穿流压滤机在金翅岭氰化厂的应用

钱 虎，王 浩，李雪林，杨俊彦

(1.招金矿业股份有限公司金翅岭金矿； 2.枣庄学院机电工程学院)

引 言

招金矿业股份有限公司金翅岭金矿(下称“金翅岭金矿”)位于山东省胶东半岛的招远市，是一家集勘探、开采、选矿、冶炼于一体，专注于开发黄金产业的综合性矿山。黄金生产采用全泥氰化生产工艺[1-2]，日处理精矿2 000 t。随着社会的发展，安全环保问题越来越得到重视，企业面临的环保形势日益严峻。氰化厂原箱式压滤机[3-4]已难以满足现阶段的安全环保要求，因此，寻找一种自动化程度高、环保效益好的压滤机尤为重要。“景津”HAZF512/1600-UK单室进料空气穿流水洗滤饼压滤机(下称“穿流压滤机”)是一种高效、节能、快速的间歇性操作加压过滤设备，可广泛应用于洗煤、矿山、黄金、化工、食品、染料、白炭黑、钛白粉、医药等领域的固液分离[5]。该压滤机具有密闭效果好、节能环保、装卸滤布安全方便等特点，能够降低滤饼含水率，无漏风现象，进料均匀，滤饼厚度均匀、反吹管道及进料管道清洁无残留浆液，滤饼自动脱落，反吹阀门使用寿命延长一倍以上，单室进料滤板与同等型号的普通滤板相比,过滤面积增大6 %～11 %。2019年11月，应生产要求，金翅岭金矿购入3台穿流压滤机，并于2020年3月投入生产，使用至今，取得了良好的经济效益和环境效益。

1 穿流压滤机结构及工作原理

1.1 穿流压滤机结构

穿流压滤机由机架部分、过滤部分、液压部分、卸料装置和电器控制部分等5部分组成，其结构简图如图1所示。

1—止推板 2—主梁 3—自动拉板系统 4—压紧板 5—机座 6—油缸 7—进料连接口 8—反吹连接口9—滤液排放及洗涤进水和滤饼风干进风连接口 10—滤液排放及洗涤出水连接口 11—翻板出液口 12—液压系统13—电柜 14—翻板 15—防腐板 16—进料A板 17—厢式密封B板 18—滤布图1 穿流压滤机结构简图

1.1.1 滤 板

滤板是穿流压滤机的核心部件，穿流压滤机滤板可分为进料A板和厢式密封B板，其结构如图2所示。进料板是洗涤和吹风的排水排气板，进料A板将主进料管道内的进料向每个滤室单独分流，有效保证滤饼厚度均匀；滤室的形状可使有效过滤面积增加6 %～11 %。厢式密封B板配套进料板使用，其四角密封圈的独特结构和高性能材料可有效保证滤板及密封圈密封效果的稳定性，且不易损坏；其是吹风的进水进气板，洗涤吹风孔可以保证水流和风流在恒稳压力下全面充分地穿透滤饼，没有盲区，避免能源浪费。

图2 穿流压滤机进料A板及厢式密封B板结构

1.1.2 滤 布

结合穿流压滤机结构及实际工况，该穿流压滤机使用挂胶滤布及刷胶滤布组合，其结构如图3所示。挂胶滤布解决洗涤和吹风时的断路问题，保证洗涤和吹风效果，避免能耗浪费；刷胶滤布配套挂胶滤布使用。滤布采用披挂式，拆装更换方便，而且安全性高，其安装如图4所示。

图4 滤布安装示意图

1.2 穿流压滤机工作原理

穿流压滤机运行过程为：入料、进料延时(进一步保证滤饼厚度)、吹风干燥、卸料4个阶段。滤室是穿流压滤机的关键部位，过滤、反吹、干燥均在滤室中完成。具体作业过程如下：

1)过滤。穿流压滤机滤室密封闭合后，料浆经进料管进入滤室，滤液通过滤布经滤液管排出，矿浆固体颗粒留存在滤室中，逐渐形成滤饼。

2)反吹。穿流压滤机入料完成后，入料管路中留存部分料浆，停止给料后，压缩空气注入入料管路中，将管路中料浆吹出并返回流程上一工段。

3)干燥。通过管路吹风后，管路中料浆返回上一工段，但滤室中仍残留大部分水分，压缩空气通过2条滤液管中的1条被输送至滤室，空气透过滤饼将矿浆固体颗粒之间的水分排出，使滤饼水分满足生产需求，吹风时间的长短决定滤饼水分的高低。

2 工业试验

2.1 过 滤

穿流压滤机过滤过程分为2步，第1步矿浆通过离心泵输送至穿流压滤机滤室，入料压力达到设定值时进入第2步进料延时阶段，延时阶段的进料时间根据生产需求设定。穿流压滤机滤饼厚度作为最终衡量压滤机运行效果的重要指标，因此，滤饼厚度、滤饼水分可反映穿流压滤机运行效果。

2.1.1 入料压力

进料延时时间0 s，不同入料压力情况下，穿流压滤机滤饼厚度和滤饼水分测定值如表1所示。

表1 不同入料压力下滤饼厚度和滤饼水分测定值

由表1可知：穿流压滤机滤饼厚度随着入料压力的增大而逐渐增大，滤饼水分随着入料压力的增大而逐渐减小，当入料压力达到0.40 MPa时，滤饼厚度达到32 mm，滤饼水分为24.4 %。继续增大入料压力，滤饼厚度变化较小，滤饼水分越来越低且降低程度小，因此选择0.40 MPa作为穿流压滤机的入料压力。

2.1.2 进料延时时间

入料压力0.40 MPa，在不同进料延时时间下，穿流压滤机滤饼厚度和滤饼水分测定值如表2所示。

由表2可知：在同一入料压力条件下，穿流压滤机滤饼厚度随着进料延时时间的增加而增大，当时间达到350 s时，滤饼厚度达到35 mm；继续延长进料延时时间，滤饼厚度不再变化，滤饼水分越来越低，但降低趋势越来越小，因此，选择350 s作为穿流压滤机的进料延时时间。

2.2 干 燥

干燥是对滤室中滤饼进行吹风，主要影响滤饼的水分，在入料压力0.40 MPa，进料延时时间350 s，不同吹风干燥时间条件下，穿流压滤机滤饼厚度和滤饼水分测定值如表3所示。

由表3可知：随着吹风干燥时间的延长，滤饼厚度无明显变化，滤饼水分逐渐降低，且降低趋势逐渐减小，结合生产实际，确定200 s作为穿流压滤机吹风干燥时间。

表3 不同吹风干燥时间下滤饼厚度和滤饼水分测定值

3 穿流压滤机在氰化厂的应用

3.1 工业应用

在黄金氰化生产过程中，XMZ240/1500压滤机(下称“传统压滤机”)脱水效果差，滤饼水分高。采用3台穿流压滤机代替6台传统压滤机进行压滤，对2种压滤机的滤饼进行氰化浸出试验，试验结果如表4所示。

表4 2种压滤机滤饼氰化试验结果

由表4可知：穿流压滤机滤饼氰化尾渣品位比传统压滤机滤饼氰化尾渣品位降低0.03 g/t，氰化钠耗量减少0.40 kg/t，氧化钙用量减少0.5 kg/t。这是因为传统压滤机滤饼中所含水分含有杂质，影响氰化浸出试验中氰化钠、氧化钙耗量，而穿流压滤机滤饼水分低，所以氰化浸出过程中减少了氰化钠和氧化钙的耗量，从而降低氰化尾渣品位。

3.2 技术经济指标对比

3台穿流压滤机与6台传统压滤机处理能力相当，经过一年多的工业运行，传统压滤机与穿流压滤机主要技术经济指标如表5所示。

表5 传统压滤机与穿流压滤机主要技术经济指标对比

由表5可知：与传统压滤机相比，穿流压滤机在满足生产需要的同时，滤饼水分降低7.1百分点，新生含氰废水减少90.39 m3/d，氰化钠耗量减少320 kg/d，氧化钙耗量减少400 kg/d，滤布使用周期延长10 d，运行成本显著下降，可产生利润316.8万元/a，节约含氰废水处理成本149.86万元/a，节约氰化钠购买费用126.72万元/a，节约氧化钙购买费用6.6万元/a，取得了良好的经济效益和环境效益。

4 结 语

穿流压滤机在氰化厂成功应用，其运行稳定、自动化程度高、设备故障率低、操作人员工作强度低、处理能力大、滤饼水分低，经过一年多的生产实践，确定入料压力0.40 MPa、进料延时时间350 s、吹风干燥时间200 s为穿流压滤机最优作业参数。穿流压滤机滤饼氰化尾渣品位比传统压滤机滤饼氰化尾渣品位低0.03 g/t。穿流压滤机在满足生产需要的同时，新生含氰废水减少90.39 m3/d，氰化钠耗量减少320 kg/d，氧化钙耗量减少400 kg/d，滤布使用周期延长10 d。节约含氰废水处理成本148.5万元/a，节约氰化钠购买费用42.24万元/a，节约氧化钙购买费用7.9万元/a，经济效益和环境效益良好。