真空带式过滤机在某硫铁矿精矿脱水中的应用

吕纪霞

(河南省冶金规划设计研究院)

真空带式过滤机在某硫铁矿精矿脱水中的应用

吕纪霞

(河南省冶金规划设计研究院)

河南某硫铁矿石选矿精矿产品为浮选硫精矿和磁选铁精矿，其中硫精矿中泡沫和滑石的存在，使传统过滤机无法对其实现有效过滤且为间断生产。基于真空带式过滤机的工作原理，通过与其他过滤设备对比，确定选择真空带式过滤机对该硫铁矿精矿产品进行过滤。结果表明，硫精矿和铁精矿最终含水12%、10%。针对应用中存在问题，通过增设排水沟和消泡槽，实现了冲洗水的回用和布料器给料的稳定。

真空带式过滤机 硫精矿 铁精矿 过滤

真空带式过滤机是一种新型过滤设备，因脱水迅速、洗涤高效、低耗节能的优点而被广泛用于冶金、矿山、化工、食品、煤炭、造纸和制药等行业中各种悬浮物的固液分离。自2000年研制成功后，应用于全尾砂膏体充填中对尾砂进行脱水，取得了显著的效果[1]。金堆城钼业东沟钼矿中磁铁矿产品中超细铁精矿的进料细度为-0.023 mm占95%，真空带式过滤机处理后滤饼含水率为22%～25%[2]；2012年，山西某铁矿尾砂浓缩后添加絮凝剂进入真空皮带式过滤机进行脱水，最终含水率约12%，可直接干堆，解决了尾矿的湿排问题。但真空带式过滤机在浮选硫精矿过滤、脱水中的应用尚未有报道。

河南某硫铁矿石选矿精矿产品为硫精矿和铁精矿，需经脱水控制含水率在一定范围内才能销售。硫精矿脉石矿物中滑石含量高于90%，增加了硫精矿的黏性。采用传统的陶瓷过滤机、板框压滤机等均存在需定期更换滤布的问题，无法实现连续生产。在分析该精矿产品的基础上，选择真空皮带过滤机应用于该硫精矿和铁精矿的脱水，并取得良好效果。

1 真空带式过滤机工作原理

真空带式过滤机主要由橡胶带、真空盒、进料装置、滤饼洗涤装置、滤布纠偏装置、滤布张紧装置、橡胶带驱动滚辊与张紧装置、滤布及橡胶带清洗、卸料装置及电控柜等组成，工作原理见图1。

通过进料装置给料至皮带(滤布)，利用自身重力和真空设备的真空负压使矿浆固液分离，皮带机带动皮带匀速运转，实现物料的移动。固液完全分离后，利用卸料装置将皮带上的物料刮下。卸料后皮带上仍残存小颗粒物料，采用高压冲洗水冲洗后皮带运转至布料器附近重新布料。为实现布料均匀，根据皮带机宽度通常设置多个布料器。

1 工艺流程和精矿特点

1.1 工艺流程

该硫铁矿矿石中的金属矿物主要为磁铁矿和黄铁矿，含量分别为17%～18%、8%～9%，是可回收的主要目的矿物。赤铁矿、褐铁矿少量，其他金属矿物黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿等少量至微量。脉石矿物占矿物总量的65%～70%，以滑石、透闪石、石英等为主，其次为绢(白)云母、斜长石以及少量绿帘石、高岭石等。

采用先浮选后磁选的原则工艺流程处理该矿石。由于滑石在捕收剂丁黄药作用下，易与硫一起上浮，影响硫精矿品位，恶化精矿的过滤环境。因此在磨矿细度为-0.074 mm占60%的条件下先通过浮选除去滑石。滑石浮选尾矿经1粗3精3扫浮硫，可得到产率为6.67%、硫品位为48%、回收率为91.47%的硫精矿；滑石精矿和浮硫尾矿合并作为磁选提铁给矿，经3段磁选1段磁筛，磁筛中矿再磨至磨矿细度-0.074 mm占90%后返回磁选，最终可得到产率19.69%、全铁品位65%、回收率88%的铁精矿。

1.2 精矿特点

精矿产品过滤脱水设备的选择主要考虑工艺流程对精矿影响。硫精矿过滤存在三个问题：①虽然进行了预先浮选除去滑石，但硫精矿脉石矿物中滑石含量在90%以上，增加了精矿黏性，影响过滤效果；②硫精矿为浮选精矿，泡沫多，表面吸附有硫精矿细小颗粒，表面张力使泡沫难以破碎，增加了精矿过滤的难度；③由于浮选过程中浮选的动态变化，刮出的硫精矿产量变化，导致过滤机给料不均匀。

图1 带式真空过滤机工作原理

铁精矿为滑石精矿和浮硫尾矿的再磨再磁选，流程较长，浓度低，是影响过滤效果的另一个因素。

2 过滤机的选择与应用

2.1 过滤机的选择

现场生产的硫精矿供单位内部氟化工程利用，最终氟精矿产品送入高炉。为节省氟精矿烘干费用，有必要对硫精矿进行脱水过滤，尽量降低水含量。铁精矿作为炼铁厂原料，水分要求控制在15%以下。根据生产经验，达到要求的过滤设备有真空带式过滤机、陶瓷过滤机、板框压滤机以及盘式真空过滤机等，均能通过PLC控制系统实现全自动运行，进料、提供压缩空气、压滤、滤布冲洗、卸料等操作全部可通过PLC远端控制完成，大大减轻了工人的劳动强度。4种过滤设备的性能对比结果见表1。

表1 过滤设备对比情况

由表1可知，只有真空带式过滤机可实现连续生产，不需要增加浓密池和给矿泵等辅助设施。若采用其他过滤设备，铁精矿和硫精矿过滤均需要配置直径30m的浓密池，并且不能自流，需要进行泵送。考虑到现场场地有限，结合选厂实际地形、生产工艺、前期投入费用和设备运行成本等因素，不宜选用需配套浓密池的压滤机，最终确定采用真空带式过滤机。

2.2 应用结果

该选厂硫精矿和铁精矿产量分别约200、 600 t/d，分别配置15 m2/1 250和36 m2/3 000真空带式过滤机。投产后运行良好，过滤后硫精矿和铁精矿含水率分别约12%、10%，符合生产要求。

3 问题与措施

(1)真空带式过滤机皮带在卸料后经高压冲洗水冲洗后，附着在皮带上的水分移动出冲洗水阶段后，附着水因自重下落。不仅造成水的浪费，还会在场地地面积水。为解决该问题，沿皮带方向做长宽适度、具有一定坡度的水沟，在水沟较低一端设置两个排水沟，实现该部分水的收集、回用。

(2)初步过滤时硫精矿滤饼含水率较高，达到50%，原因有：①硫精矿泡沫较多，影响了其与真空带式过滤机滤布的接触程度，不能及时在皮带表面形成滤饼，过滤不充分；②硫精矿附着在泡沫上，泡沫流动性差，至压滤车间的输送距离较远，布料器精矿和泡沫流入量波动大。现场通过在布料器前增加一个直径为1.5 m的消泡槽，起到消泡和稳定布料器给料的作用。增加消泡槽后硫精矿滤饼含水率在12%左右，达到要求。

4 结 论

真空带式过滤机在相同的给料条件下，不需要额外增设辅助设施即可实现连续生产，滤布寿命较其他传统过滤机有了较大程度的提高。通过在皮带下面设置排水沟，实现了高压冲洗水的回收利用，节约了资源。布料器前硫精矿经过消泡槽消泡，可以实现稳定布料。真空带式过滤机在河南某硫铁矿石选矿精矿产品的应用实践结果表明，硫精矿和铁精矿含水率分别约12%、10%，脱水效果较好。

[1] 丁启圣.带式真空过滤机的研制与应用[J].有色矿山，2001(5)：41-43.

[2] 姚 明，任晓明.新型真空带式过滤机在超细铁精矿脱水中的研究实践[J]. 中国钼业，2009(4)：24-28.

2015-07-10)

吕纪霞(1981—)，女，工程师，450000 河南省郑州市黄河路38号。