郗 波,劉迎春,王勇闖,董燧珍

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司,陜西 西安 710077)

0 引 言

由于原礦品位低,我國大多數(shù)選礦廠需采用濕式選礦,在磨礦、選別過程中需添加大量的水,選出的最終精礦需經(jīng)過脫水作業(yè)才能滿足用戶或運(yùn)輸要求。脫水設(shè)備一般有濃密機(jī)、旋流器、真空過濾機(jī)、陶瓷過濾機(jī)、壓濾機(jī)。

陶瓷過濾機(jī)是基于毛細(xì)微孔的作用原理,采用微孔陶瓷為過濾介質(zhì),利用微孔陶瓷表面大量狹小且具有毛細(xì)作用原理的孔隙進(jìn)行固液分離的設(shè)備。真空泵抽取陶瓷板內(nèi)腔真空產(chǎn)生與外部的壓差,料槽內(nèi)懸浮的精礦在負(fù)壓的作用下吸附在陶瓷板上,固體顆粒不能通過微孔陶瓷板被截留在陶瓷板表面而形成濾餅,而液體因真空的壓差作用及陶瓷板的親水性通過陶瓷板進(jìn)入氣液分配裝置(真空桶)外排或循環(huán)利用[1]。

陶瓷過濾板是陶瓷過濾機(jī)的核心組成部件,在其內(nèi)部布滿了縱橫交錯、互相貫通的毛細(xì)微孔(直徑約0.5～10 μm),他們就是濾液(水)的通道,濾板在使用一段時間后,特別是過濾物料中雜質(zhì)特別多的時候,陶瓷過濾板的一些濾孔很容易堵塞,使過濾效果降低,故需要定期對濾板進(jìn)行清洗。清洗的時候使用什么樣的清洗液需要根據(jù)被過濾物質(zhì)中雜質(zhì)的成分選擇相應(yīng)的溶解液。一般陶瓷過濾機(jī)連續(xù)運(yùn)行8 h左右就需進(jìn)行聯(lián)合清洗,清洗時間1 h左右。聯(lián)合清洗時需要添加陶瓷過濾板清洗藥劑,以前主要是酸洗,普遍用濃硝酸作為陶瓷過濾板清洗劑,通過硝酸來溶解、疏通陶瓷過濾板微孔里的堵塞物;也有陶瓷過濾板用堿清洗。

1 選礦廠生產(chǎn)現(xiàn)狀

某選礦廠硫精礦脫水采用4臺80 m2陶瓷過濾機(jī)。脫水工藝流程為:硫精礦漿先用旋流器進(jìn)行分級,旋流器沉砂直接進(jìn)入脫水篩進(jìn)行篩分脫水,篩上產(chǎn)物作為硫精礦產(chǎn)品經(jīng)膠帶輸送機(jī)輸送至硫精礦礦倉儲存,篩下產(chǎn)物進(jìn)入旋流器給料泵池進(jìn)行循環(huán)。旋流器溢流進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行濃縮,濃密機(jī)底流經(jīng)泵輸送至攪拌槽,經(jīng)攪拌槽分料到各臺陶瓷過濾機(jī)過濾,經(jīng)過濾后的硫精礦經(jīng)膠帶輸送機(jī)輸送至硫精礦礦倉堆存[2]。

為了保證過濾效率,延長過濾板使用壽命期,過濾機(jī)每運(yùn)行7 h,須用超聲波和硝酸聯(lián)合清洗過濾板1 h。4臺過濾機(jī)年消耗50%的硝酸180 t左右。使用硝酸存在以下危害:(1)健康危害:硝酸具有強(qiáng)氧化性、腐蝕性,對操作人員安全具有較大威脅;(2)燃爆危險:硝酸屬于易制毒、受國家管控的?；?存在著運(yùn)輸、采購的困難。根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》GB18218-2018硝酸屬于危險化學(xué)品,貯存硝酸臨界量為100 t,有助燃性,與可燃物混合會發(fā)生爆炸,對運(yùn)輸、儲存均有較高要求;(3)環(huán)境風(fēng)險:硝酸與亞鐵離子反應(yīng),可生成氮氧化物污染空氣,同時生產(chǎn)三價鐵離子污染水源。硝酸的這些危害性,曾給生產(chǎn)帶來了一定的影響。

2 陶瓷過濾機(jī)清洗劑研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著安全環(huán)保要求越來越高,研制安全環(huán)保陶瓷過濾機(jī)陶瓷板清洗劑代替硝酸成了必然趨勢,近幾年多家單位已經(jīng)研發(fā)出了幾種陶瓷板清洗劑,有的已經(jīng)在礦山得到推廣應(yīng)用。

水基清洗劑YQ0807主要由檸檬、羥基乙叉二膦酸、表面活性劑、異構(gòu)醇醚、磺酸、滲透劑、去離子水等組成。LKM-TB-08100清洗劑由多種絡(luò)合劑、 螢合劑、 低電位離子配位劑、緩蝕劑等組成。這兩種藥劑在研發(fā)試驗中。

KY-320T和HQ-320T組成相似,主要由乙醇酸、專有活性劑、分散劑、改性納米羥基金屬氧化物、緩蝕劑、鈍化劑、穩(wěn)定劑等組成。HQ-320T清洗劑在銅陵鑫塔礦業(yè)、玉溪坤沅礦業(yè)、天馬山銅礦等礦山進(jìn)行試用,KY-320T在陜西震奧鼎盛礦業(yè)有限公司開始應(yīng)用[3]。

CLPTX-02A由多種有機(jī)酸和螯合劑、促進(jìn)劑、表面活性劑、殺菌滅藻劑等復(fù)配而成,在山東華聯(lián)礦業(yè)有限公司、中國黃金集團(tuán)石湖礦業(yè)有限公司、安徽淮北徐樓礦業(yè)有限公司、山東黃金集團(tuán)(沂南)礦業(yè)有限公司等鐵精礦過濾機(jī)上應(yīng)用。

YHGR859和FD-609組成相似,由多種絡(luò)合劑、螯合劑、低電位離子配位劑、緩蝕劑等復(fù)合消化酶、氨基酸、工業(yè)葡萄糖,檸檬酸、EDTA、水解酶電解質(zhì)等組成。YHGR859清洗劑在江西銅業(yè)股份有限公司武山銅礦和德興銅礦、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦等礦山得到應(yīng)用[4]

3 清洗劑試驗

根據(jù)調(diào)研考察情況并結(jié)合礦石性質(zhì),選礦廠選擇在YHGR859清洗劑上優(yōu)化的FD-609進(jìn)行試驗。該藥劑外觀為白色結(jié)晶固體,不含無機(jī)酸,能與水完全溶解,無嗅、無毒、對皮膚無刺激無腐蝕。該藥劑為袋裝,每袋25 kg或根據(jù)客戶要求而定。貯存于陰涼干燥處,貯存時間為10個月,運(yùn)輸可以采用汽車貨運(yùn)物流。

試驗從4臺過濾機(jī)中選擇1#過濾機(jī)進(jìn)行縱向?qū)Ρ?同時與2#過濾機(jī)進(jìn)行橫向?qū)Ρ取Ｔ囼灂r配藥桶放在原硝酸桶旁邊,將原用硝酸計量泵進(jìn)料管從硝酸桶移到配制好的藥劑桶中,使新清洗劑與硝酸的流量保證一致。為了不影響生產(chǎn),藥劑配制濃度從12%～6%由高到低,清洗后開機(jī)半小時和6 h分別測量1#和2#過濾機(jī)的同一濾板的同一位置濾餅厚度,試驗結(jié)果見表1～5。

表1 1#和2#過濾機(jī)均用硝酸清洗 mm

(1)從表1看出:兩臺過濾機(jī)均用硝酸清洗時,兩個時間段濾餅厚度差一致,說明兩臺過濾機(jī)設(shè)備狀態(tài)相近。

(2)從表2～5看出:當(dāng)新清洗劑配比濃度從12%～6%時,隨著濃度的降低,濾板厚度逐漸降低,清洗效果變差。

表2 1#過濾機(jī)用12%FD-609與2#過濾機(jī)用硝酸清洗對比試驗結(jié)果 mm

表3 1#過濾機(jī)用10%FD-609與2#過濾機(jī)用硝酸清洗對比試驗結(jié)果 mm

表4 1#過濾機(jī)用8%FD-609與2#過濾機(jī)用硝酸清洗對比試驗結(jié)果 mm

表5 1#過濾機(jī)用6%FD-609與2#過濾機(jī)用硝酸清洗對比試驗結(jié)果 mm

(3)當(dāng)濃度為8%、10%、12%時,新型清洗劑的清洗效果優(yōu)于硝酸;當(dāng)濃度為6%時,新型清洗劑的清洗效果比硝酸差。

(4)為了保證清洗效果同時降低藥劑成本,需增加配藥攪拌系統(tǒng),使藥劑攪拌均勻,充分發(fā)揮藥劑效果,進(jìn)行藥劑用量優(yōu)化。

4 推廣應(yīng)用

根據(jù)現(xiàn)有廠房結(jié)構(gòu)特點和設(shè)備配置情況,只需增加新藥劑配藥攪拌槽和儲藥緩沖桶,將原有硝酸儲藥桶的藥劑計量泵移到新藥劑儲藥桶,改造簡單易行。改造后新型清洗劑FD-609在1#和2#過濾機(jī)上進(jìn)行推廣應(yīng)用,通過長期使用對比,新型清洗劑FD-609清洗效果與硝酸相當(dāng)。清洗后的水返回硫浮選作業(yè),使用新型清洗劑后對選硫作業(yè)無影響,無有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生,對人體無傷害,該藥劑安全環(huán)保,可以代替硝酸清洗陶瓷過濾機(jī)。

5 成本比較

通過應(yīng)用對比,新藥劑濃度保持在7.2%時清洗效果與硝酸相當(dāng),配成溶液后均用同一型號藥劑計量泵輸送到過濾機(jī)清洗,藥劑液體用量一致,即使用1 t新藥劑相當(dāng)于使用硝酸1÷7.2%=13.89 t,硝酸價格2 825元/t,使用硝酸藥劑成本為2 825×13.89=39 239元,新藥劑廠家直銷38 000～40 000元/t,兩種藥劑成本接近。

6 結(jié) 論

(1)新型藥劑無嗅、無毒、對皮膚無刺激無腐蝕,運(yùn)輸、儲存方便。

(2)新型藥劑配制濃度在7.2%左右時,清洗效果和成本與硝酸相當(dāng)。

(3)新藥劑清洗后回水返回選礦廠再利用對選礦無影響。

(4)新型藥劑使用過程中安全環(huán)保,可以代替硝酸作為陶瓷過濾機(jī)的清洗劑。

(5)建議新型環(huán)保清洗劑FD-609在同類選礦廠推廣應(yīng)用。