陶瓷过滤机过滤铁精矿的优化研究

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　　摘 要：某选矿厂利用60m2陶瓷过滤机过滤铁精矿，实际平均利用系数仅为0.56t·m-2·h-1，平均滤饼水分12%。通过对陶瓷过滤机的工艺参数进行调整，最终陶瓷过滤机的平均利用系数提高到了0.8t·m-2·h-1，水分降低到9%以下，满足了生产要求。
　　关键词：陶瓷过滤机；过滤；滤饼水分
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.088
　　1 概述
　　某铁选矿厂采用60m2陶瓷过滤机过滤铁精矿，由于球团作业混料水分要求小于9%，而实际平均滤饼水分已经达到12%，设备产能低，平均利用系数0.56t·m-2·h-1。由于陶瓷过滤机受给矿浓度、滤盘转速、真空度影响非常大，所以我们对陶瓷过滤机的工艺参数进行研究分析，进而确定了陶瓷过滤机的最佳工艺参数。
　　2 陶瓷过滤机的工作原理及工作过程
　　2.1 工作原理
　　陶瓷过滤机的滤板坯体采用中刚玉制作，表面膜为白刚玉，制作成的滤板内部形成不规则的微细孔道，每个毛孔直径小于2μm，每个微孔相当于一个毛细管[1]，正是应用毛细原理，使得滤板只有滤液可以通过，空气无法通过，保证了过滤时的真空度。当滤板浸入矿浆中时，通过毛细作用，矿浆中的固体颗粒堆积在滤板表面，形成滤饼，而滤液则通过滤板从滤液管道中排出实现固液分离[2]。
　　2.2 工作过程
　　陶瓷过滤机主要构件包括分配头、转子、刮刀、搅拌器、浆料槽及反冲洗系统。
　　工作开始时，浸没在料浆槽的滤板在真空的作用下，表面形成较厚的物料层。滤液通过滤板中的微孔到达分配头，再从分配头进入真空桶。滤板脱离矿浆液面后仍继续脱水，使滤饼进一步干燥，最后在刮刀的作用下卸料。
　　卸料后的滤板进入反冲洗区，通过反冲洗水清洗滤板上堵塞的微颗粒，至此完成一个循环过程。在陶瓷过滤机长时间运转后进行一次超声波与酸液的联合清洗[3]。
　　3 陶瓷过滤机的优化研究
　　优化前陶瓷过滤机的平均给矿浓度45%，滤盘转速在0.6r/min～1.2r/min之间，平均真空度0.06MPa。因为陶瓷过滤机主要受给矿浓度、滤盘转速、真空度因素的影响，所以逐一进行研究分析使陶瓷过滤机达到最佳的工作效果。
　　3.1 给矿浓度的影响
　　由表1可以看出，在控制真空度与滤盘转数一定时，随着给矿浓度的升高，利用系数和滤饼水分逐渐升高。因为浓度可以改变矿浆的性质，当浓度达到一定值时，矿浆粘度会对过滤产生阻力，高浓度过滤阻力较低浓度滤饼阻力低[4-5]。为满足滤饼水分小于9%的要求，陶瓷过滤机最佳的给矿浓度应控制在55%～60%，这时的平均利用系数0.8t·m-2·h-1，滤饼水分在8%左右。
　　3.2 滤盘转速的影响
　　由表2可以看出，在真空度不变，给矿浓度控制在55%-60%时，随着滤盘转速的提高，利用系数先逐渐提高后略有偏小，而滤饼水分随滤盘转速的升高而升高，说明滤盘转速与产能不是简单的线性关系，而是一种抛物线的关系，但是随着滤盘转速提高滤饼水分会升高，这是因为滤饼脱离矿浆液面后继续干燥的时间变短了。为了满足滤饼水分小于9%的要求，陶瓷过滤机的最佳转数应控制在0.8r/min～1r/min之间。
　　3.3 真空度的影响
　　转数在0.8r/min～1.0r/min时，给矿浓度控制在55%-60%时，随着真空度的提高利用系数逐渐提高，并且滤饼水分逐渐降低。所以实际生产时应控制真空度应该是越高越好。根据实际生产真空度控制在0.07以上是没有问题的。
　　4 结语
　　陶瓷过滤机优化前，平均利用系数只有0.56 t·m-2·h-1，滤饼平均水分12%。通过对陶瓷过滤机的滤饼水分和利用系数与给矿浓度，主轴转数，真空度因素的试验结果分析，得出陶瓷过滤机在过滤铁精矿时，给矿浓度为55%～60%时，主轴转数控制在0.8r/min～1.0r/min时，真空度控制在0.07以上效果最佳，此時平均利用系数0.8t·m-2·h-1，滤饼水分小于9%。
　　参考文献：
　　[1]李桂鑫.高效节能的过滤设备-陶瓷过滤机[J].国外金属矿选矿，1998（07）：35-38.
　　[2]Rushton，Aetal.Solid-Liquid Filtration and Separation Technology[M].New York：VCH Publishers Inc.1996.
　　[3]辽宁换环创高科有限公司.陶瓷过滤机使用说明书[S].2016.
　　[4]李正东，吴伯明.影响陶瓷过滤机产能的因素[J].金属材料与冶金工程，2007，35（01）：40-42.
　　[5]杨守志，孙德堃，何方箴.固液分离[M].冶金工业出版社，2008.
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