introductory

隨著礦產資源中富礦的逐漸桔竭及復雜難選 和低品位礦石量的增加，礦石的單體解離度越來 越細，導致最終產品的脫水過濾變得越來越難。 為了解決此類極細顆粒的脫水問題，filter press正逐漸得到越來越廣泛的應用，特別是其在尾礦脫水中的成功應用，為選礦廠尾礦庫的建設和工業生 產探索了一條新的途徑。

目前在我國選礦工業中得到成功應用的自動 壓濾機有芬蘭Larox_PF自動壓濾機【1】和國產 的CJzJ自動壓濾機等。 CJzj一56自動壓濾機單塊濾板面積2．56 m2，單機過濾面積56 m2，已在四川啦啦銅礦、呷 村銀多金屬礦、內蒙古東升廟鋅精礦及塔吉克思 坦等中小型礦山得到了成功應用。應用實踐證明 CJzJ一56自動壓濾機可以有效地處理黏性難過 濾精礦，濾餅水分明顯低于真空過濾機及Plate and frame filter press。但在貴州某一磷礦采用此類型壓濾機進行尾礦脫水時發現，此種Automatic filter presses存在壓濾機密 封不徹底、橡膠隔膜及濾布等易損件消耗大、處理 能力小且水分有二次增加等現象，最終導致尾礦 水分達不到工藝要求。

為了解決以上高效壓濾機在工業應用中出現的問題，本項目通過對高效脫水工藝、濾板密封結 構、易損件等的研究，對CJzJ自動壓濾機進行了 較大的技術改造。改造后的自動壓濾機對磷尾礦 這類極細且黏的物料可以正常連續地壓濾，且將 水分控制在工藝指標范圍內。

自動壓濾機脫水工藝

自動壓濾機一個完整的工作過程包括：濾板 合攏、入料壓榨、機械壓榨、風干、濾餅拉開、卸餅、 濾布清洗等。對脫水起作用的是入料壓榨、機 械壓榨和風干這3個過程。

工業調試中的技術改進

調試前的狀況 在通過小型試驗選定設備的相關參數以后， 選用板框式壓濾機用于工業生產，但在 現場的生產調試中，設備輔助材料損壞嚴重，設備 難以實現連續運轉，脫出尾礦水分較高，無法滿足 生產工藝要求。具體表現在以下幾方面：

a．物料 在進漿工序時，噴漿現象嚴重，造成大量礦漿從壓 濾機濾腔密封面噴出而損壞濾布，同時，噴出的礦 漿四處飛濺，造成了嚴重的場地污染。

b．濾布損 壞嚴重，每一個工作循環至少要損壞一張濾布，一 臺壓濾機在一個生產班次中平均要損壞濾布約 30張，幾乎每個循環均要更換濾布，極大地制約了生產的連續性，也加大了工人的勞動強度。

C． 礦漿的黏性較強，粒度極細，透(氣)水性差，細粒 尾礦易堵塞濾布孔隙，影響過濾效果，產量達不到 設備處理能力。d．橡膠隔膜損壞也較大，平均每 2天損壞一張，因其材質為天然橡膠，價格較高， 造成生產成本大幅度上升，同時，更換工作量也較 大，需停機1 h左右，制約了生產的連續性，加大 了維修強度。

E．物料卸落時，壓榨水不能有效返 回，在卸料工序時與尾礦濾餅一起卸落，造成尾礦 水分的二次增加。

F．礦漿的pH值為5．0～6．5。 呈酸性，對濾布材質有一定的影響。

G．輔助系統 如快放氣管道、排空管道磨穿現象頻繁。

現場技術改進

應用變頻技術調整礦漿泵的注漿壓力曲 線 經過仔細觀察分析，推測發生噴漿的主要原 因是濾餅水分較高，且具有一定黏性，難以從濾布 上徹底脫落，密封面處的殘留濾渣使密封不嚴而 造成噴漿。同時，每一次噴漿處的濾布損壞極為 嚴重，即使加長水沖洗時間，效果也不明顯，需輔 以人工卸料方可，造成工人的工作量加大且難以 確保卸料效果。只有將尾礦水分控制在13％以 下，濾餅黏性才會大為減弱，此問題方可有效解 決。 由于礦漿采用高揚程大流量的泵強行注入密 封濾腔內，當大量的高壓礦漿進入濾腔內時，由于 濾腔深度為50 ITll’n，造成橡膠隔膜瞬時變形較 大，也造成了密封面處橡膠的瞬時變形較大，橡膠 的補償延展性變差，導致高壓礦漿易從密封不嚴 處噴漿。 解決因泵壓引起的噴漿問題，前期進行了以 下多種技術嘗試。首先，選用較低揚程但仍為大 流量的泵，減小泵的壓力，減少礦漿對橡膠隔膜變 形的影響，但由于壓濾機絕大部分的濾液排出在 進漿過程，因此，此法雖可緩解噴漿現象，但影響 濾餅的厚度，引起壓濾機的每一循環處理能力明 顯下降且循環時間加長，故此方法不適合于工業 改造。其次，通過在進漿管道中安裝閥門進行控 制。在開始進漿時將閥門調小，在進漿過程中逐步加大，于30 s內全打開。此項措施可解決噴漿 問題，但因閥門控制較為麻煩，且在酸性環境中及 高速礦漿的沖刷下，閥門極易損壞，難以在工業生 產中應用。最后，應用變頻技術，調整礦漿泵的注 漿壓力曲線，通過增加一臺變頻器，將初始進漿壓 力調小，再逐步增高至O．8 MPa并保持恒定，在 壓力再略高時停止注漿。現場使用此方法后，能 有效抑制噴漿并對濾餅的形成厚度無影響，對循 環時間影響也極小，可以成功地用于壓濾機的進 漿過程改造中。 變頻技術的應用減 緩了橡膠隔膜的瞬時變形，同時。由于橡膠具有較 好的延展補償性，還可以解決密封面處低于Irmn 厚殘留濾渣對噴漿造成的影響，可較大程度地避 免噴漿現象的發生，這次改造取得了較好的效果， 也減少了濾布在密封面處的損壞。

加大進漿(風)口面積，改變匯水(風)匯聚 方式 在生產過程中濾布損壞極其嚴重，對三個班 運行中損壞的54張濾布進行統計分類，其中在進 漿口處損壞的有14張，占25．92％；在匯水口處 損壞的有32張，占59．26％；在密封面處損壞的 有8張，占14．82％。 通過對進漿(風)口處濾布破損口及礦漿進漿 (風)口處的仔細觀察發現，一般濾布破損處正對 進漿(風)口處，且損壞多發生在進漿及風干工序 中。在這兩道工序中，高壓礦漿進入濾腔時會沖 擊進漿口處濾布，高壓風進入濾腔時，也會先穿透此處濾餅，產生最大沖擊。進漿壓力一般為0．6 -0．64 MPa，風干壓力一般為0．8 MPa，進漿口 處為圓形孔道，直徑為35 mm，面積為962 mm2。 為了降低局部壓力，減小濾布的沖擊損壞，根據壓 濾機的具體尺寸，理論上可將此孔道直徑加大為 65 mm，面積則為3316 mmz，為原面積的3．45 倍，則局部壓力可減小為原來的29％。此項改造 需在濾板上制作，但濾板為鑄鐵件且價格較高，并 需相應改造進漿三通等輔助配件，改造工作量較 大，故先將此方案提交給壓濾機生產廠家，由壓濾 機生產廠家進行小型改造試驗(試驗物料由礦方 提供，進漿壓力提高到0．8 MPa，風干壓力為0．8 MPa)。在3天內作了50次循環。隨著孔道的加大，進漿及風干工 序中濾布壓力的降低，濾布的損壞程度大為降低， 基本消除了此處濾布的損壞。 。 匯水(風)處濾布的損壞最為頻繁且損壞程度 最嚴重，分析發現：進漿、壓榨工序的水集中從匯 水(風)處排出，而風干工序的高壓風帶著極微細 礦粒也匯聚于此處排出。三道工序中，風干工序 對濾布的損壞最為嚴重，占總體損壞的70％左 右，進漿工序占總體損壞的25％左右，壓榨工序 占總體損壞的5％左右。由于此類壓濾機采用的 方式是礦漿水及高壓風從濾布穿透后，在條形橡 膠隔膜的表面匯聚于濾腔的右下口處排出，高壓 水及風夾帶尾礦長期在此處沖刷，對濾布損壞嚴 重，若損壞的濾布更換不及時，則橡膠隔膜也易沖 刷損壞，嚴重時甚至會損壞濾板，造成較大的經濟 損失。經過現場的長期摸索發現，可通過加大匯 水(風)口的面積，減小甚至消除集中在匯水(風) 口的沖刷。 改造方法一：在生產中只進行簡單改造，面積則增大了一倍。經過生產對比試驗， 匯水(風)口處濾布的損壞只略有減少，但損壞量 仍然極大，無法維持正常生產。 改造方法二：也是在生產中進行簡單的改造。 在方法一的基礎上，在濾腔的左下方對稱地再開 一相同的匯水(風)口，仍然為32個小孔(Q=8 mm)，但面積為最初的4倍，效果有了較大的改 善。經過生產對比試驗，匯水(風)口處濾布的損 壞減少量約為原來的一半，但是損壞量仍然較大， 還是無法適應連續生產的需要。 改造方法三：在對國內部分壓濾設備調研的 基礎上，使穿過濾布的水和風不再在濾布與橡膠 隔膜之間匯聚，而是對濾板采用整面透水(氣)。 在濾板的過濾面形成一個腔體，取消固定面橡膠 隔膜，腔體上鋪設鋼孔板，板上布滿娟mm的小 孔，孔間距(長×寬)為8 mm×8 mln，使整個濾餅 的水分均勻透過濾布及鋼孔板至腔體內，再于濾 板的另一側新增一個相同直徑大小的排水口，而 不形成匯聚現象，避免濾布及橡膠隔膜在匯水 (風)口處的大量損壞。 這種改造的理論分析如下：

a．橡膠隔膜總厚 15 mm，其中匯水槽深8 mm，但在生產過程中，由 于橡膠會承受壓力而變形，實驗表明，橡膠承壓后 槽深會變淺至5 mm，透過濾布的水和風會緊貼 濾布高速流動，越接近匯水(風)口時，速度越快， 沖刷越嚴重，濾布損壞越嚴重；

b．在濾板的固定面 新建一個腔室，在濾板的整個面上鋪滿鋼孔板(厚 度為15 ram)，板上小孔直徑為6 mm，孔問上下 左右距離均為8 mm，以確保透過濾布的水和風 能迅速通過鋼孔板至濾室內。新建腔室的容積為 橡膠隔膜受壓后所?？臻g的5～7倍，濾液經過小 濾室緩沖后再由濾板兩側的排水口排出。通過這 種改造可．以降低濾液的流速且濾液不與濾布接 觸，濾布原在匯水(風)處的損壞問題得以徹底解 決。同時，由于濾布損壞的減少、濾室對濾液的緩 沖以及排水(風)口的增加，濾板的磨損也很小。 因為此項改造工作量極大，也采用了與壓濾 機生產廠商共同討論的技術方案，在理論上確認可行之后，先進行了小型改造后的小型試驗。試 驗物料取自選礦廠生產現場。礦漿進漿壓力增大 至0．8 MPa，風干壓力達到0．8 MPa，在一天內作 了50次循環。隨著匯水面積的加大，壓力不再 集中，不再形成沖刷現象，消除了此處濾布的損 壞。在與壓濾機廠家進行了為期3個月的改造工 作以后，進行了現場的生產調試，濾布的損壞量大 為減少。上述兩項技改工作的成功使濾餅水分得 以控制，密封面處濾布的損壞也基本消失，濾布也 由每班損壞30張左右降至2～3張，該值屬于濾 布長期生產中的正常損耗。

改變壓榨介質，將高壓水改為高壓風 在壓濾設備中采用高壓水為介質時簡單易行，只需一臺高揚程、低流量的多級泵即可實現， 壓力可迅速提升至1．6 MPa，但是存在的問題是 物料卸落時，壓榨水不能有效返回，殘留部分在卸 料工序時與最終尾礦濾餅一起卸落，造成尾礦水 分的二次增加。若采用高壓風為介質則較為復 雜，一級空壓機的排出空氣壓力一般不超出0．8 MPa，若要壓力超過0．8 MPa，則需進行二次升 壓，投資相對較大，且壓力提升較慢，易造成能量 損耗。cJzJ自動壓濾機本身配備了用于風干過 程的高壓風，而壓榨過程只是在橡膠隔膜與濾板 之間較小的空間內充滿氣壓，消耗風量極小，因 此，此設備具備將高壓水壓榨改為高壓風壓榨的 條件。盡管風干風壓與高壓水壓存在0．8 MPa 的壓差，但對板框式壓濾機壓榨壓力的試驗 發現，當壓榨壓力達到O．8 MPa后，最終產品的 水分受壓力的影響較小，可滿足工業生產的需要。 同時，壓榨介質的改變，可避免水分的二次增加。 在水壓榨改為風壓榨后，未見風干工序有明顯的 變化，獲得的最終產品水分在控制指標之內，說明 改造獲得了成功。 經過上述改造，最終產品水分大為降低，產品 較為松散，黏性極小，經過皮帶運輸機后，成粉未 狀堆積，設備維修工作量小，無噴漿現象發生，無 剌耳噪聲，工作環境較為清潔，實現了壓濾設備的 正常運轉。濾餅水分>12％，滿足目標產品含水率≤ 15％的要求。 另外。對濾液固含物質量分數也進行了測定， 共取濾液420 L，得固體物2 g，質量分數為4．7 X 10-3％，因此濾液可直接用于再生產。

reach a verdict

a．通過對CJzJ一56板框式壓濾機的結構改 造，磷礦尾礦在數倍于大氣壓力的作用下，強行擠 壓透水，同時又在同樣風壓的風干過程中，去掉濾 餅顆粒之間的毛細水，最終尾礦的含水率低，能滿 足生產工藝的需要。CJzJ一56板框式壓濾機經 過工業調試和穩定運行，處理能力達到12．90 t／ h，濾餅水分達到11．14％，能較好地應用于工業 生產。

b．板框式壓濾機技改的成功為以后新 建選廠提供了一個較好的選擇尾礦庫類型的例 子，即采用干式堆存代替傳統的濕式堆存方式不 僅占地面積小，而且可以依地形而堆存，受地形限 制小。尾礦干堆后，易沉淀固化，安全系數大，不 易形成泥石流，安全性也較高，選址也較容易。

c．利用板框式壓濾機對磷礦尾礦進行 高效脫水，為再次利用磷礦尾礦帶來了方便，這將 為以后此類選礦廠的建設探索一條新的途徑。