规格 矿业 、 化工 、 食品工业 水平带式真空过滤机的生产指标见表 6 表 6 国外水平带式真空过滤机生产指标 指标 铅精矿 锌精矿 盆红石 有用软泥 铁砂石 超细粉煤 产率 k g ／ m h 5 0 0 ～8 5 0 1 2 5 0 2 8 0 0 9 0 0 5 2 0 0 5 7 0 滤饼水分 8 ． 7 ～9 9 ． 0 ～9 ． 2 l 4 2 1 7 目前 这种过l德机仍处在继续发展中． 发展的主要趋势是 1 设备 的大 型化， 目前带 宽 已达 6 米， 过滤面积达 1 8 5米 。 2 增加真空密封带 ， 真空压力带 ， 或 机械振动． 加热等辅助措施以进一步降低 水分 。 3 实现机 电一体化 ． 微机控制 自动化 作业。 4 ．板框压 滤机 板框压滤机 经过多年 的发 展和改进 ， 已成另一种 比较完善的设备 ． 这 种设备的 最大优点是对物料的适应性好 ， 可以用于 难过滤或较难 过滤的物料 ， 可广泛地 用于 染料、 颜料、 无机 化工 、 生物化工 、 制 药、 食 品、 湿法冶金和废水处理等行业 。 板框压滤机有立式、 卧式两种型式 ． 卧 式便于操作和检修 ． 井可大 型化． 而立式占 地面积小 ， 但难以大型化 板框压滤机的主 要缺点是不能连续作业． 而且滤饼过于微 密 。国外板框压滤机的主要厂家见表 7 板框压滤机 的主要发展方 向是 1 自动化和智能化 ； 如 自动检查滤布 破损、 自动调整过滤周期 。 2 减轻设备重量 ． 提高过滤面 积。 3 提高过滤压力以降低水分 维普资讯 过滤与分离1 9 9 7年第 2 期 表 7 国外板框压滤机主要生产厂家 过滤面积 最大压力 滤室容积 重量 型号 形式 用途 m0 Mp a m t 芬兰L A R O X P F 立式 2 ． 5 5 3 1 ． 5 1 ． 6 0 ． 1 1 1 ． 3 日 0 ． 7 一l 9 ． 0 垒 属 、 非 盒 厦 、 证 I 芬兰L A R O X C F 卧式 3 7 ． 5 2 0 0 1 ． 6 1 ． 1 5 6 ． 1 2 3 9 9 3 选 矿 、 选 煤 、 污 术 、 求 冕 日本久保 P KM 卧式 3 1 1 1 O 0 1 ． 5 0 ． 3 7 一l 1 ． 3 3 0 2 8 0 I 奢 、 污 冕 、 工 业 废 术 美国 L a s t a 卧式 1 9 2 2 8 2 1 ． 5 1 2 3 一I 3 5 铜精矿 5 ． 盘式压跨机 盘式压滤机是将盘式真空机罩于一个 加压容器内． 并配备一套独特的排矿装置 和其他辅助系统而构成的， 在过滤介 质两 侧加以 0 ． 3 ～0 ． 6 Mp a的压缩空气 ． 由于过 滤动力的成倍增加， 使过滤效果明显改善． 滤饼水分显著降低 ， 产率成倍提高 。自从 1 9 8 5年这种高教过 滤设备问世以来， 它 们 在不同的脱水作业中都取得了令 人瞩 目的 成绩 。目前生产盘式压滤机的厂家主要有 德国的洪堡公司和奥地科安德力茨公司． 详 见表 8 盘式 压滤机的缺点是结构 比较复杂 ． 设备投资大， 但对细粒级物粒而言 ， 使用盘 式压滤机 比真空过滤机更经济些 ． 如 ； 第一 台西德洪堡维达克公司生产的 9 6 m。 工业 样机在埃米尔 梅里奇选煤厂 1 5 0 0 0小时 的工业试验表 明 盘式压滤机与真空过滤 机相比， 在投资生产经营费基本一样时 滤 饼水份 由 2 l 降到 1 6 ． 5 ， 产量可提高 1 倍以上 ， 因此， 与真空过滤机相 比， 在达到 相 同的滤饼含水量的条件下， 能耗 ， 投资和 经营费均低 表 8 国外盘式压滤机主要生产厂家 ＼ 过滤面积 园 盘 相 压 罐 直 径 蛙 理 矿 亲 麓 力 ＼ 项 目 型 号＼ m 0 直 径 m m 个 数 直 径 m 长 度 m m ／ h ● 1 西 KHD一 6 0 6 0 3 0 0 0 6 4 8 0 0 6 1 O 0 1 5 O 禧 洪 避 KHD一 9 6 9 6 3 0 0 0 8 4 8 0 0 7 5 0 0 1 7 0 维 选 KHD l O 0 1 2 O 3 0 0 0 1 0 4 8 0 0 8 4 0 0 2 0 0 克 公 司 KHD一 1 4 4 l 4 4 3 0 0 0 1 2 4 8 0 0 9 3 0 0 2 3 0 安 HB F-- 4 8 ／ 4 4 8 2 8 0 0 4 4 2 0 0 5 6 0 0 l 0 O 德 HB F -- 7 2 ／ 6 f 2 2 8 0 O 6 4 2 0 0 6 6 0 0 l 2 7 力 茨 HB F-- 9 6 ／ 8 9 6 2 8 0 0 8 4 2 0 0 7 6 0 0 1 8 7 公 司 HBF S 1 2 0 ／ 1 0 l 2 O 2 8 0 O 1 O 4 2 0 0 8 6 0 0 l 8 5 维普资讯 8 过滤与分离1 9 9 7年第 2期 盘 式压滤机现 已得到 了广泛地应用 ， 西德洪堡 维达克公司 已生产出总面积达 2 5 0 0 多平方米投 入工业生产 ． 产品远销波 兰、 澳大利亚 ． 英 国等国家 ， 在西德、 凡商品 煤水份超限的均 已采用盘式压滤机 。奥地 利安德力茨公司也生 产出 2 O多 台投 入生 产． 产品远销美 国、 加拿大、 捷克 、 智利、 波 兰等国家 。 盘式 压滤机在处理细粒级 物料 中， 有 真空过滤机不能企及的过滤效 果， 典型的 生产指标对比见表 9 袭 9 国外盘式压滤机与真空过滤机生产指标比较 过滤系数 k g ／ m h 滤饼水分 处理对象 提高 倍 降低 盘式压滤机 真空过滤机 盘式压滤机 真空过滤机 精煤 8 0 0 2 7 5 1 ． 9 l 6 2 2 6 尾煤 4 0 0 2 O 0 l 2 1 ,3 0 9 铅 精矿 1 5 0 0 3 8 O 2 ． 9 5 l l 6 锌精矿 1 2 0 0 3 3 O 2 ， 6 8 1 3 ． 6 量6 铜 精矿 8 0 0 2 0 0 0 3 8 1 5 7 _ 锡矿 l 2 0 0 2 9 0 3 ． 1 8 1 7 9 水泥 2 9 5 9 5 2 ． 1 1 3 、 2 l 9 ． 5 6 ． 3 石英 1 4 0 0 3 5 O 3 1 , 4 ． 5 1 7 ． 5 3 盘式压滤机 的主要发展方向是 1 增设独立的蒸汽罩 ， 发展成蒸汽加 压脱 水和 压缩空气加压过滤的联 合工艺 。 从而使滤饼水份降到 3 4 ， 并将这种蒸 汽加压 过滤机发 展成为集过 滤、 消毒、 萃 取、 洗涤于一体的多功能脱水设备。 2 用 J _ 6 Mp a超 高压水清洗滤 布。 从 而提高产率 3 O 以上， 并可进一步降低滤 饼水份 。 3 开发加压陶瓷过滤机， 降低能耗和 滤饼水份 。 4 加强搅拌 ， 确保均匀， 快速地脱水 成饼 。 三 、 结语 脱水作业是选矿 厂最后 一道工序 ， 国 内金属矿山普遍沿 用老式的筒形真空过滤 机． 这种设备笨重 ， 效率低 ， 能耗高 ， 在一般 粒度较粗的场 尚可使用， 但随着矿 场成分 越来越杂 ， 分选粒度要求更高 ， 这种设备 已 难 以获得满意的脱 水效果 。 而 国外 金属矿 已用盘式真空过滤机取 代了筒式真空过滤 机 ． 国内生产的盘式真空过滤 机， 规格少 ， 品种不全， 而且主要 用于煤矿和有 色金属 矿 。 因此 ， 我们应在借鉴 国外先进技术的基 础上． 研制和开发出国内金属矿用的重型 盘式真空过滤机。 陶瓷过滤机过滤系数高， 滤饼水份低， 能耗极低， 而且生产费用低 ， 在秘国这样一 个能源短缺的国家， 这显然是一种撅有发 展前途的设备 。 水平带式 真空过 滤机 处理能力大 ， 能 耗低而 且适应范 围广， 便于加设辅助措 施 以进一步降低水份 。 这 已引起 了国 内选矿 界的高度重视 ， 中国核工业总公司七二0 维普资讯 过滤与分离1 9 9 7 年第 2 期 ‘ 厂已成功研制 出具有国际先进水平的 D I 型 过 滤 面 积 0 ． 9 ～ 3 5 m 的 系 列带 式 过 滤 机产品． 并得到了广泛地应用。 国内板框压滤机已达到 8 O年 代国际 水平 ， 但在 自动化和智艟化， 操作上仍有很 大差距。 盘式 压滤机 虽在国内已经起步， 如马 鞍 山矿山研究院开发出的 Y GP系列盘式 压滤机和 唐 山煤研分 院开发 的 GP J 6 0 ． 3 型盘式压滤机． 但结构均比较复杂， 费用 比 较高 ， 而且规格 小， 与 国外有很大差距． 由 于脱 水作业 处理 的粒 级有越来越细 的趋 势， 因此， 盘式压滤机 的发展前景看 好． 应 加快 国内盘式压滤机的开发和改进提高。 主要参考文献 1 ．孙 时 元等． 国外 选 矿设 备手 册 下册 冶全I业部马鞍 山矿山研究院技术 情报 研 究 室 ． 1 9 9 0 。 2 ．张德友． 国外水平 带式真空过滤机 的析进展 过滤与分冉 1 9 9 3 ， 创刊号 3 ．张建伟煽译， 水平 带式真空过滤机 在 矿 山 和 化 I 中 的 应 用 过 滤 与 分 离 1 9 9 3 No． 2。 4 ．毛 细 作 用 的 过 滤 机 ， 选 矿 机 械 1 9 9 4 ．No． 2。 5 ．杨 小 州 译 ， 毛 细 作 用过 滤 技 术 选 矿 机械 1 9 9 4 ． N o ． 2 。 6 ． B ． E k b e r g和 JHa a r t t 芬兰 毛 细过滤一 自然力在加II 业中时应 用 国 外金属选矿 1 9 9 4 ． No ． 1 2 7 ． B H Ha n e HH 苏 新 型 1 0 0 8 O I YO 1型盘式真空过滤机 选矿机 械 1 9 9 2 ． N O． 2 8 ．秉 田澈也 等 。 自动 压滤 机 的 当代技 术发展趋势， 第二届中 日台作过滤与分 离 国际学术讨论会 1 9 9 4 ． 1 0 ． 中国． 苏州。 9 ．马 学仁 。 卢 岗志， L a r o x压 滤 机试 验和应用情况 ， 有色矿山 1 9 8 9 ． No ． 1 1 。 1 0 ． St e a m P r s s u r e Fi l t r a t i o n a d v u n 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