盘式加压过滤机在铁精矿脱水中的应用

摘要：本文作者结合实际工程实例，对盘式加压过滤机在铁精矿脱水中的应用进行了分析介绍，供大家参考。

关键词：盘式加压过滤机;铁精矿脱水;应用

1.项目建设的背景

酒钢选矿厂始建于1958年5月，1972年7月竣工投产，建设在冶金厂区内，是酒钢公司原料准备生产厂矿之一。随着酒钢产品结构调整配套建设项目的建成投产为了增强企业竞争力，酒钢公司决定在冶金厂区新建一个年处理原矿400万吨的铁选厂――酒钢本部400万吨铁选厂建设工程。

精矿过滤是本次400万吨铁选厂生产的最后一道工序，由于盘式真空过滤机已无法满足要求，通过对盘式加压过滤机、陶瓷过滤机和板框压滤机的效果比对，确定精矿过滤间采用盘式加压过滤机进行精矿过滤。

2.采用盘式加压过滤机的必要性

酒钢镜铁山矿的矿石主要为镜铁矿、菱铁矿，并含有少量的赤铁矿和褐铁矿;脉石矿物主要有含铁碧玉、铁白云石，并含有少量的石英、方解石、白云石和绢云母等。矿物组成复杂、铁矿物嵌布粒度细，属于典型复杂难选的矿物。

酒钢选矿厂经过多年的生产实践，形成了粉矿（粒度≤15mm）强磁选、块矿（粒度15～100mm）磁化焙烧弱磁选精矿反浮选的选矿工艺，最终产品为强磁选精矿和反浮选精矿的混合精矿。

酒钢镜铁矿除难选外，还存在精矿脱水困难的问题，，造成酒钢选矿厂盘式真空过滤机的过滤效率降低，精矿滤饼水分增高。滤饼水分达到了15.5～16.0%，个别时候达到了17%，过滤机利用系数由原来的1t/h.m2降低到0.5～0.6 t/h.m2。严重制约了选矿厂生产，同时，对后续的烧结工序也造成了不良影响，制约了烧结工序能耗的降低和产能的提高。

3.项目建设内容

精矿过滤间是酒钢本部400万吨铁选厂建设工程的一个分项，承担该选厂弱磁反浮选和强磁选混合精矿的过滤脱水任务，年处理铁精矿188.5万吨（干矿），矿浆浓度65%。

3.1 生产工艺原理

盘式加压过滤机的脱水原理是将盘式过滤机置于一个封闭的加压仓内，盘式过滤机落料槽下有刮板输送机，在机头处装有排料装置。过滤的悬浊液由入料泵给入到过滤机的槽体中，加压仓内充进一定压力的压缩空气，在滤盘上，通过分配阀与通大气的气水分离器形成压差，这样，在加压仓内空气内压力作用下，槽体内的液体通过浸入悬浊液中的过滤介质排出，而固体颗粒被收集到过滤介质上形成滤饼，随着滤盘的旋转，滤饼经过干燥降低水分后，到分配阀的卸料区卸落到刮板输送机中，由刮板输送机收集到排料装置中，这样连续的运行，当达到一定量后，由排料装置间歇排出机外。

由于盘式真空过滤机采用的是负压操作，在真空系统完全无泄漏的情况下理论上滤盘上的压差最大为0.1MPa，在滤布和滤饼的透气性变差后无法通过提高压差来增加过滤效果，而盘式加压过滤机采用的是正压操作，滤盘上的压差可通过调整加压仓内的压缩空气压力来进行调整，调整范围为0.2～0.5MPa，对粒度细、粘度大的铁精矿有更好的脱水效果，同时，压差的提高也有利于增加滤盘上的滤饼厚度，从而提高过滤机的利用系数，进而提高生产率。

3.2 设计采取的改进措施

此前，盘式加压过滤机主要用于煤炭行业洗煤厂的煤泥脱水，用于黑色冶金矿山选矿行业本工程尚属首例，无先例可循。

由于铁精矿与煤泥的性质存在较大的差异，为了使该过滤机能适应铁精矿的过滤，在设备制造时进行了如下几方面的改进和优化：

（1）针对铁精矿矿浆密度大的情况重新设计了搅拌装置，搅拌装置采用耙式搅拌，解决了物料比重大沉淀快的问题，同时避免了卧式搅拌密封磨损快，漏料问题。

（2）由于铁精矿有很强的磨损性，因此，将加压仓内的刮板输送机更换成带式输送机，有效解决了物料磨损给设备造成的磨损问题。

（3）排料装置中上下仓内衬高分子聚乙烯，即解决了耐磨问题又防止了粘料。

（4）所有管路均采用了耐磨、耐腐蚀材料，卸料方式采用反吹卸料，提高卸饼率。

（5）铁精矿滤饼较煤泥滤饼脆性大，在滤布上会形成许多细小的龟裂纹，造成压缩空气消耗增大，选用了较大排气量的空气压缩机，从而保证了脱水效果。

3.3 工艺流程简述

从选矿厂精矿浓缩池泵送来的混合精矿矿浆进入过滤间的矿浆搅拌泵池。

矿浆搅拌泵池底部配置有8台渣浆泵，负责将精矿矿浆送入盘式加压过滤机（过滤面积120m2）的矿浆槽体内，槽体内矿浆中的水（滤液）通过浸入矿浆中滤盘上的滤布排出，而精矿颗粒被收集到滤盘上的滤布上形成滤饼，随着滤盘的旋转，滤饼经过干燥降低水分后，到分配阀的卸料区卸落到带式输送机上，由带式输送机收集到排料装置中，这样连续的运行，当达到一定量后，由排料装置间歇排出机外。

排出的脱水精矿通过圆盘给料机均匀地给到精矿输送带式输送机上，送到精矿库。

滤液通过分配阀和滤液管进入气水分离器，与气体分离后排入滤液泵池，由滤液泵池的滤液泵送回选矿厂。

4.设计先进性

运行实践表明，采用盘式加压过滤机进行铁精矿脱水作业是完全可行的，精矿水分平均为12.69%，低于盘式真空过滤机（15.5～16.0%），有利于提高烧结工序自产精矿的配料量，减少精矿外购量，从而降低烧结矿成本。

利用系数达到了1.08t/m2・h，远远高于酒钢选矿厂目前盘式真空过滤机（0.5～0.6 t/h.m2）的过滤效率，提高了生产率。

同时，滤液中固体含量小于3%，比盘式真空过滤机低4%，酒钢选矿厂目前盘式真空过滤机的滤液固体含量为7%，降低了选矿工序的设备负荷。

过滤机滤布寿命达到了20天，有时甚至可达30天，有效降低了选矿的生产成本。

整个工艺布置顺畅，紧凑，占地小。

5.结语

（1）随着铁矿石资源越来越匮乏，大量低品位、嵌布粒度细、矿物构成复杂的矿产资源得到了开发和利用，入选原料趋于泥化，选矿流程趋向复杂化，磨矿段数越来越多，磨矿细度越来越细，精矿产品的过滤脱水已成为许多选矿厂面临的一大难题，盘式加压过滤机在酒钢本部400万吨铁选厂的成功应用开创了一个新的铁精矿过滤工艺，同时，也对铁矿石资源的有效利用提供了一个新的技术支持。

（2）使用效果好。采用盘式加压过滤机脱水的铁精矿含水率低，有利于后续烧结生产，有效降低烧结工序能耗，提高产能。

（3）盘式加压过滤机滤液固体含量低，利用系数高，过滤效果好，可有效提高生产率，与传统的盘式真空过滤机相比，厂房占地少，能有效节约土地资源。