隔膜压滤机在碱性浸锑矿浆脱水中的应用

2022/04/28 分类:技术文献 412

目前，国内外主要采用的机械化脱水设备有带式过滤机脱水、离心机脱水和板框压滤机脱水，其中程控隔膜压滤机是在普通板框压滤机的基础上进行了优化改进，它是一种间歇性分离细微悬浮液的过滤设备。压滤机即可用于分离低浓度悬浮液，又能分离粘度较高或接近饱和状态的悬浮液，能集过滤、洗涤、干燥、卸渣、清洗滤布及排液于一体，特别是对各种过滤和洗涤工艺要求较高的物料可在该机上一次完成。目前，压滤机已广泛运用于石化、有色冶炼、矿业加工、环保污水处理等行业。

特别是隔膜压滤机具有其耐高压，密封性好，卸料方便，滤饼含水率低等优点，该技术在国内已被广泛应用于冶金等领域。为此，针对国内某冶炼厂的碱法浸锑—电积沉锑工艺流程，介绍了隔膜压滤机的工作原理，考察了板框进浆浓度、滤液中氢氧化钠浓度和滤液温度对隔膜压滤板框运行参数和生产指标的影响，通过工业实践获得了较好的经济效益。

隔膜压滤机工作原理

隔膜压滤机作为高效固液分离设备，黄金冶炼和矿山企业主要用于矿浆脱水。隔膜式厢式压滤机采用侧吸泵进料压滤，首先进行１次隔膜压榨，矿浆从止推板中部的进料口进入滤板之间，含锑贵液透过滤布从板框出水口溢流至前液池。其次在洗涤槽内注入电积贫液，采用侧吸泵往压滤机内注入高压洗水进行洗涤，洗涤滤液溢流至洗涤槽循环使用，洗涤结束后利用隔膜张力对脱锑矿进行强力挤压脱水。含锑滤液透过滤布排至前液池，固体物质（脱锑矿）被滤布阻隔，形成含水率较低的干性物质。该锑冶炼厂隔膜压滤机主要由机座及支撑、进气口、拉板小车导轨、进料口、止推板、滤板及滤布、压紧板、大梁、拉板小车、电源控制柜、液压系统、小车导轨、出水口、接水盘14个部件组成。通过电源控制系统和液压系统控制板框滤板的压紧和松开，并完成滤饼的脱落和滤液的分离。

隔膜式压滤机应用关键参数

板框进浆浓度

由于隔膜式板框压滤机进浆浓度不宜过低或过高，浸锑—电积工艺流程一般采用20％～45％矿浆浓度进行浸出，因此隔膜对矿浆的进入浓度要求严格。板框进浆浓度过低，不仅延长了板框的压滤时间，而且影响日处理矿量，增加电耗。板框进浆浓度过高，直接导致滤液锑含量急剧增大，影响后期洗涤效率和脱锑矿技术指标。压滤时间计算方法为开启板框压滤侧吸泵时按计时器计时，压滤结束后停止计时并读数。配备一槽矿浆后，在调浆用水一定的条件下，压滤时间随板框进浆浓度的增加而增大。在进浆浓度为20％时，矿浆压滤时间为 14min，滤饼水分14.21％，单块滤布使用寿命30d。提高矿浆浓度至 45％时，矿浆压滤时间为22min，滤饼水分 9.79％，单块滤布使用寿命32d。在矿浆制备后，板框低浓度进浆时，压滤后滤饼不成型，并在压滤过程中板框极易喷浆和漏料。高浓度进浆时，由于矿浆制备过程中投入矿量较大，单台隔膜压滤板框的滤室容积无法满足一槽矿浆压滤需求，考虑到日处理矿量和板框运行指标，板框进矿浓度选取35％。

滤液氢氧化钠含量

碱性湿法浸锑需要在NaoH作为保护碱的条件下添加硫化钠进行浸出，由于锑电积沉锑过程中生成硫化钠，因此调浆浸出时只需补充氢氧化钠调节碱度防止硫化钠水解。浸出时溶液中氢氧化钠用量直接影响矿浆 pH值，且对生产指标和板框滤布的使用寿命均会造成不同程度的影响。滤饼（脱锑矿）中锑品位随浸液中氢氧化钠含量的增大而减少，随着氢氧化钠含量增大，在高碱度条件下进行浸出，板框滤布的使用寿命也随之缩短，在氢氧化钠用量为100g/L时，脱锑矿滤饼含水9.95％，单片滤布使用寿命仅为24d，考虑到生产成本及指标运行情况，浸液中氢氧化钠含量控制在 60g/L为宜。

进浆温度

浸出矿浆浓度35％，浸液氢氧化钠含量 60g/L，采用换热器对浸出槽恒温换热保温，确保浸出温度与板框进浆温度（即反应终点温度）保持一致，考察板框进浆温度对生产运行指标的影响。脱锑矿滤饼锑品位随浸出温度（板框进浆温度）的升高而降低，在浸出温度为95℃时，滤饼含水9.56％，脱锑矿滤饼含锑0.49％，单块滤布使用寿命仅有 18d。由此可见，随着板框进浆温度的提高，滤布的使用周期也随之缩短，由于高温状态下板框进浆时对管道和滤饼损坏严重，结合现场实际生产需求，板框进浆温度选取65℃。

浸锑矿浆的配置

含锑金精粉原料来源于陕西某冶炼厂锑浮选尾矿，原料含锑约10％。浸锑上料设备包括调浆罐，贫液加热槽采用自动控制系统对水和矿粉实现自动化调浆计量，能准确控制水和矿粉的加入量，避免因矿浆浓度偏差引起的工艺指标波动。调浆时首先对电积沉锑后的贫液采用焙烧炉余热进行换热，控制贫液温度至65℃后，加水电磁阀自动打开添加贫液，其次加入氢氧化钠（片碱），其作用是保护电积后溶液生成的硫化钠水解，最后采用铲车快速上料，控制浸出矿浆浓度在35％，强力搅拌浸出15min。

板框压滤机脱水洗涤

隔膜压滤机处理该冶炼厂的碱性含锑矿浆单个循环主要分为以下步骤：压紧滤板→进料→１次隔膜压榨→水洗→２次隔膜压榨→反吹→拉板卸料→压紧滤板进入下一个循环。进料前由液压系统将滤板压紧，完全压紧后开始进料。矿浆输送泵采用工程塑料侧吸泵供浆，将滤室腔体充满后关闭进料泵，开启压榨阀门进行第１次压榨。维持压榨压力在0.6Mpa左右，保持 25-30Min，观察滤板出水口，当滤液水流由连续出水变成点状出水时，此时关闭压榨阀门，切换板框进口阀门，开启洗涤泵进行洗涤，洗涤滤液采用电积后的贫液，洗涤30Min，确保板框内的滤饼完全与洗涤液接触，洗涤结束后关闭洗涤泵，开启压榨阀门进行第２次压榨。压力0.6Mpa，时间30Min，压榨结束后开启反吹阀门，反吹20S将隔膜腔内的残余液体排出至洗涤槽。最后松开板框压紧板，采用拉板小车自动卸料。整个循环周期约为1.5h，脱锑矿滤饼厚度可达35mm，脱锑矿含水率 8-10％。