穿流壓濾機在金翅嶺氰化廠的應用

錢 虎，王 浩，李雪林，楊俊彥

(1.招金礦業股份有限公司金翅嶺金礦； 2.棗莊學院機電工程學院)

引 言

招金礦業股份有限公司金翅嶺金礦(下稱“金翅嶺金礦”)位于山東省膠東半島的招遠市，是一家集勘探、開采、選礦、冶煉于一體，專注于開發黃金產業的綜合性礦山。黃金生產采用全泥氰化生產工藝[1-2]，日處理精礦2 000 t。隨著社會的發展，安全環保問題越來越得到重視，企業面臨的環保形勢日益嚴峻。氰化廠原箱式壓濾機[3-4]已難以滿足現階段的安全環保要求，因此，尋找一種自動化程度高、環保效益好的壓濾機尤為重要?！熬敖颉盚AZF512/1600-UK單室進料空氣穿流水洗濾餅壓濾機(下稱“穿流壓濾機”)是一種高效、節能、快速的間歇性操作加壓過濾設備，可廣泛應用于洗煤、礦山、黃金、化工、食品、染料、白炭黑、鈦白粉、醫藥等領域的固液分離[5]。該壓濾機具有密閉效果好、節能環保、裝卸濾布安全方便等特點，能夠降低濾餅含水率，無漏風現象，進料均勻，濾餅厚度均勻、反吹管道及進料管道清潔無殘留漿液，濾餅自動脫落，反吹閥門使用壽命延長一倍以上，單室進料濾板與同等型號的普通濾板相比,過濾面積增大6 %～11 %。2019年11月，應生產要求，金翅嶺金礦購入3臺穿流壓濾機，并于2020年3月投入生產，使用至今，取得了良好的經濟效益和環境效益。

1 穿流壓濾機結構及工作原理

1.1 穿流壓濾機結構

穿流壓濾機由機架部分、過濾部分、液壓部分、卸料裝置和電器控制部分等5部分組成，其結構簡圖如圖1所示。

1—止推板 2—主梁 3—自動拉板系統 4—壓緊板 5—機座 6—油缸 7—進料連接口 8—反吹連接口9—濾液排放及洗滌進水和濾餅風干進風連接口 10—濾液排放及洗滌出水連接口 11—翻板出液口 12—液壓系統13—電柜 14—翻板 15—防腐板 16—進料A板 17—廂式密封B板 18—濾布圖1 穿流壓濾機結構簡圖

1.1.1 濾 板

濾板是穿流壓濾機的核心部件，穿流壓濾機濾板可分為進料A板和廂式密封B板，其結構如圖2所示。進料板是洗滌和吹風的排水排氣板，進料A板將主進料管道內的進料向每個濾室單獨分流，有效保證濾餅厚度均勻；濾室的形狀可使有效過濾面積增加6 %～11 %。廂式密封B板配套進料板使用，其四角密封圈的獨特結構和高性能材料可有效保證濾板及密封圈密封效果的穩定性，且不易損壞；其是吹風的進水進氣板，洗滌吹風孔可以保證水流和風流在恒穩壓力下全面充分地穿透濾餅，沒有盲區，避免能源浪費。

圖2 穿流壓濾機進料A板及廂式密封B板結構

1.1.2 濾 布

結合穿流壓濾機結構及實際工況，該穿流壓濾機使用掛膠濾布及刷膠濾布組合，其結構如圖3所示。掛膠濾布解決洗滌和吹風時的斷路問題，保證洗滌和吹風效果，避免能耗浪費；刷膠濾布配套掛膠濾布使用。濾布采用披掛式，拆裝更換方便，而且安全性高，其安裝如圖4所示。

圖4 濾布安裝示意圖

1.2 穿流壓濾機工作原理

穿流壓濾機運行過程為：入料、進料延時(進一步保證濾餅厚度)、吹風干燥、卸料4個階段。濾室是穿流壓濾機的關鍵部位，過濾、反吹、干燥均在濾室中完成。具體作業過程如下：

1)過濾。穿流壓濾機濾室密封閉合后，料漿經進料管進入濾室，濾液通過濾布經濾液管排出，礦漿固體顆粒留存在濾室中，逐漸形成濾餅。

2)反吹。穿流壓濾機入料完成后，入料管路中留存部分料漿，停止給料后，壓縮空氣注入入料管路中，將管路中料漿吹出并返回流程上一工段。

3)干燥。通過管路吹風后，管路中料漿返回上一工段，但濾室中仍殘留大部分水分，壓縮空氣通過2條濾液管中的1條被輸送至濾室，空氣透過濾餅將礦漿固體顆粒之間的水分排出，使濾餅水分滿足生產需求，吹風時間的長短決定濾餅水分的高低。

2 工業試驗

2.1 過 濾

穿流壓濾機過濾過程分為2步，第1步礦漿通過離心泵輸送至穿流壓濾機濾室，入料壓力達到設定值時進入第2步進料延時階段，延時階段的進料時間根據生產需求設定。穿流壓濾機濾餅厚度作為最終衡量壓濾機運行效果的重要指標，因此，濾餅厚度、濾餅水分可反映穿流壓濾機運行效果。

2.1.1 入料壓力

進料延時時間0 s，不同入料壓力情況下，穿流壓濾機濾餅厚度和濾餅水分測定值如表1所示。

表1 不同入料壓力下濾餅厚度和濾餅水分測定值

由表1可知：穿流壓濾機濾餅厚度隨著入料壓力的增大而逐漸增大，濾餅水分隨著入料壓力的增大而逐漸減小，當入料壓力達到0.40 MPa時，濾餅厚度達到32 mm，濾餅水分為24.4 %。繼續增大入料壓力，濾餅厚度變化較小，濾餅水分越來越低且降低程度小，因此選擇0.40 MPa作為穿流壓濾機的入料壓力。

2.1.2 進料延時時間

入料壓力0.40 MPa，在不同進料延時時間下，穿流壓濾機濾餅厚度和濾餅水分測定值如表2所示。

由表2可知：在同一入料壓力條件下，穿流壓濾機濾餅厚度隨著進料延時時間的增加而增大，當時間達到350 s時，濾餅厚度達到35 mm；繼續延長進料延時時間，濾餅厚度不再變化，濾餅水分越來越低，但降低趨勢越來越小，因此，選擇350 s作為穿流壓濾機的進料延時時間。

2.2 干 燥

干燥是對濾室中濾餅進行吹風，主要影響濾餅的水分，在入料壓力0.40 MPa，進料延時時間350 s，不同吹風干燥時間條件下，穿流壓濾機濾餅厚度和濾餅水分測定值如表3所示。

由表3可知：隨著吹風干燥時間的延長，濾餅厚度無明顯變化，濾餅水分逐漸降低，且降低趨勢逐漸減小，結合生產實際，確定200 s作為穿流壓濾機吹風干燥時間。

表3 不同吹風干燥時間下濾餅厚度和濾餅水分測定值

3 穿流壓濾機在氰化廠的應用

3.1 工業應用

在黃金氰化生產過程中，XMZ240/1500壓濾機(下稱“傳統壓濾機”)脫水效果差，濾餅水分高。采用3臺穿流壓濾機代替6臺傳統壓濾機進行壓濾，對2種壓濾機的濾餅進行氰化浸出試驗，試驗結果如表4所示。

表4 2種壓濾機濾餅氰化試驗結果

由表4可知：穿流壓濾機濾餅氰化尾渣品位比傳統壓濾機濾餅氰化尾渣品位降低0.03 g/t，氰化鈉耗量減少0.40 kg/t，氧化鈣用量減少0.5 kg/t。這是因為傳統壓濾機濾餅中所含水分含有雜質，影響氰化浸出試驗中氰化鈉、氧化鈣耗量，而穿流壓濾機濾餅水分低，所以氰化浸出過程中減少了氰化鈉和氧化鈣的耗量，從而降低氰化尾渣品位。

3.2 技術經濟指標對比

3臺穿流壓濾機與6臺傳統壓濾機處理能力相當，經過一年多的工業運行，傳統壓濾機與穿流壓濾機主要技術經濟指標如表5所示。

表5 傳統壓濾機與穿流壓濾機主要技術經濟指標對比

由表5可知：與傳統壓濾機相比，穿流壓濾機在滿足生產需要的同時，濾餅水分降低7.1百分點，新生含氰廢水減少90.39 m3/d，氰化鈉耗量減少320 kg/d，氧化鈣耗量減少400 kg/d，濾布使用周期延長10 d，運行成本顯著下降，可產生利潤316.8萬元/a，節約含氰廢水處理成本149.86萬元/a，節約氰化鈉購買費用126.72萬元/a，節約氧化鈣購買費用6.6萬元/a，取得了良好的經濟效益和環境效益。

4 結 語

穿流壓濾機在氰化廠成功應用，其運行穩定、自動化程度高、設備故障率低、操作人員工作強度低、處理能力大、濾餅水分低，經過一年多的生產實踐，確定入料壓力0.40 MPa、進料延時時間350 s、吹風干燥時間200 s為穿流壓濾機最優作業參數。穿流壓濾機濾餅氰化尾渣品位比傳統壓濾機濾餅氰化尾渣品位低0.03 g/t。穿流壓濾機在滿足生產需要的同時，新生含氰廢水減少90.39 m3/d，氰化鈉耗量減少320 kg/d，氧化鈣耗量減少400 kg/d，濾布使用周期延長10 d。節約含氰廢水處理成本148.5萬元/a，節約氰化鈉購買費用42.24萬元/a，節約氧化鈣購買費用7.9萬元/a，經濟效益和環境效益良好。