快開式隔膜壓濾機在某廠銅精礦過濾的應用

鄭旭惠

（江西銅業集團有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

某廠銅精礦脫水系統處理的對象為銅鉬分離工藝所得銅精礦及少量硫化銅精礦，隨著該礦選礦技術的進步，特別是選鉬工藝技術不斷發展，鉬生產能力不斷加大、技術經濟指標得到了有效的提升，銅鉬分選后銅精礦礦漿性質由于加入大量的浮選藥劑，在銅鉬混合精礦生產中，添加浮選藥劑主要有AP、111、石灰、CTP、黃藥等；在鉬精礦生產中，添加的浮選藥劑為：硫化鈉；水玻璃；六偏磷酸鈉；煤油［1］；增大了下道工序銅精礦脫水過濾難度。原精礦脫水系統一直使用40m2折帶式過濾機，銅精礦過濾水份一般在14%上下波動，特別是2002年之后，由于銅鉬分選恢復生產，工藝流程和藥劑發生了變化，造成了銅精礦濾餅水分惡化，高達14%～15%，個別班次甚至達到18%以上，導致了銅精礦濾餅水份高［2］，一定程度上影響了銅精礦貯存運輸和冶煉的生產。

2003年后，為降低銅精礦過濾水份，某廠對各類固液分離設備如多種壓濾機、陶瓷過濾機進行了多次的半工業試驗。2004年8月，在銅精礦過濾廠房進行1m2PNA板框壓濾機半工業試驗。2004年底，銅精礦過濾廠房安裝了1臺宜興、1臺銅陵產的60m2陶瓷過濾機；2008年6月，銅過濾廠房增加1臺APN18SM36ML（面積208m2）板框式壓濾機。當時的生產比較表明，在處理一400目含量小于60%的銅精礦時，APN板框式壓濾機的濾餅水分≤10.55%，陶瓷過濾機的濾餅水分≤11.60%，折帶式過濾機的濾餅水分≤13.95%；在處理一400目含量大于60%的銅精礦時，APN板框式壓濾機的濾餅水分≤11.98%，陶瓷過濾機的濾餅水分≤14.78%，折帶式過濾機的濾餅水分≤15.50%。可見，無論銅精礦粒度粗還是細APN板框式壓濾機在3種過濾機(折帶式過濾機與陶瓷過濾機仍在現場使用)中濾餅水分最低，處理能力最大，單位電耗和單位材料消耗最低［3］。2010年10月，拆除了原保留在廠房的折帶式過濾機，又安裝APN18SM40ML壓濾機及配套設備。銅精礦水分從 2005年13.81% 下降至2016年12.33%。

2017年11月自從引進了Outotec Larox FFP 型隔膜壓濾機帶料試車，經過1年多的試運行轉入正式生產 ，銅精礦水份下降到11.10%左右。

2 銅精礦脫水工藝

銅精礦脫水廠房集中處理經銅鉬分離后的銅精礦量，其工藝采用濃縮、過濾兩段脫水，為減少溢流金屬流失，濃縮機溢流水增設了沉淀池。工藝流程圖如圖1所示。

圖1 銅精礦濃縮過濾工藝圖

3 奧圖泰FFP1516快開式隔膜壓濾機

3.1 工作過程

快開式隔膜壓濾機是一種機、電、液一體化分離設備，機械化和自動化水平相對較高，能夠實現自動壓濾工作，主要應用于懸浮液的固液分離［5-6］。在固液分離行業當中，隔膜壓濾機是非常重要的過濾設備,其比較適合用到對物料的過濾分離工作中。隔膜濾板誕生在歐洲，20世紀90年代初，德國的一家公司就研發出了隔膜濾板，而國內對隔膜濾板的研發工作起步比較晚［7］。而在過濾銅精礦的領域是時間不長的。

奧圖泰FFP1516快開式隔膜壓濾機在過濾銅精礦的工作過程是：漿料通過兩個頂角進入過濾腔。每個過濾循環完成之后，濾餅排出之前，系統都會通過一個濾芯清洗和吹掃步驟清洗并清空漿料通道。每個壓濾機在頭片的進料口前方都配有漿料分配器。進料泵的吸入側裝有污垢捕集器。系統會通過一個空氣吹掃步驟清空隔膜濾板的底部濾液通道，并在引入空氣進行濾餅干燥之前除去剩余的濾餅洗滌液。漿料入口、濾餅洗滌水入口、干燥空氣和壓縮空氣供應都集成到聚丙烯過濾板中。過程：進料→過濾→擠壓→濾餅洗滌（可選）→空氣干燥→濾芯沖洗→濾芯吹掃→隔膜釋放→卸濾餅→濾布沖洗。

3.2 主要工藝指標

奧圖泰壓濾機投入使用后，根據濾布的周期，統計了奧圖泰壓濾機的各項技術性能指標，APN壓濾機水份檢測與其對比。

從表1可知，A P N壓濾機的濾餅水份為11.76%；從表2可知，奧圖泰壓濾機的濾餅水份為10.90%，低原壓濾機0.86%，明顯優于APN壓濾機。

從表2可知， 10套濾布的平均臺效為261.52kg/m2·h，折成臺效為830.52t/d。APN壓濾機平均臺效為305.2t/d。奧圖泰壓濾機臺效為APN壓濾機的2.7倍。10套濾布周期的設備運轉率為91.89%，優于APN壓濾機88%的設備運轉率。奧圖泰壓濾機設備臺效、運轉率三項指標均好于性能考核指標，明顯優于APN壓濾機的指標。

表2 奧圖泰壓濾機每套濾布生產數據統計

表3 2009-2011年不同過濾設備的水份［4］ /%

從2009-2011年不同過濾設備水份對比表知道，折帶式、陶瓷的水份高于原APN壓濾機，而奧圖泰壓濾機基本能控制在11%以下。

3.3 過濾參數與水分關系

結合現場生產實際，奧圖泰壓濾機給礦濃度設置為65%，對過濾時間、擠壓時間、干燥時間這三個參數進行調整，水份波動不大，在10.22%～10.56% ；臺效在 239.48～253.16kg/m2·h。

調整給礦濃度62%，其他參數不變，水份10.53%，臺效下降到221.25kg/m2·h，當給礦濃度達72%，臺效可達311.85kg/m2·h。高給礦濃度對應高臺效。試驗數據見表4。

表4 過濾參數與水分關系表

3.4 設備性能

奧圖泰壓濾機系統的皮帶、沖洗水泵、渣漿泵等輔助設備實現自動化聯動，設備操作幾乎無需人工操作干預，只要人工定時巡查，操作勞動強度大大降低。奧圖泰壓濾機無漏漿漏礦，而APN壓濾機由于濾餅容易粘附在濾布上，每班次需要人工捅礦，否則影響卸濾餅，現場工人用工具捅礦存在極大的安全隱患，由于在捅銅精礦過程中灑落在機臺和工作面上造成泄漏。奧圖泰壓濾機平均運轉率91.89%，高于APN壓濾機與陶瓷過濾機。

3.4.1 停機故障

奧圖泰壓濾機總體設備相故障次數較少，且故障大多數為停機時間和檢修工作量少的電氣故障，遠遠小于APN壓濾機的故障率。見表5。

表5 壓濾機故障次數

據統計分析奧圖泰壓濾機目前主要設備故障有以下幾類：①接近開關螺絲松動引起報警；②閥門關閉不嚴泄漏，閥門執行器故障報警；③管夾閥閥套磨損。

3.4.2 減少故障措施

故障①在奧圖泰壓濾機運轉初期較為頻繁，通過改進接近開關螺絲為HardRock防松螺絲后已基本解決。故障②主要是由于閥門執行器進水氣，以及進氣中含雜質，防護不夠嚴密造成，通過加強防護等級，保障供氣的純凈是可以降低故障頻次。針對故障③管夾閥閥套為易損件，運行壽命為3～6個月，在更換濾布時同步檢修更換以減少停機時間。

3.5 技術經濟

3.5.1 用電單耗

奧圖泰壓濾機使用后，某廠生產組織形式發生了根本性變化。按處理能力，開1臺奧圖泰壓濾機，相當于2～3臺APN壓濾機。新的生產組織方式下，銅過濾系統電單耗與去年老的生產組織方式下也發生了變化。奧圖泰壓濾機應用后，通過減少空壓機開停臺數，實現了渣漿泵、水泵、皮帶機間歇式開啟，從而降低了奧圖泰壓濾機電單耗。由表6可知，奧圖泰壓濾機應用后，銅系統過濾電單耗2018年比2017年有所下降。

表6 電力消耗對比表

3.5.2 用水單耗

從表7知，奧圖泰壓濾機應用后三期銅系統水耗較去年有所下降，主要原因是奧圖泰壓濾機運行改變了銅精礦過濾生產組織，開啟輔助設備減少，單臺設備用水總量有所下降。

表7 用水對比表

3.5.3 備件材料消耗

奧圖泰壓濾機使用以來，備件材料消耗為濾布、閥門、管夾閥閥套等，最主要成本消耗為濾布。濾布單耗為52.81塊/萬t，每套濾布平均周期為1個月，濾布的使用壽命高于APN壓濾機，APN壓濾機濾布單耗是奧圖泰壓濾機的3.14倍，但進口奧圖泰壓濾機濾布的價格是APN壓濾機價格的3倍。

奧圖泰壓濾機濾布的更換比APN壓濾機更加便捷快速。目前濾布國產化，已分步試用2套國產濾布，使用效果較好。

3.6 自動化程度

奧圖泰壓濾機設備自動化程度很高，實行了過濾系統全自動操作，操作工勞動強度小，僅檢查與更換濾布等。實現設備故障診斷自動報警，便于設備故障的診斷和維修；設備與外部通訊功能較完善，利于信息化、智能化改造。某廠與北礦院合作的濃密機智能控制系統已將奧圖泰壓濾機納入，通過該系統實現對奧圖泰壓濾機運行狀態全過程的遠程監控、狀態監測。通過濃密機、底流泵、攪拌機、皮帶秤、壓濾機給料泵、壓濾機的信息化集成改造，能初步實現整個銅過濾系統的集中控制。大大提高銅精礦過濾系統的信息化、自動化程度，有利于銅過濾生產組織。

4 結論

奧圖泰FFP隔膜壓濾機通過試生產、生產使用2年多，具有運行臺效高，過濾精礦水份優，自動化程度高，設備性能可靠、故障率低，可全面滿足某廠降低銅精礦過濾水份的需求，有效地降低了銅精礦在發運過程中的路途損失。同時，可節約生產成本（開發使用國產濾布，節約成本更可觀），減少水、電的消耗，降低職工操作以及檢修的勞動強度，優化人力資源配置，保持工作現場干凈整潔，符合當前綠色礦山建設主題。