全站搜索
高碱度铜精矿滤布的再生清洗
作者:管理员    发布于:2016-04-25 10:01:09    文字:【】【】【

  铜是与人类关系十分密切的有色金属,广泛地应用于机械制造、建筑、电气、轻工、国防工业等领域。

  以铜为主伴生有钼的铜钼矿床大多为斑岩型铜矿床,因矿石储量大而成为目前世界提取铜的重要资源。国内某大型铜钼矿山,铜钼混合精矿采用抑铜浮钼工艺分离铜、钼,铜精矿用圆盘加压过滤机进行过滤、脱水。由于铜、钼分离在高碱度矿浆中完成,因而铜精矿矿浆黏度大,颗粒细小的铜精矿在过滤时极易堵塞滤布,且堵塞后的滤布再生、清洗效果不好,严重影响过滤效率和加压过滤机的正常工作,给企业正常生产带来困扰。

  实际生产表明,滤布失效主要有滤布堵塞、滤布上出现孔洞、滤布过分伸长变形、滤布跑偏卷边以及滤布连接的金属接缝损坏等5种形式H.对于固体颗粒较小、矿浆黏度较大的物料,滤布堵塞是影响过滤效率的主要因素。因此,本试验对现场铜精矿加压过滤滤布进行了化学、物理清洗方式研究,终确定的化学+物理复合清洗方式有效地解决了滤布的有效清洗问题,为提高加压过滤机的生产效率、降低过滤成本创造了条件。

  1滤布及其工作状况生产现场所用滤布为复丝尼龙滤布,平均鼓泡孔径为40.4透水率为5.78x10-3m/s.生产中加压过滤机工作压力为0. =11.97、表面张力为61.4mN/m.由于矿浆在高压状态下进行固液分离,滤布又在高压反吹风作用下卸料,且矿浆碱度高、密度大、过滤物料粒度微细,因而滤布极易堵塞而影响过滤效率。为了延长滤布的使用周期,除设备自带实时反冲洗系统外,现场每天还定时停车进行人工高压水冲洗,但清洗效果并不十分明显,且对生产有定影响。

  MASTERSIZER-2000激光粒度分析仪测得矿浆中固体颗粒粒度分布见(图中d表示粒径,pm),XRD分析结果见。

  布鼓泡孔径,这样可有效减小过滤阻力,提高过滤速度,但也是造成滤布易堵的主要原因5.由可看出,矿浆中固体颗粒的主要成分为CuFeS,此外还有少量SiO2和MoS等。

  2滤布堵塞原因分析过滤介质的堵塞是矿浆中的固体颗粒吸附在介质上或镶嵌在介质的孔隙中,使介质通过流体的能力降低甚至停止4.为了分析滤布堵塞机制,了解矿浆中固体颗粒如何堵塞滤布,分别对新滤布及使用3d的滤布进行SEM对比,结果见。

  (b)使用3d的滤布使用前后滤布SEM照片由可看出,矿浆中固体颗粒对滤布的堵塞有滤布丝线间的堵塞、丝线纤维间的堵塞。这些堵塞、滞留主要有镶嵌、架桥、夹层、栓塞和黏附等5种形式63,且这5种形式往往同时存在。此外,滤布长期浸泡在碱性矿浆中,导致滤布纤维变硬、滤布板结,也是造成滤布失效的重要原因。

  基于滤布的堵塞既有滤布材质、孔径、编制方式方面的原因,也与所滤矿浆的物性及过滤压力有关。

  因此,解决滤布失效的方法就应该主要从清除堵塞、软化滤布等方式入手。一般认为,化学方法往往兼有溶解固体颗粒中某些成分、软化滤布作用,而刷洗、反吹、冲洗、超声、加温及施加电场等物理方法67则更侧重于清除堵塞。因此,滤布的清洗、再生试验优先考虑化学方法。

  3滤布清洗试验结果与分析3.1酸浸清洗从滤布失效原因分析可看出,要实现滤布的再生,首要任务是去除滤布上堵塞的颗粒、降低滤布的板结程度。由于铜精矿浆呈碱性,且其固体颗粒多溶于酸,因此选用不同种类的酸溶液为清洗剂进行清洗试验。

  试验选用草酸、醋酸、硝酸、氢氟酸和盐酸等5种酸,其中醋酸为一元有机弱酸,草酸为二元有机强酸,硝酸为比盐酸腐蚀性更强的元无机强酸,氢氟酸为可溶解Si2的一元弱酸。

  将体积浓度为10的上述酸溶液分别浸泡使用3d的滤布(透水率为3.09X 103m/s)30min,冲洗后测得各滤布的透水率见表1,清洗后滤布的SEM照片见。

  表1不同溶液对滤布的清洗效果浸泡液草酸盐酸氢氟酸硝酸醋酸透水率由表1可看出,各种浸泡清洗情况下再生滤布的透水率均明显低于新滤布的透水率;浸泡液清洗效果从优到劣的次序依次为醋酸>硝酸>氢氟酸>盐酸>草酸,即除草酸外,其他酸均有清洗效果。

  由可看出,经醋酸清洗过的滤布其纤维松弛,硝酸次之,而经草酸清洗过的滤布其纤维则显得相当紧密而板结;醋酸清洗过的滤布丝线间较大固体颗粒的堵塞、镶嵌现象十分少见,但纤维缝隙间明显填满了微细粒固体颗粒,其他酸液清洗过的滤布表面则可见数量和大小不等的固体颗粒。

  比较分析认为,造成有机强酸草酸清洗效果差的主要原因是,其浸泡使得滤布变得僵硬、板结,不利于镶嵌在滤布上的矿物颗粒的脱除;醋酸酸性虽然弱,与滤布上矿物颗粒反应产生的气泡也比硝酸、氢氟酸和盐酸少,但因其有佳的软化滤布效果,有利于镶嵌在滤布上的矿物颗粒的脱除,因而清洗效果好。

  3.2复合清洗3.2.1醋酸+超声清洗超声清洗的原理实际上就是超声空化作用。超声空化即指存在于液体中的微小气泡(空化核)在超声场的作用下振动、生长并不断聚集声场能量,当能量达到某个阈值时,空化气泡瞬间急剧崩溃闭合,释放出巨大的能量,并产生冲击力强大的高速微射流。超声波用在清洗中时,空化作用使得滤布上的颗粒在强大冲击力作用下掉落,从而达到较为理想的清洗效果8.由于超声清洗效果不仅与介质特性有关,而且与声场有关,因此,试验研究了超声频率和功率对清洗效果的影响。试验在超声清洗槽中进行,清洗液为体30min,使用3d的滤布在不同超声频率和功率下的试验结果见。

  超声功率/(W/L)超声清洗试验结果由可看出,20kHz情况下的清洗效果好于40kHz情况下的清洗效果;提高超声功率有利于改善清洗效果。因此,适宜的超声清洗频率为20kHz、功率为80W/L,对应的透水率为5.63x10-3m/s,接近新滤布的透水率。

  3.2.2醋酸+加温清洗适当提高清洗温度能够使清洗剂和滤布同时受热方面使滤布膨胀柔化,纤维间嵌夹的颗粒易于脱除;另方面使得清洗酸的活性增大,与纤维间嵌夹的颗粒反应更加容易,从而提高滤布的清洗效果。

  基于滤布为复丝尼龙,因此,清洗温度不宜过高。试验清洗液为体积浓度为10的醋酸溶液,使用3d的滤布清洗时间为30min,不同温度下的试验结果见。

  温度/加温清洗试验结果由可看出,随着清洗温度的升高,再生滤布的透水率先上升后下降,高点在60°C时。因此,适宜的清洗温度为60°C,对应的透水率为5.61x 103m/s,接近新滤布的透水率。

  3.2.3醋酸+超声+加温清洗在醋酸溶液体积浓度为10,温度为60声频率为20kHz、功率为80W/L情况下,对使用3d的滤布进行了30min的清洗试验,再生后滤布的透从醋酸+超声+加温清洗试验结果看,再生滤布的透水率与新滤布透水率非常接近,该再生滤布的SEM照片与新滤布的SEM照片几乎没有差异。因此,醋酸+超声+加温清洗可以高效恢复滤布的透水率,非常好地实现滤布的再生。

  醋酸+超声+加温清洗下滤布的SEM照片4结论矿浆中矿物颗粒堵塞在滤布丝线间及丝线纤维间的微孔或缝隙中,以及滤布长期浸泡在碱性矿浆中,使滤布纤维变硬、滤布板结是造成滤布失效的主要原因。

  醋酸溶液对失效滤布的清洗、再生效果好,不仅因为其能与滤布中镶嵌颗粒的某些成分发生反应,更重要的是其可软化滤布、恢复滤布纤维弹性,从而有助于镶嵌在滤布中的颗粒的脱除。

  醋酸+超声清洗,超声功率越大,清洗效果越好。在醋酸溶液体积浓度为10、超声频率为20kHz、功率为80W/L情况下,再生滤布的透水率为5.63x 103m/s,接近新滤布的透水率。

  醋酸+加温清洗,适当提高清洗温度有利于提高清洗效率。在醋酸溶液体积浓度为10、清洗温度为60C情况下,再生滤布的透水率为5.61x10-3m/s,接近新滤布的透水率。

  在醋酸溶液体积浓度为10,温度为60C,超声频率为20kHz、功率为80W/L情况下,对使用3d的滤布进行了30min的清洗,再生滤布的透水率达10-3m/s,与新滤布的透水率高度接近,高效地实现了滤布的再生。

访问统计
51客服