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国外矿用压滤机的研制及发展趋势

时间:2010-04-20 11:58 来源:未知 作者:admin 点击:
  

     本文概述了国外主要矿用压滤机的研制情况,并总结出矿用压滤机的发展趋势,即压滤机的大型化、高压化和自动化,研制真正连续压滤机,寻求新型过滤介质等。

     高气压压滤工艺在过去数年中,已在选矿领域中占有重要地位。高气压压滤工艺处理细粒难过滤物料时有许多优点。
<1)能大幅度降低滤饼水分。
(2)由于降低了滤饼水份,从而省去了干燥作业,减少了运输费用。
(3)过滤压力达300^-400kPa,使过滤能力比真空过滤机至少增加1 ^- 2倍。
(4)对疏水性不同的各类矿石适应性强,过滤时能去除矿粒部分表面水。
目前,国外研制的压滤机种类较多,不同型号的压滤机有各自的结构和适用条件,下面予以分别介绍。1国外矿用压滤机的研制情况及应用
1. 1带式压滤机
      带式压滤机是一种结构简单、操作方便、连续给料的压滤机,作业率高,能耗较低,滤饼水份一般比真空过滤机低。目前国外生产的各种类型的带式压滤机,工作原理相同,结构相似,主要区别在于滤带和辊筒的不同配置形式,即各工作区的配置方式,是否有高压区,高压区的结构形式等;其共同点是都要对过滤物料进行絮凝,都要用辊子挤压两块滤布之间的矿浆,均为连续作业,压力通常为2^-lOkg/cmz o
该机主要用于化工、食品、造纸等行业,近几年随着环保行业的发展,带式压滤机在城市下水、工业污泥的处理上已逐渐代替了传统的压滤机和离心机,是可压缩性物料比较理想的脱水设备,但它不适用于处理不可压缩物料。
1. 2板框式和厢式压滤机
1. 2. 1 Larox自动压滤机
Larox型自动压滤机是芬兰拉罗克斯公司(LAROX Oy)研制的。它采用隔膜压榨过滤,过滤速率大,滤饼含水率低,单位面积处理量大。Larox型自动压滤机分Larox PF型和Larox CF型两种。
Larox PF型压滤机是立式压滤机,滤板水平迭加,板间通过压紧机构相互靠拢,形成45mm高的滤室。该机配备有一个控制盘和一个高压泵压水站,控制盘内装两个程序,其中之一为滤饼洗涤程序,整个压滤过程分6个步骤完成。
(1)注浆。矿浆通过给料泵给入歧管,然后均匀分配至每个滤室,直至有足够固体为止。
(2)挤压。高压泵把水扬送到滤室的隔膜后面,通过隔膜挤压滤饼,减少滤饼体积。
(3)洗涤。需要洗涤时,洗涤液沿与矿浆相同的管道注入,.洗涤滤饼。
(4)第二次挤压。洗涤后的滤饼脱水。
(5)吹气。通过矿浆管路通人压缩空气,使滤饼干燥。
(6)排卸。吹气完成后,关闭装置放下压板,压板以相等的距离悬挂。带有滤饼的滤布从    一个平板到另一个平板作“Z”形运动,相当一台运输机将过滤机两边的滤饼卸下。
    Larox PF型压滤机已在许多国家的选矿厂和化工厂推广应用。芬兰奥托昆普公司Ko-talahti镍矿用该机代替真空过滤机、干燥机,滤饼水分由18%^}20%降到8%"’9纬,我国金川有色金属公司已引进该机,准备在二期工程选矿精矿的脱水中应用。
Larox CF型自动压滤机是卧式隔膜压滤机,它的设计较新颖;全自动隔膜挤压,采用压气喷吹滤饼,快速而有效的闭合系统缩短了停歇时间,简单有效地排卸滤饼,使用了反冲洗的滤布清洗装置和改变过滤方向自动清除滤布的装置。该机的工作过程类似于Larox PF型压滤机,适用于选矿、选煤、污水处理及水泥等工业部门。
1. 2. 2 Lasta型自动压滤机
    Lasta型自动压滤机是根据日本专利,由美国制造的。该机有ISF型和ISD型两种型号,结构相同,后者在滤室上增加了一层橡胶薄膜,用于过滤可压缩物料,前者用于过滤不可压缩物料。ISF型卧式压滤机由框架、压紧机构、滤板和滤布等组成,滤板强度按承受20kg/cmZ设计。美国双峰铜钥矿选厂采用3台Lasta ISF型压滤机过滤铜精矿,滤饼水份可降至8%一1000;加拿大魁北克省帕蒂诺矿也用Lasta ISF型压滤机来过滤铜精矿。
1. 2. 3 Sala VP型全自动压滤机
     VP型全自动压滤机是瑞典萨拉国际公司生产的新一代压滤机,采用聚丙烯制成过滤室,重量轻;采用强制式液压缸,设计紧凑,占地面积小,滤布易于快速更换;对不同的物料可采用不同的压力,可动部件少,维修量小,提高了设备作业率。该机有两种工作方式:VPA型系吹气式垂直板框压滤机,利用压缩空气脱水,工作压力为0. 71 ^’ 1. 02MPa ; VPC型为压缩式垂直板框压滤机,利用压缩隔膜脱水,工作压力为1.63MPa。
1. 3连续压滤机(压力罐式)
    随着选矿产品中细粒级含量的增加,其沿用常规的真空过滤设备越来越不能满足要求,必须对过滤产品加热干燥。无疑会提高设备投资和生产成本,为此进行了压气罐式气压过滤机的研制、生产。该设备是将常规的旋转过滤机和驱动装置安装在一个压力容器内,过滤机上的气压可在任一额定高气压和大气压的范围内变动,可以获得比普通真空过滤机高的压差。德国选煤和选矿工业的经验表明:高压过滤机和真空过滤机的生产费用基本上相等,所以高压过滤是一种较经济的固液分离方法。一些研究还表明,通过对给料矿浆的预浓缩,可以进一步提高其效率。
1. 3. 1 KHD盘式压滤机
     1984年,原西德KHD洪堡特·维达格公司(KHD Humboldt Wedag)将96m,盘式真空过滤机改造为盘式压滤机。在过滤机上罩一个直径4. 8m、长度7. 5m、容积约133m,的筒形加压容器,同时还进行下述改造:
(1)加固过滤机的扇形体;
(2)将过滤和脱水区改为加压作业;
(3)将过滤机的排料筒轴改为槽形链板输送机;
(4)改造给矿系统。
该机的关键部件是密封排料装置,KHD公司开发了两种密封排料装置,即旋转圆盘式排料装置和圆筒型双闸门排料装置。
1986年1月将改装后的过滤机安装在原西德Emil Mayrisch洗煤厂,加压罐内气压为(2^}3) X lOSPa,空气耗量为6000m丫h,煤浆用两台功率为75kW的Mohno型砂泵给入过滤机的料浆槽,其转速按料浆液面高度来调节,滤饼水份由原来的21%以上降到15.500^’16.6000
KHD公司研制的气压式连续真空压滤机是一种适合老厂改造和新厂生产的解决难过滤物料的脱水问题的先进设备,它有下列特点。

(1)可利用选厂现有的盘式、筒式或带式真空过滤机进行改造,容易实施。
(2)压力罐式结构使整个装置在同一压力下工作,各部件间无压差,不必作特殊的耐压处理,运动部件间不存在密封问题,易于加工制造和操作、维修。
(3)采用压力罐式气压加压过滤比用机械加压过滤效率高,可以连续生产。
(4)压力罐式气压过滤机与真空过滤机和干燥设备、或者与自动板框式压滤机相比,在获得相同的滤饼水份的条件下,能耗、投资和生产经营费均低。
1. 3. 2 KDF连续加压过滤机
    KDF连续加压过滤机是荷兰阿马菲尔特< Amafilter)过滤机公司1985年研制的一种结构新颖的连续盘式过滤机。它是一种带水平圆筒体的卧式过滤机,过滤面积在60~ 120m,之间,配有21m“的压力罐。整个设备全部密封,在计算机的控制下工作;采用料柱自身密封来排料,滤饼在垂直的传送管内堆积到一定高度后,料位控制器开启下部的锥形阀,在罐内压力作用下,滤饼“喷射”出来。
     KDF压滤机与传统的筒式和盘式真空过滤机不同,过滤和脱水有较高的驱动力,而且脱水和过滤的时间的比值可以改变,使处理量和滤饼水份达到最佳。
     两台工业规模的60m2的KDF连续压滤机在比利时Zolder矿选煤厂的生产中应用多年,显示出较好的经济效益。对美国、加拿大、欧洲及印度的煤浆和水泥浆进行试验表明,该设备能过滤所有种类的煤浆。
1. 3. 3 HBF-S高压压滤机
      HBF-S高压压滤机由奥地利安德里茨机械制造公司(Andritz Maschinenfabrik AG)制造,是一种在压力容器内工作的圆盘过滤机。HBF高压压滤机的主要优点是压差较高(目前出售的标准产品可提供。. 6MPa的过滤压差),能克服滤饼中的毛细管压力,使滤饼中极微细毛细孔中的水份排出,因此滤饼水份低,过滤速度快,从而增加了处理量,同时电耗大为降低,这是由于空气压缩机的能效比真空泵要高。
     该机1989年9~11月在智利的几个铜矿山进行了扩大试验,获得铜精矿含水800~900;对爱尔兰和西班牙的两家选厂的锌精矿进行的半工业试验表明,和普通真空过滤机相比,前者水份低500,生产能力也较大。
此外,压气罐式气压过滤机还有日本Ko-tobuki工程有限公司制造的旋转压滤机、原西德BHS公司的菲斯特(Fest)加压过滤机和原西德卡尔斯鲁厄(Karsrnhe)大学研制的圆筒式加压真空过滤机。
1.3.4 Kepamek陶瓷圆盘真空过滤机
      使用陶瓷圆盘真空过滤机是当今世界过滤工艺实践的方向,它既可提高处理能力,又能获得低水分滤饼。Kepamek陶瓷过滤机是芬兰奥托昆普公司所属的奥托麦克公司的专利产品。该机采用微孔陶瓷作过滤面,陶瓷孔径小于2. gum,滤液可用来清洗滤盘或排入回水给水系统。陶瓷过滤机可用于各种浆料的过滤,陶瓷滤盘的使用寿命长达3年。滤盘定期(通常每周一次)用超声波自动清洗。Kepamek过滤机的电耗比其它真空过滤机低90% 。
    目前全世界有16台陶瓷过滤机用于各种精矿、化学产品和颜料的过滤,瑞典布利登选厂铅精矿过滤将采用陶瓷圆盘过滤机。
1.3.5管式压滤机
    管式压滤机主要由一根耐高压钢管组成,内有橡皮隔膜、滤布、不锈钢筛网、滤芯以及可垂直移动的柱塞。过滤时先抽真空,再给入矿浆,随后施加高压,在柱塞周围形成滤饼。滤饼随柱塞下降,用压缩空气吹卸。
    查尔期顿管式压滤机是美国丹佛设备公司制造的一种全自动隔膜型高压周期性圆柱压滤机,过滤压力为10~ 14MPa,为板框式和厢式压滤机的20倍,可大幅度降低滤饼水份,适用于瓷土、石膏等细粒难滤物料的过滤。必200 X 2. 4m管式压滤机主要用于高岭土过滤,必500 X 3m管式压滤机有10台用于氧化铁矿精矿过滤,生产能力为:高岭土(干料)350kg/h、金属矿精矿2t/h。2国外压滤设备的发展趋势
    随着粘、细粒悬浮液固液分离量的增加,选矿废水净化、固体物料的综合回收利用以及对选矿环境保护的要求越来越严格,压滤设备的研制及发展变得日益重要。总结国外在压滤技术和设备的研究方面所作的工作,可以归纳出压滤技术和设备的几个主要发展趋势。
   <1)压滤设备的大型化、自动化。LAROXOy公司最近设计制造了 200mZ的Larox PF型自动压滤机,日本拉萨公司和原西德利特尔豪斯一布莱亥尔公司合作制造了拉萨·利特豪斯(RASA Rittershaus)超高压大型自动压滤机,总过滤面积为1050mZ,原西德Passavant公司制造的Megamat A型压滤机最大过滤面积为1250mZ。
与真空过滤机不同,高压压滤机在闭路控制回路的控制下运行,现代SPS系统可对过程模拟信号作直接处理。用户程序结构包括过程的在线控制、过滤槽充填水平的区段控制和回行系统。过滤速率和体系压力预先根据工艺要求进行离线调整,但压差是一个可调因素。通过连续测量气压、气体体积、流量和过滤机料浆充填水平,使压滤机在恒定透气率的条件下作业,保持稳定的滤饼残余水份。
   <2)普通过滤机趋向于高压化。原西德在煤加工工业中,为了提高产品质量,1986年采用旋转式过滤机改造成高压过滤机进行压滤作业,用于精煤脱水,过滤面积为96mZ,目前已有13台压滤机投入使用或在安装之中,高压过滤已成为原西德精煤脱水作业最为经济的手段。奥地利安德里茨机械制造厂应用高压压滤机于1989年对智利浮选铜精矿进行了过滤试验,加压过滤将成为今后过滤设备的发展方向。
    <3)开发真正连续压滤机。连续压滤是一种较先进的脱水工艺。荷兰阿马菲尔特公司研制的KDF连续盘式压滤机把真空过滤机连续工作的优点和高压过滤过滤量大、滤饼含水较低的优点结合起来,过滤面积为60^-120m2,整个压滤过程是真正连续的。它具有节能、单位面积的过滤能力大、比真空过滤系统占地面积小等优点。 (4)研制新型过滤介质。在常用滤布、差动气压下脱水的超细滤饼,其内部形成收缩裂隙,高速气流通过时压差损失较大,为解决这个问题,必须研制新型过滤介质。新型过滤介质是将整个过滤面分为若干小的过滤单元,过滤单元表面的滤饼可收缩但不产生裂隙,大大降低了耗气量,而压差保持不变。新型板框式过滤介质的孔眼直径仅0. 1^-lam,具有很高的毛细压,可以进行脱水而不让气体通过过滤介质。试验表明,该过滤介质能得到完全洁净的滤液。陶瓷过滤介质也有相同的效果。