浅论陶瓷过滤机在选矿工艺中的开发应用

白　鹰

（青海省西宁特殊钢集团有限责任公司，青海西宁 810006）

浅论陶瓷过滤机在选矿工艺中的开发应用

白鹰

（青海省西宁特殊钢集团有限责任公司，青海西宁 810006）

世界上最早的陶瓷过滤机产生于上世纪90年代的芬兰，我国最早进口陶瓷过滤机的用户是营口铅锌矿，用于铅锌精矿产品的过滤，过滤电耗节省了85%，水分降低了2-3个百分点，效果十分理想。精矿脱水是所有选矿厂必不可少的工序，随着矿物嵌布粒度的日益细化，高效的脱水技术已经受到选矿行业的日益重视。简要介绍陶瓷过滤机的工作原理，在铁矿选矿中的实际应用效果及发展前景。

铁矿 陶瓷过滤机 原理 应用 发展

西宁特殊钢股份公司有限责任公司于2005年在甘肃肃北蒙古自治县大红山矿区建设年处理300万吨原矿的铁矿选厂，同期在新疆哈密白山泉矿区建设年处理量200万吨原矿的的铁矿选厂，2010年又在青海洪水河矿区建设年处理量100万吨原矿的的铁矿选厂。这几个矿区均属低品位矿石，细粒浸染，要取得精良的产品，必须将矿石磨细至-400目90%以上。采用内滤筒式真空过滤机，微细精矿无法迅速沉降到滤布上，以溢流和滤液的形式返回到浓缩机，在浓缩过滤间造成恶性循环，致使过滤成本居高不下，盘式过滤机，滤饼水分高，滤液浊度大，悬浮物排效超标，给后续作业和环境治理带来较大危害。针对以上情况，为节能降耗，我公司从一开始进入矿山行业就特别重视借鉴和吸收国内外节能降耗方面的新设备，大胆选用国内技术先进的陶瓷盘式真空过滤机用于铁矿选矿脱水。并带动了三地周边选矿厂改造了普通盘式真空过滤机。

矿山的精矿脱水广泛采用滤布为过滤介质的真空过滤机，生产过程中存在耗气大、耗能高、真空低、滤饼含水高、产量低、滤布宜磨损、维修工作量大等缺点。而陶瓷过滤机是集微孔陶瓷、机械制造、超声清洗和自动化控制于一体的高新技术产品，有高效、节能、运行成本低等显著特点是传统的固液分离设备无法比拟的，它的诞生是固液分离设备领域的一场革命，具有划时代意义。但由于国外对我国实行技术封锁，设备非常昂贵，使得矿山企业只能望机兴叹。国家在“八五”期间委托江苏省陶瓷研究所对陶瓷过滤机核心技术进行科技攻关，在1997年拥有了自己知识产权的复合式陶瓷平板的陶瓷过滤板加工技术。

陶瓷过滤机是种新型高效节能的固液分离设备，其机理与盘式过滤机相类似，即在压强差的作用下，悬浮液通过过滤介质时，颗粒被截留在介质表面形成滤饼，而液体则通过过滤介质流出，达到了固液分离的目的。但两者又有本质区别，过滤介质不同，陶瓷过滤机用微孔陶瓷板作为过滤介质，取代了滤布，它集微孔陶瓷、机械制造、超声波清洗、微电脑控制于一体，应用毛细效应原理，使微孔中的毛细作用大于真空所施加力，从而达到过滤效率高，滤饼水分低，滤液清澈透明，节能效果好，设备维护简单，故障少，寿命长，劳动强度低等特点。其特点:杜绝了跑混现象，滤液清澈，有利于环保排放及循环利用，节约水资源。陶瓷板为微孔，构成了管径小分布密集的毛细管，使滤液通过速率快，固体颗粒不能穿滤，是滤布网孔做不到的。滤板在干燥区运行时，滤饼中的滤液能被抽进滤板，而空气却不会漏进去，即“通水不通气”。这意味着抽滤过程不会有“真空损失”，仅需一台很小的真空泵就能维持整机的真空（-0.097MPa）状态运行，与其它过滤机相比节能80%以上，较高的真空度也是滤饼水份低的重要原因，陶瓷过滤机的滤饼水份可下降2-3个百分比。采用电脑工控程序化控制，控制简单、便捷、可靠，可按工艺要求随机调整转盘速度，减轻了劳动强度，并可实行远程控制。陶瓷过滤机超声波清洗技术的开发应用，解决了物料颗粒堵塞毛细孔的现象，保证了滤液清洗更彻底，过滤始终处于高效率运行。自动排液装置技术的开发应用，实现了设备全自动运行，降低了设备装机功率和能耗，并改变了因为使用离心泵强制排水而提出的对工业现场苛刻条件的局面，减少了设备制造成本和使用成本。搅拌装置技术的开发应用，保证了设备的高效运行，防止物料沉淀导致设备过滤效率下降的现象。气液分配装置技术（即分配阀）的开发应用，实现设备能连续运行的工作状态。过滤介质—陶瓷滤板使用寿命长。与传统的老式过滤介质滤布相比，陶瓷过滤板使用寿命可以达到2年，比滤布寿命长6-10倍。陶瓷过滤机工作原理图1所示:

陶瓷过滤机工作原理:滤饼形成（吸浆区）--滤饼脱水（过滤区）--二次投料或淋洗区—滤饼脱水（干燥区）--陶瓷板清洗（反冲洗区）--滤饼刮除（卸料区）。料浆槽由不锈钢板焊接而成，起承载料浆的作用，搅拌器在料浆槽内搅拌混合料浆，避免料浆沉积；陶瓷过滤板安装在转子上，转子由两轴承座支承。在减速机的带动下，以0.5-2转/min旋转，料浆在真空的作用下，吸附在陶瓷过滤板上，滤饼由刮刀刮下，由输送机带走，滤液通过分配器到达真空桶，并由滤泵通过水路系统反冲洗陶瓷过滤板，滤泵安装必须在真空桶下大于3m处，这样可保证从真空桶内抽出滤液。配套了计算机监控系统，该系统采用PC总线模块化工业控制机并配以各种变送器、变频器、多路气动阀门、液位器等仪器。开机时，料浆阀门由料位仪监控，控制料浆料位高低，真空桶滤液由液位仪检测，当至高位，工控机便迅速打开滤泵出口的旁路阀门，快速排水。水路系统、气路系统压力由各种压力变送器监测。主轴减速机转速，搅拌减速机转速均通过变频器调速，达到无级变速。过滤介质为陶瓷过滤板，不用滤布，刮泥时刮刀与陶瓷之间留有0.4—0.8mm间隙，以防止机械磨损，延长使用寿命，陶瓷过滤板微孔孔径不大于2μm，材质必须具有亲水性，必须有足够的强度。目前，常用的是具有亲水性的氧化铝陶瓷材质，空隙率在35%左右。因此，在过滤过程中，水和清水的陶瓷间产生表面张力，这就产生毛细现象，使微孔内始终充满液体，当抽吸真空时，滤液通过微孔，而空气却不能通过。在工作过程中，微小颗粒易于堵矿山选矿工艺中采用了陶瓷过滤机，提高了金属回收率，并且滤液中悬浮物含量极低，滤液清澈，因此排水实现了零排放，所排放的水还可以综合反复利用，使得水资源能够充分利用，提供了一种安全无污染的职业环境，运行时噪音＜70dB（A），工作室用微机管理自动化，自动报警。整个系统运行安全、稳定。加上过滤后的物料含水率低，运输途中不会因物料含水高而造成物料流失（某些物料又会对沿途环境造成污染），提高产品质量，降低运输成本，减少了企业的损失，有保护了环境，经济效益、社会效益均很明显。

塞陶瓷微孔，影响生产效率，采用每一循环反清洗方法，即通过分配器由陶瓷过滤板内部反冲液至过滤板表面，达到清洗微孔。反冲洗一般设置在卸料区的后一区，设置角度与陶瓷过滤板扇形角相同。这样保证在每一循环过程中每一块陶瓷板都得到清洗一次。工作一定时间后，采用超声清洗或化学清洗两者混合清洗，以达到过滤板清洗得更彻底，过滤始终保持高效率。

［1］宋家骏.微孔陶瓷圆盘过滤机［J］.国外金属矿选矿，1995（5）.

［2］王甲，何振永.微孔陶瓷加压过滤的试验研究［J］.过滤与分离，1996（1）.

［3］时宗友.CC-45陶瓷过滤机在硫精矿脱水中的应用［J］.金属矿，1997（4）.

［4］刘广龙.陶瓷过滤机应用于浮选铜镍精矿的研究［J］.云南冶金，2002（6）.

［5］曲景奎，隋智慧，周桂英，肖宝清，张强.固-液分离技术的新进展及发展动向［J］.过滤与分离，2001（4）.

［6］金成宽，王玲.陶瓷盘式过滤机在东鞍山烧结厂的应用［J］.金属矿山，2002（10）.

［7］石继军，邓合汉.使用陶瓷过滤机降低精矿水分提高精矿质量的作用［J］.有色金属（选矿部分），2005（1）.

白鹰（1971—），男，青海西宁人，大专，工程师，研究方向：矿山采选。