带式真空过滤机的研制与应用.pdf

2 0 0 1年 9月 第 3 0卷第 5期 有色矿山 No n e r r 0 L M i n e s se D ， 200I Vo 【30 No 5 带式 真 空过滤 机 的研 制 与应 用 丁 启 圣 北 京 有色 冶 金 设计 研 究 总院 ，北 京 1 0 0 0 3 8 [ 关麓词 ]青体充填 ；设备 ；过滤机 [ 摘要 ]靠绍了膏体充填新技术工业化生产中所 用 DU3 0 ／ l S 0 0型带式真 空过滤机 的研制 、 创新 和应 用 ， 表 明该 机 是一 种 大 型 、 新 颖 、 高 技 、 节 能 的新 型过 滤 设备 ， 应 用前景 十 分 广 阔 。 [ 中圉 分类 号 】T D4 6 2 2[ 文 献 标识 码 1 A[ 文 章编 号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 5 0 0 4 1 0 3 De v e l o pm e nt a nd a ppl i c a t i o n o f be l t v a c uu m f i l t e r DI NG Qi s h e n g B e r i n g C e mr a l En g i n e e r i n g ＆ Re s e a r c h I n s t i t u t e f o r iN [ o n 一 F F O S Me t a l l u r g i c a l I n d u s t r i e s B e i j i n g 1 0 0 0 3 8 ，C h i n a Ke y wo r d s p a s t e f i l l i n g；e q u i p me n t ；f i l t e r Ab s t r a c t Th i s p a p e r i nt r o d u c e d t h e d e v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n o f DU 3 0 ／1 8 o o b e l t v a c u u m 埘 t e r i n p a s t e f i l l i n g wh i c h i n d i c a t e d t h a t t h e f i l t e r i s l a r g e ，n e w，h i g h - c a p a c i t y a n d e n e r g y c o n s e r v a t i o n ，a n d h a s wi d e a p p l i c a t i o n p r o s p e c t 1前言 由金 川有 色金属公 司和北 京有色估金 设 计研 究总 院共 同 开发 的全 尾 砂 “ 膏 体 充填 新 技术 的 研 究 与工 业 化 ” 科研 项 目， 获得 2 0 0 0 年国家科 学技术进步 二等 奖。本项 目的研 究 历经 十余年 ， 是 国 内首 次 实现 的大 规模 全 尾 砂膏体 充填工 业 化 生 产项 目， 填 补 了 国 内空 白， 其 研究成果 1 9 9 8年在澳太 利亚 国际充填 采矿 会议上 受到 了广泛 关 注， 给 予 了高 度 的 评价 。 尾砂 充填 技术兴起 在二十 世纪 6 0年代 ， 初期 太都 采用胶结充 填方 法 ， 7 O年 代 中期 出 现 了高浓度 砂浆 自流新 技 术 ， 我 国对高 浓 度 [ 收稿 日期 ]2 0 0 1 0 6 1 9 [ 作 者 简介 ]丁 启圣 1 9 3 9 ， 男 ， 河 南 开 封 人 ， 教授 级 高 工 ， 从 事 冶 金 设 备 及 分 离 机 槭 的 设 计 和 研 究工 作 胶结 充 填 技 术 的 研 究 基 本 上 与 国 外 同 步 。 1 9 8 6年 3月 国家将 “ 全 尾 砂胶 结 充填 技 术及 设备 的研 究” 列入国家 “ 七 五 ” 科 技攻关 专题 项 目。1 9 8 7年 1 0月 金川 有 色金属 公司 和北 京有色 冶金 设计 研究总 院正 式 合作 开展研究 工 作 全 尾砂胶结 充填技术 关键设 备 的研 究 主 要包括三 个 内容 ①尾 砂脱水 设备 ； ②膏体 制 备专用 搅拌设备 ； ③膏体 充填管道 输送设备 。 尾砂 脱 水设 备 是 膏体 充填 新技 术 关 键 设备 ， 承担膏体 制备 所 需 的全 部 脱 水尾 砂 的 供应 金川矿 尾 砂 细 粒 度 平 均 粒 径 为 3 0 m， 浓 度 4 0 ％～6 0 ％， 研 究难 点是 解 决 特 细粒 级 的 尾 砂脱水 和大批 量连续处 理的工 艺设备 。设计 要求 过 滤 后 的 尾 砂 滤 饼 含 水 率 不 能 超 过 2 5 ％， 即配料 前 的质 量 分数 必须 达 到 7 5 ％～ 8 O ％， 以配 合膏体 的制备 8 O年代 ， 国外仅有 德 国 、 南 非 、 前 苏联 等 一 备 一 一 一 矿一 维普资讯 有色矿山 少数几 个国家 掌握 尾 砂 充填 生 产技 术 ， 国 内 尚无工业 生产应 用。为 了寻找 有效 的脱水流 程及设备 ． 首 先对 国 外 用 于尾 砂的 脱水 设 备 如带式 真空过滤机 、 圆盘 真空过 滤机 、 自动压 滤机和立式 砂 仓等 的 工 艺性 能进 行 了 研 究。 通过 实验 室模 拟 试 验 和 利 用 9 m 圆 盘 真 空 过滤 机 、 2 0 m 鼓 式折 带 过滤 机 、 1 5 m 带 式 真 空 过滤机进 行的工业试 验， 得 出 在相 同工艺 条件 下 ， 水平带式 真空过滤机 的效率 最高， 处 理能 力约 比鼓式和 圆盘式 过滤机 高出两倍 以 上 据此， 课题研究决定选用水平带式真空 过滤机 作膏体 充填 新技术 的尾砂脱 水设 备 。 2设 备 简介 根据金 川二矿 膏 体 充 填 系统 的要 求 ， 过 滤 机的单 台生产能力要 达到 2 0 t ／ h以上 。为 此， 由北京有 色冶金设计 研究总 院设 计 、 金川 有 色金属 公 司制 造 的 D U3 0 ／ 1 8 0 0型 固定 室 带式 真 空 过 滤 机 又 称 橡 胶 带 式 真 空 过 滤 机 ， 于 1 9 9 8年 正式 投 入工 业 生 产 。该 机 至 今仍是 国 内最 大 的胶 带 式真 空过 滤 机 ， 填补 了 国 内空 白。机器 的 主要 技 术 参数 如 下 过 滤面 积 3 0 m ； 滤 带 有效 宽度 1 8 0 0 mm； 滤 带 速度 0． 5 ～5 m／ mi n ， 真 空度 0 ． 0 5 3 MP a ； 电动 机功率 1 l k W ； 气 源 压 力 0． 4 MP a ； 真 空 耗 量 当真空 度 0． 0 5 3 MP a时 6 0 m ／ rai n ； 外形 尺 寸 2 2 ． 3 m4． 6 5 m3 ， 5 9 m； 设备 总重 2 2 t 。 D U3 0 ／ 1 8 0 0型 固定 室 带 式 真 空 过 滤 机 主要 由过滤 机 主 机 、 管 路 系统和 电控 系 统组 成 其中过滤机主机又由橡胶滤带、 真空箱、 驱动辊 、 从 动辊 、 进 料装置 、 滤 布调偏装 置 、 驱 动装置 、 洗涤 装置 、 清洗 装置 、 托 辊 、 扩布装置 和滤布等 部件组成 见 图 1 。 Du_3 0 ／ 1 8 0 0型 固定 室带 式 真 空过 滤 机 的研制 成功 和投 人 生产 使 用， 该 机研 制 中 在 五个方 面有所 创新。 为 金 川膏 体 泵 压 充填 工 业化 生产提供 了一种理 想的关键设 备 。 2 ． 1 橡胶滤带裙边粘接结构的应用 本 机胶带 幅宽较 大 ， 如采 用整 体式 结构 图 1 Du 3 0 ／ l 8 0 0型 同定 室带 式 真 空过 滤 机结 构筒 圈 1 一 从动 辊 ； 2 一扩 布 装置 ； 3 一 进 料 箱 ； 4 一 洗 涤 装 置 ； 5 一 真 空 箱 ； 6 一驱 动 辊 } 7 一刮 刀 ； 8 一 清 洗 装 置 ； 9 一 滤 布 张紧 ； 1 0 一橡 腔滤带 ； 1 1 一 滹布 ； l 2 一 滤布 调偏 圈 2 D U3 0 ／ 1 8 0 0型 同定 室 带 式 真空过滤机工艺流程圈 l 一 带室真 空过 滤 机 ； 2 一 自动排 液 罐 { 3 一 水 环 真 空 泵 制造 ， 设备投 资大 、 成 本 高、 生 产周 期 长， 工 厂 与工 程均难 于接 受。 本机橡胶 滤带 采用 围边 和乎胶 带分开 生产 ， 然 后 粘接 成 一 条 完 整 的 滤带， 围边做成波浪形裙边， 伸缩性十分好， 经生产 应 用与 整 体 式 滤 带 相 比优 点十 分 突 出。其 一是制 造工 艺和模具 简 单， 投资少 ， 造 价低 ； 其二是 使用 寿命长 ， 第一条 滤带 已安全 使 用 l O年 以上 ， 大 大超过 了国外 同类 产品的 水平 。其三是 维修方 便 ， 裙边如 有损坏 ， 不需 拆 下滤带 ． 现场 可 以直接 修补 。 2 ． 2 真空箱环型摩擦带的使 用寿命 真空箱 的环形摩 擦带起 着密封真 空和 防 止胶带 磨损 的双重 作 用。橡胶 滤带约 占过 滤 机造 价 的 2 5 ％左 右， 更 换 滤 带 成 本 十 分 昂 贵。 因此 ， 防止 滤带 磨 损 至 关 重要 。本 机 牵 擦带采用特殊材料制造， 目前 已达 5年以上， 超过 了 国外 同 类产 品 的水 平 ． 大大 延长 了滤 带 的使用寿命 ， 降低 丁生产 成本 。 维普资讯 第 5期 r启圣 带 式 真 空过 滤 机 的 研 制与 应 用 4 3 2 ． 3 控 制滤布 跑偏的光 电传感 器装置 本机 自行设计 的光 电传感 器控 制调偏 装 置属 国内首 列， 应用效 果十 分理 想。该 控 制 方法具 有以 下先 进性 ① 滤 布调 偏 装置性 能 稳定 ， 调 偏效 果 好 ； ② 使 用 范 围广， 特别 适 用 于潮湿 环境 ； ③滤布 自动调偏 系统结 构简单 ． 安 装维 修方 便 ， 便于 推广。 2 ． 4 扩 布蓑置 本机滤 布宽 达 两米， 这样 宽的 滤 布在 运 行 中常会 发 生打 褶 现象 ， 使 机器 不 能正 常 运 转。为此 ， 本 机设 计 了 一种 独 特 的滤 布扩 幅 装置， 利用 弓形辊控 制滤布， 自动扩 幅， 消 除打 褶。该装置 应用在带式过滤机上属 国内首列 。 2 ． 5电控 系统 的 自控 与联锁机 构 本机电控 系 统设 计 为 自控 与联 锁 机 构 ， 并有操 作程 序 的模拟 显示 ， 从 而 使 带 滤机 的 操作变得 简 单、 直 观 、 安 全， 可 以防 止 事故 隐 患 ， 真 正实现 了安 全操 作 。其 电控 系 统 又分 别 采用 了继 电器和可 编程 序控制 器两种控 制 方式 ， 手 动和 自动操作可 以随 意切换 。 D U3 0 ／ 1 8 0 0型 固 定 室 带 式 真 空过 滤 机 在金 川二矿全 尾砂膏 体充 填新技术工 业化 生 产中取 得了 满意 效 果， 其 过 滤 系统 连 续运 转 正 常 ， 过 滤效 果 和生 产 能 力均 达 到 了设 计要 求 。过 滤 机 的带 速 可 在 0 ． 5～5 m／ rai n范 围 内任意调整 ， 在 真空度 为 0 ． 0 5 3 MP a情况 下 ． 滤饼 厚 度 为 2 0～3 0 r n m， 滤 饼 平均 含 水 率 为 2 2 ％ ～2 5 ％， 单机 滤饼 干 产品可达 2 0 t ／ h ， 采 取两 台即可满 足膏体 充填对过 滤机 的生产要 求。该 机的橡胶 滤带和 环形摩擦 带寿命 超过 国外 同类 产 品， 极 大地 降 低 了 生 产成 本。 滤 布 的 自动调 偏 和 扩 幅系 统新 颖 、 灵 敏 、 准 确 ． 提高 了机 器 的可 靠性 。 电控 系 统操 作 简 便 ， 具 有模拟显 示 ， 实现了安 全操作和 手动 、 自动 操作 随意切换 ， 提 高了 自动化水平 。 本 机在尾砂 过 滤 中 的 良好 表 现 ， 成 功 地 在 国内实现 了全尾砂 充填矿井 。这一 新技术 可以大大 减少或 消灭尾 矿库， 减少 占地 ， 节省 矿山投 资， 减 少了尾矿 对地 面 环境 的 污染 。 对 于降 低采 矿成 本 ， 实现 矿山可持续 发 展。 具 有 显著 的经济效 益和 巨大 的社会 效益 。 经工 业生 产验 证 ， Du3 0 ／ 1 8 0 0型 固 定 室 带 式真 空过滤机 结构设计 合理 、 技术 先进 、 性 能可靠 ， 具 有过 滤效率 高 生产 量大 、 滤布连 续 清 洗 、 操 作安全灵 活 ， 运行和 维修 费用低等 优 点 ， 达 到 了 国外 同类 产品 的先 进 水 平 。该 机 过滤 面积规 格填 补 了 国 内空 白， 为 国 内工 业 生产提供 了 一个 新 的机 型 ， 为 我 国大 型过 滤 机 的研制 ， 创 出了一 条新路 。 3结 语 固定室带式真 空过滤 机属 薄 层快速过 滤 设备 ， 适 用于含粗 颗粒高 浓度 的料浆， 和密 度 大 沉 降快的 料浆 ， 以及 滤 饼 需要 多次 洗 涤 的 物料 。 目前 ， 带 滤 机 已在 国 内 外 的 铜 矿 、 铀 矿 、 金矿 、 磷 灰 石矿 、 铁矿 、 煤 炭 生 产等有色金 属 矿 山、 非金属 矿 山、 黑 色金属 矿山和煤 矿得 到 了应 用， 并有 不少 好的应用 实例 。在抬金 、 石油 、 化 工 、 纺 织 、 造纸 、 食 品、 医 药和 环 保 等 工业 部 门的推 广 应用也有极 广 阔的前 景 。 上 接 第 3 0页 够， 再 一方 面是 浮选 浓 度太 低 ， 两 次取样 的平 均值 为 5 ． 4 ％ ， 这 么低 的矿 浆 浓 度 易 造成 含 Ni 硫化矿 物 的 自然沉降 ， 而损 失 于尾矿 中。 试验 表明 ， 所 使用 的 组 合 抑 制剂 AB ， 能 够有效 且选 择 性 地 抑 制 含 Mg的 硅 酸盐 矿 物 ， 使混 合精 矿 中的 硫 化矿 物 与 脉石 矿 物 充 分 地分离 ， 易浮的脉 石矿物被 强烈地 抑制． 使 Ni 精矿 中 Mg O含 量大 幅度 降 低， Ni 精 矿 品 位可达 1 2 ％以上 ， 可根 据需 要 通过 调 节精 选 的刮泡量 ， 来 获得所需 要的精 矿品位 。 最终的精矿品位与入选的混精 品位有关， 但也受工艺流程的结构制约， 当混合精 矿 品位 低时， 要达到较 高 的精 矿 品位 ， 需 要 在流 程结 构上作适 当调 整， 二粗 泡 沫不 直接给 精 选， 可 返至粗选作 业 ； 精选 作业可 由一次变为两次 维普资讯