FD-609清洗劑在陶瓷過濾機中的應用研究

郗 波,劉迎春,王勇闖,董燧珍

(金堆城鉬業股份有限公司,陜西 西安 710077)

0 引 言

由于原礦品位低,我國大多數選礦廠需采用濕式選礦,在磨礦、選別過程中需添加大量的水,選出的最終精礦需經過脫水作業才能滿足用戶或運輸要求。脫水設備一般有濃密機、旋流器、真空過濾機、陶瓷過濾機、壓濾機。

陶瓷過濾機是基于毛細微孔的作用原理,采用微孔陶瓷為過濾介質,利用微孔陶瓷表面大量狹小且具有毛細作用原理的孔隙進行固液分離的設備。真空泵抽取陶瓷板內腔真空產生與外部的壓差,料槽內懸浮的精礦在負壓的作用下吸附在陶瓷板上,固體顆粒不能通過微孔陶瓷板被截留在陶瓷板表面而形成濾餅,而液體因真空的壓差作用及陶瓷板的親水性通過陶瓷板進入氣液分配裝置(真空桶)外排或循環利用[1]。

陶瓷過濾板是陶瓷過濾機的核心組成部件,在其內部布滿了縱橫交錯、互相貫通的毛細微孔(直徑約0.5～10 μm),他們就是濾液(水)的通道,濾板在使用一段時間后,特別是過濾物料中雜質特別多的時候,陶瓷過濾板的一些濾孔很容易堵塞,使過濾效果降低,故需要定期對濾板進行清洗。清洗的時候使用什么樣的清洗液需要根據被過濾物質中雜質的成分選擇相應的溶解液。一般陶瓷過濾機連續運行8 h左右就需進行聯合清洗,清洗時間1 h左右。聯合清洗時需要添加陶瓷過濾板清洗藥劑,以前主要是酸洗,普遍用濃硝酸作為陶瓷過濾板清洗劑,通過硝酸來溶解、疏通陶瓷過濾板微孔里的堵塞物;也有陶瓷過濾板用堿清洗。

1 選礦廠生產現狀

某選礦廠硫精礦脫水采用4臺80 m2陶瓷過濾機。脫水工藝流程為:硫精礦漿先用旋流器進行分級,旋流器沉砂直接進入脫水篩進行篩分脫水,篩上產物作為硫精礦產品經膠帶輸送機輸送至硫精礦礦倉儲存,篩下產物進入旋流器給料泵池進行循環。旋流器溢流進入濃密機進行濃縮,濃密機底流經泵輸送至攪拌槽,經攪拌槽分料到各臺陶瓷過濾機過濾,經過濾后的硫精礦經膠帶輸送機輸送至硫精礦礦倉堆存[2]。

為了保證過濾效率,延長過濾板使用壽命期,過濾機每運行7 h,須用超聲波和硝酸聯合清洗過濾板1 h。4臺過濾機年消耗50%的硝酸180 t左右。使用硝酸存在以下危害:(1)健康危害:硝酸具有強氧化性、腐蝕性,對操作人員安全具有較大威脅;(2)燃爆危險:硝酸屬于易制毒、受國家管控的危化品,存在著運輸、采購的困難。根據《危險化學品重大危險源辨識》GB18218-2018硝酸屬于危險化學品,貯存硝酸臨界量為100 t,有助燃性,與可燃物混合會發生爆炸,對運輸、儲存均有較高要求;(3)環境風險:硝酸與亞鐵離子反應,可生成氮氧化物污染空氣,同時生產三價鐵離子污染水源。硝酸的這些危害性,曾給生產帶來了一定的影響。

2 陶瓷過濾機清洗劑研發及應用現狀

隨著安全環保要求越來越高,研制安全環保陶瓷過濾機陶瓷板清洗劑代替硝酸成了必然趨勢,近幾年多家單位已經研發出了幾種陶瓷板清洗劑,有的已經在礦山得到推廣應用。

水基清洗劑YQ0807主要由檸檬、羥基乙叉二膦酸、表面活性劑、異構醇醚、磺酸、滲透劑、去離子水等組成。LKM-TB-08100清洗劑由多種絡合劑、 螢合劑、 低電位離子配位劑、緩蝕劑等組成。這兩種藥劑在研發試驗中。

KY-320T和HQ-320T組成相似,主要由乙醇酸、專有活性劑、分散劑、改性納米羥基金屬氧化物、緩蝕劑、鈍化劑、穩定劑等組成。HQ-320T清洗劑在銅陵鑫塔礦業、玉溪坤沅礦業、天馬山銅礦等礦山進行試用,KY-320T在陜西震奧鼎盛礦業有限公司開始應用[3]。

CLPTX-02A由多種有機酸和螯合劑、促進劑、表面活性劑、殺菌滅藻劑等復配而成,在山東華聯礦業有限公司、中國黃金集團石湖礦業有限公司、安徽淮北徐樓礦業有限公司、山東黃金集團(沂南)礦業有限公司等鐵精礦過濾機上應用。

YHGR859和FD-609組成相似,由多種絡合劑、螯合劑、低電位離子配位劑、緩蝕劑等復合消化酶、氨基酸、工業葡萄糖,檸檬酸、EDTA、水解酶電解質等組成。YHGR859清洗劑在江西銅業股份有限公司武山銅礦和德興銅礦、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦等礦山得到應用[4]

3 清洗劑試驗

根據調研考察情況并結合礦石性質,選礦廠選擇在YHGR859清洗劑上優化的FD-609進行試驗。該藥劑外觀為白色結晶固體,不含無機酸,能與水完全溶解,無嗅、無毒、對皮膚無刺激無腐蝕。該藥劑為袋裝,每袋25 kg或根據客戶要求而定。貯存于陰涼干燥處,貯存時間為10個月,運輸可以采用汽車貨運物流。

試驗從4臺過濾機中選擇1#過濾機進行縱向對比,同時與2#過濾機進行橫向對比。試驗時配藥桶放在原硝酸桶旁邊,將原用硝酸計量泵進料管從硝酸桶移到配制好的藥劑桶中,使新清洗劑與硝酸的流量保證一致。為了不影響生產,藥劑配制濃度從12%～6%由高到低,清洗后開機半小時和6 h分別測量1#和2#過濾機的同一濾板的同一位置濾餅厚度,試驗結果見表1～5。

表1 1#和2#過濾機均用硝酸清洗 mm

(1)從表1看出:兩臺過濾機均用硝酸清洗時,兩個時間段濾餅厚度差一致,說明兩臺過濾機設備狀態相近。

(2)從表2～5看出:當新清洗劑配比濃度從12%～6%時,隨著濃度的降低,濾板厚度逐漸降低,清洗效果變差。

表2 1#過濾機用12%FD-609與2#過濾機用硝酸清洗對比試驗結果 mm

表3 1#過濾機用10%FD-609與2#過濾機用硝酸清洗對比試驗結果 mm

表4 1#過濾機用8%FD-609與2#過濾機用硝酸清洗對比試驗結果 mm

表5 1#過濾機用6%FD-609與2#過濾機用硝酸清洗對比試驗結果 mm

(3)當濃度為8%、10%、12%時,新型清洗劑的清洗效果優于硝酸;當濃度為6%時,新型清洗劑的清洗效果比硝酸差。

(4)為了保證清洗效果同時降低藥劑成本,需增加配藥攪拌系統,使藥劑攪拌均勻,充分發揮藥劑效果,進行藥劑用量優化。

4 推廣應用

根據現有廠房結構特點和設備配置情況,只需增加新藥劑配藥攪拌槽和儲藥緩沖桶,將原有硝酸儲藥桶的藥劑計量泵移到新藥劑儲藥桶,改造簡單易行。改造后新型清洗劑FD-609在1#和2#過濾機上進行推廣應用,通過長期使用對比,新型清洗劑FD-609清洗效果與硝酸相當。清洗后的水返回硫浮選作業,使用新型清洗劑后對選硫作業無影響,無有毒有害物質產生,對人體無傷害,該藥劑安全環保,可以代替硝酸清洗陶瓷過濾機。

5 成本比較

通過應用對比,新藥劑濃度保持在7.2%時清洗效果與硝酸相當,配成溶液后均用同一型號藥劑計量泵輸送到過濾機清洗,藥劑液體用量一致,即使用1 t新藥劑相當于使用硝酸1÷7.2%=13.89 t,硝酸價格2 825元/t,使用硝酸藥劑成本為2 825×13.89=39 239元,新藥劑廠家直銷38 000～40 000元/t,兩種藥劑成本接近。

6 結 論

(1)新型藥劑無嗅、無毒、對皮膚無刺激無腐蝕,運輸、儲存方便。

(2)新型藥劑配制濃度在7.2%左右時,清洗效果和成本與硝酸相當。

(3)新藥劑清洗后回水返回選礦廠再利用對選礦無影響。

(4)新型藥劑使用過程中安全環保,可以代替硝酸作為陶瓷過濾機的清洗劑。

(5)建議新型環保清洗劑FD-609在同類選礦廠推廣應用。