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压滤机过滤铝土矿浮选矿浆的探索
作者:管理员    发布于:2016-02-26 09:18:56    文字:【】【】【

  轻金属原料矿山压滤机过滤铝土矿浮选矿浆的探索石建军(沈阳铝镁设计研究院有限公司,辽宁沈阳110001)矿石泥化现象严重,矿石过滤性能较差。在工业实践中采用的陶瓷过滤机与立盘过滤机均存在或多或少的问题。本文主要结合铝土矿泥化现象严重的特点,研究了压滤机针对铝土矿矿浆的过滤性能,并与陶瓷过滤机、立盘过滤机等进行了技术经济比较。

  我国的铝土矿资源以一水硬铝石为主。在已探明的储量中,一水硬铝石型铝土矿储量占全国储量的98.46,三水铝石型矿石储量只占1.54.一水硬铝石型铝土矿绝大部分具有高铝、高硅、低铁的突出特点"°。其中铝硅比小于6的铝土矿占全部储量的56之多。

  为了更加有效的利用我国低品位铝土矿,选矿拜耳法生产氧化铝在我国得到了广泛使用。选矿拜耳法是指在拜耳法生产流程中增设一选矿过程,以处理品位较低的铝土矿的氧化铝生产方法。它突破了低品位铝土矿不宜选用拜耳法生产氧化铝的传统观念,通过较简单的物理选矿,可将我国铝土矿资源的平均铝硅比由4~6提高到8~11,使我国中、低品位的铝土矿适应于拜耳法生产氧化铝。

  工艺矿物学研究证明,我国大多一水硬铝石型铝土矿中,一水硬铝石的晶体结构属于链状结构基型,氧原子间存在着较弱的氨氧-氨键,所以在矿物形态上常出现隐晶质或微晶质集合体,其自然粒度较小,与共生矿物关系复杂。但由于存在漫长的地质作用,部分一水硬铝石产生重结晶和脱硅,一水硬铝石变成规则的粒状、柱状、板状、纺锤状、豆鲕状等收稿曰期:2011各种形式,使这些重结晶的一水硬铝石富集合体铝硅比提高,与脉石矿物的嵌布关系变得相对简单。同时,一水硬铝石的化学键变得更加紧密,原子结构也变得紧密,使一水硬铝石的硬度变大。据分析其莫氐硬度为6 ~7,在磨矿过程中不易被磨碎。

  含硅脉石矿物的晶体结构都属于层状结构,这些矿物的结构单位层之间是靠微弱的分子键连接,所以这些含硅矿物的硬度较低,其莫氐硬度为1.5 ~2.5,磨矿时易泥化。

  我国的铝土矿资源以一水硬铝石为主。在已探明的储量中,一水硬铝石型铝土矿储量占全国储量的98.46,三水铝石型矿石储量只占1.54.一水硬铝石型铝土矿绝大部分具有高铝、高硅、低铁的突出特点"°。其中铝硅比小于6的铝土矿占全部储量的56之多。

  为了更加有效的利用我国低品位铝土矿,选矿拜耳法生产氧化铝在我国得到了广泛使用。选矿拜耳法是指在拜耳法生产流程中增设一选矿过程,以处理品位较低的铝土矿的氧化铝生产方法。它突破了低品位铝土矿不宜选用拜耳法生产氧化铝的传统观念,通过较简单的物理选矿,可将我国铝土矿资源的平均铝硅比由4~6提高到8~11,使我国中、低品位的铝土矿适应于拜耳法生产氧化铝。

  工艺矿物学研究证明,我国大多一水硬铝石型铝土矿中,一水硬铝石的晶体结构属于链状结构基型,氧原子间存在着较弱的氨氧-氨键,所以在矿物形态上常出现隐晶质或微晶质集合体,其自然粒度较小,与共生矿物关系复杂。但由于存在漫长的地质作用,部分一水硬铝石产生重结晶和脱硅,一水硬铝石变成规则的粒状、柱状、板状、纺锤状、豆鲕状等各种形式,使这些重结晶的一水硬铝石富集合体铝硅比提高,与脉石矿物的嵌布关系变得相对简单。

  同时。一水硬铝石的化学键变得更加紧密。原子结构也变得紧密,使一水硬铝石的硬度变大。据分析其莫氐硬度为6~7,在磨矿过程中不易被磨碎。

  含硅脉石矿物的晶体结构都属于层状结构,这些矿物的结构单位层之间是靠微弱的分子键连接,所以这些含硅矿物的硬度较低,其莫氐硬度为1.5 ~2.5,磨矿时易泥化。

  正因为矿石中不同矿物之间的力学性质存在明显的差异,导致矿石在磨碎过程中含硅矿物将优先解离、泥化。研究结果表明,高岭石粒级的生成速度为一水硬铝石的1.8倍。

  我国铝土矿普遍埋藏较浅,风化严重,粘土类矿物较多。对中国铝业河南分公司铝土矿进行粒度分析发现,原矿中粒度小于200目含量已达21.24.见表1.表1河南分公司铝土矿原矿粒级分布粒级,目所占比例,1铝土矿主要过滤设备矿石的泥化现象对铝土矿选矿矿浆的过滤设备提出了更高的要求。长期以来,铝土矿矿浆的主要过滤设音包括陶瓷过滤机、立盘过滤机等。

  1.1陶瓷过滤机陶瓷过滤机主要采用陶瓷板作为过滤介质。在压强差作用下,悬浮液通过过滤介质时,颗粒被截留在陶瓷板表面形成滤饼。而液体则通过陶瓷板上微细孔流出,达到固液分离的目的。当矿浆中的微细颗粒或含泥量较多时,矿浆中的微细颗粒会堵塞陶瓷片上的微细孔,造成过滤能力降低,滤饼水分升高频繁的酸洗作业又大幅降低了陶瓷过滤机的作业率。铝土矿选矿行业中陶瓷过滤机作业率通常保持在75左右,滤饼厚度3mm5mm,小时产能0.2t/m2,滤饼水分可达12左右。陶瓷过滤机大可做到120m2.经过长时间工业生产,陶瓷过滤机产能低的问题逐渐暴露出来,也制约了陶瓷过滤机更广泛的使用。

  1.2立盘过滤机立盘过滤机也是一种利用压力差而实现固液分离的一种过滤设音。立盘过滤机的每个过滤圆盘都是由若干个彼此独立、互不相通的扇形滤叶组成,扇形滤叶的两侧为筛板或槽板,每一扇形滤叶单独套上滤布之后,即构成了过滤圆盘的一个过滤室。而中空主轴则由径向筋板分割成若干个独立的轴向通道,这些通道分别与各个过滤室相连,并经分配头周期性地与真空抽吸系统、反吹系统相通,使料浆进行固液分离。滤液穿过滤布,进入各通道,然后经轴的通道及分配头自过滤机中抽出。滤饼则被截留在过滤室两侧的滤布上,旋转到一定位置时,经吹风机构瞬时反吹卸下。

  立盘过滤机的产能相对陶瓷过滤机而言,显著提高正常情况下滤饼厚度10mm12mm,其小时产能0.2t/m2.由于立盘过滤机过滤面积可以做到很大,大可到240m2,整机处理能力相对陶瓷过滤机有很大提高。

  与此同时,立盘过滤机也出现了新的问题:作业过程采用溢流操作,造成微细粒物料在流程中的积累,增加浓密机等脱水的负担,不利于流程的稳定运行。

  ~17之间,特殊情况下可能超过20,造成精矿输送困难。增加了氧化铝生产成本。

  2压滤机过滤铝土矿矿浆试验压滤机是一种间歇性操作、间断排料的一种加压过滤设音。它的过滤过程是通过隔膜板之间的相互挤压,排出滤液的一个过程。压滤机采用间断工作,一个生产周期分为:给料、压榨、吹干、卸料四个阶段。

  2.1滤布试验滤布对于压滤机产能和滤饼水分有非常大的影响。对于滤布选型,应首先提高其透气量,放大滤布孔眼,使细颗粒难以堵塞孔眼;然后再对滤布原料进行选择,选用比较光滑的单丝,并减少每股的根数,振动清洗滤布的时间,以延长滤布使用寿命。

  使滤布不粘泥或少粘泥;后确定滤布织法及表面按照上述的滤布选型原则选定了两种滤布,滤后处理工艺,选用斜纹织法,并严格控制滤布表面后布的各项指标见表2.处理的指标,使其容易卸料、清洗,可以减少压滤机表2滤布的主要指标布种密度伸长量,透气量厚度原用布试验布1试验布2经过比较,终选定试验布2为压滤机使用滤布,并定名为ZX-1型滤布。

  2.2给料时间、压榨时间、吹干时间、吹干压力和给料浓度试验-1型滤布作为过滤介质,进行了给料时间、压榨时间、压榨压力、吹干时间、吹干压力和给料浓度等一系列参数的寻优试验,结果表明:在其它条件一定的情况下,给料时间为9分钟时干矿产率达到高点,给料时间为11分钟时滤饼水分达到低点;除此之外,延长或缩短给料时间都会造成压滤指标的恶化,选定佳给料时间为9分钟。

  压榨时间和吹干时间越长,滤饼水分越低,但产能也同时降低;而压榨时间超过5分钟后,延长压榨时间滤饼水分降低的幅度很小,确定佳压榨时间为5分钟,吹干时间为4分钟。

  压滤机对于铝土矿选矿精矿矿浆的浓度是比较敏感的,在其它条件一定的情况下,给料浓度越高滤饼水分越低,产率也同时提高;当浓度升高到55以上时,产率基本上不再提高,当浓度升高到60以上时,滤饼水分基本上不再降低;反之,当浓度低于55时,产率会大幅下降,滤饼水分的上升幅度也不小,即便延长给料时间,也不能使压滤指标有所好转,甚至指标反而有恶化的趋势。综合上述情况,确定佳给料浓度为55 2.3低水分考查延长压滤机的进料、压榨、吹干时间,在降低产能、增加能耗的情况下考察压滤机所能达到的低压滤水分,为后续工程项目的经济评估提供依据。

  试验结果见表3.由试验结果可知,压滤机所能达到的低压滤水分为8. 5~9.0,此时压滤机产能为60.5kg/m2h左右。

  表3低水分考查结果编物料浓度号给料压力压榨压力吹干压力给料时间压榨时间吹干时间滤饼总重水分过滤速率滤饼厚度2.4综合条件试验通过上面的单项条件试验选定自动压滤机的工艺和设音参数为:给料浓度55~60,给料时间9分钟,压榨时间5分钟,吹干时间4分钟,压榨压力0.7MPa,吹干压力0.6MPa,滤布为透气量为306.5L/m2S的ZX-1型滤布。综合条件试验结果见表由表4看出,当给料浓度控制在55~ 60时,给料时间9分钟,压榨时间5分钟,吹干时间4分钟,压榨压力0 7MPa,吹干压力0.6MPa时,设备干矿处理能力为114.左右。

  3三种过滤设备的技术经济比较bookmark4表4压滤综合条件试验编物料浓度号给料压力压榨压力吹干压力给料时间压榨时间吹干时间滤饼总重水分过滤产能滤饼厚度平均表5过滤设备技术经济比较③过滤机种类单台报价万元处理能力卜干精矿/h单位产能设备投资万元过滤介质消耗元/t原矿运转率滤饼水分装机功率m2陶瓷过滤机m2立盘过滤机m2压滤机注:①、装机功率按:压滤机31kW/台,空压机160kW/台,喂料泵90kW/台。陶瓷过滤机55kW/台。立盘过滤机37kW/台,真空泵160kW/台计。计算出每小时每吨精矿的装机容量。②压滤机配套喂料泵、空压机均为间断工作。③本表装机功率不表示设备运转功率。

  ~60,压滤机做为铝土矿矿浆的过滤设音,具有投资低、产能高、水分低的特点。以工业中常用的80m2陶瓷过滤机、240m2立盘过滤机、450m2压滤机进行产能、投资比较见表5.从表5看出,相对于其他过滤设音,压滤机单位产能投资少,水分低且产能高。

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