终稿：陶瓷过滤机在铜镍精矿脱水中的应用
陶瓷过滤机在铜镍精矿脱水中的应用
Application of ceramic filter in dehydration of copper、nickel concentrate
陈国庆张守强
吉林吉恩镍业股份有限公司选矿厂 132311
摘要：针对选矿厂真空过滤机在铜镍精矿脱水过程中存在的问题，为了降低精
矿的含水率，确保15千吨冶炼厂的稳定生产，经实验、分析、论证后，采用全自动陶瓷过滤机替代真空过滤机的改造措施，获得良好效果
关键词：陶瓷过滤机;真空过滤机；铜镍精矿；脱水；改造
一、概述
吉林吉恩镍业股份有限公司选矿厂铜镍混合精矿二段脱水原采用GD-40型真空过滤机进行脱水，该种设备的附属设备有自动滤液装置、水环式真空泵，该泵为2YK-110型，而配用电机功率为185kw，属高耗能设备，自1980年安装投入使用至今已运行了30多年，根据设备的运行状态和国家节能减排的要求，为了满足15千吨冶炼厂的工艺要求，我们针对原用的真空过滤机进行了设备更新改造，选用了TT-45型陶瓷过滤机，通过一年的生产实践，在节电、降低精矿含水率、提高经济效益等方面都取得了可观的成效。
二、GD-40真空过滤机在精矿脱水过程中存在以下问题
2.1、GD-40型真空过滤机是70年代的产品，设备性能较差，铜镍精矿滤饼含水率始终在23%左右，因含水率太高，后续作业需增加干燥车间，一方面提高了运营成本，另一方面对新建15千吨冶炼厂的生产工艺造成不良影响。
2.2、GD-40型真空过滤机必须与2YK-110型真空泵和自动排液装置配套使用，而真空泵配用的电机功率为185kw/h，属高耗能设备，每年电耗约为120万度。
2.3、采用GD-40型真空过滤机进行精矿脱水附属设备种类、台套多，维修工作量大、备件费用高、故障停车率高，给选矿厂的连续生产造成严重影响。
三、改造措施
针对GD-40型真空过滤机在精矿脱水过程中存在的问题，结合工艺流程的生产实际，经过多次的实验和论证，决定采用TT-45型全自动陶瓷过滤机进行改造。该种设备是集机电、微孔陶瓷板、自动化控制、超声波清洗等高新技术于一体的新产品，技术先进、设计新颖、结构紧凑、性能优越、经济、社会效益显著。可广泛应用于有色、矿山、化工、煤炭、冶金、环保、发电、污水处理等行业的固液分离设备。
3.1、工作原理（如图-1）
陶瓷过滤机的工作原理与传统的过滤机工作原理接近，利用抽取陶瓷板内腔真空产生与外部的压差，使料槽内悬浮的物料在负压的作用下吸附在陶瓷板上，固体物料因不能通过微孔陶瓷被截留在陶瓷板表面，而液体因真空压差的作用及陶瓷板的亲水性则顺利通过进入汽液分配装置（真空筒）外排或利用，达到了固液分离的目的。
转子带陶瓷板运转一周，工作过程分为四个区域：吸浆区、干燥区、卸料区、清洗区，反复循环。
3.1.1、滤饼形成（吸料区）
工作开始时，浸没在料浆槽的陶瓷板在真空的作用下，使表面形成一层较厚的颗粒堆积层，滤液通过陶瓷板过滤至分配阀到达真空筒。
3.1.2、滤饼干燥（干燥区）
转子载着滤板通过吸浆区到干燥区，滤饼在真空作用下继续脱水干燥。
3.1.3、滤饼剥离（卸料区）
转子通过主轴转动将干燥后的滤饼带到卸料区，在刮刀装置的作用下进行卸料，直接溜至皮带机送到精矿仓。
3.1.4、反冲洗（冲洗区）
卸料后的陶瓷板进入反冲洗区，此时，利用陶瓷过滤机本身的过滤液或自来水经过反冲洗管道通过压力调整由分配阀进入陶瓷板腔内，由内而外清洗陶瓷板的微孔，同时将残留在陶瓷板表面的残余矿物冲洗下来，达到清洗的目的。同吸料、干燥负压工作过程相反，是正压工作状态。
3.1.5、联合清洗（化学清洗与超声波清洗）
陶瓷板经过一定的时间工作后（一般为8-12小时），陶瓷板微孔因逐渐被堵
而使过滤效率降低，为保证陶瓷板微孔畅通，应起用联合清洗系统，通过超声清洗、化学清洗和反冲洗的相互作用，以达到最佳清洗效果。通过联合清洗可使陶瓷板的微孔进一步疏通，保证后续过滤的高效率。
3.2、系统组成结构及作用（如图-2）
3.2.1、主机系统
（1）、转子（如图-3）
转子一端通过联轴器与减速机相连，由电机带动减速机，然后带动转子转动，
另一端与分配阀相连。筒体的支撑圈上安装、固定陶瓷板。陶瓷板通过真空管连接分配装置到汽液分离装置（真空筒）。
（2）、机架与料浆槽
机架由方钢组焊而成，主要对料浆槽、转子、主轴电机、分配阀装置、搅拌装置起到连接和支撑作用。料浆槽用于储存料浆，内设溢流孔、超声波发生器等。
（3）、主轴减速机
主轴减速机通过联轴器与转子相连，主要用于控制转子的工作速度
（4）、分配阀
分配阀是由阀体、摩擦片、支撑架及调整丝杠等组成，可以适当调节干燥区、吸浆区、反冲洗区的相对位置。工作时料浆因为真空作用吸附在陶瓷板表面而滤液通过陶瓷板进入真空管道至分配阀到真空筒，反冲洗时，水由分配阀对应的分配管道送入陶瓷板进行反冲洗。
（5）、刮刀装置（卸料）
刮刀组件由陶瓷刮刀及不锈钢刀架组合而成，起到卸料作用，通过螺栓可调整刮刀与陶瓷板间隙，正常为0.5-1mm。
3.2.2、搅拌系统
在工作时起到搅拌、混合料浆、防止沉淀、保证物料混合浓度均匀等作用。
3.2.3、清洗系统
清洗系统分反冲洗装置，超声波清洗装置和化学清洗装置（酸洗），三者工作的目的是为了保障陶瓷板微孔畅通，保持陶瓷板的高效运行。
3.2.4、气路系统
气路系统主要是由真空系统和气阀系统组成。
3.2.5、控制系统
陶瓷过滤机控制系统采用一级或二级控制方式，上位控制机完成对下位控制系统的监控和管理作用，下位控制完成对陶瓷过滤机设备的工作控制，两者之间采用RS-232、RS-485或IP协议网络进行通信，也可以实现一台上位机对多台陶瓷过滤机进行监控。
控制柜上的操作按钮通过可编程控制的输入点，接受操作者的现场操作指令，根据预定的设计程序运行，执行结果通过输出点去控制电磁阀及接触器完成控制功能，满足数据采集和检测的需求及对主轴、搅拌器速度的控制。
3.2.6、自动配酸系统
设备在联合清洗时，需要消耗部分酸液，因使用原酸浓度的不同，所以需要定期配酸。把浓硝酸与水配成大约50%左右的稀硝酸，供给清洗时使用。
通过使用实践证明，TT-45型陶瓷过滤机具有：真空度高、滤饼含水率低、滤液清澈透明、无工作环境污染、连续操作自动化程度高、维修工作量少、费用低、设备效率高、固体回收超群、节能效果好、设备保养简单、使用寿命长、安装方便等特点。
四、应用效果
4.1、采用TT-45全自动陶瓷过滤机，根据选矿的工艺要求将铜镍混合精矿脱水后，滤饼的含水率由23%下降到13%左右，提高生产能力20%，满足了15千吨冶炼厂的工艺要求（含水率15%以下），节约干燥车间运营费用150余万元/年，节约人工、维护、停车损失成本合计29万元/年。
4.2、改造后取消了2台GD-40型真空过滤机，2台2YK-110型真空泵，2
台自动滤液装置，新装陶瓷过滤机占地面积不足GD-40型过滤机的40%，总装机容量由202kw/h下降至37kw/h,每年可节电55.2万元。
通过使用陶瓷过滤机，减少了附属设备，减轻了工人的劳动强度，减少劳动力，降低故障停机率。不仅能够降低生产成本，节约能源，而且各项经济技术指标都达到了预期效果，为本公司节能减排，低成本运营，提高经济效益提供了有力保障。
参考文献：
[1] 吴伟.HTG陶瓷过滤机在铜镍矿选矿厂的应用[J].新疆有色金属.2010
[2] 梅向阳.TT型陶瓷过滤机在阳山铁矿选厂的应用[J].矿山机械.2009
[3] 云霞，马铜林.使用陶瓷过滤机降低精矿水分[J].甘肃冶金.2009
[4] 董国胜.陶瓷过滤机在有色金属矿的应用[J].江苏陶瓷.2010
作者简介：陈国庆（1954-）男，汉族，吉林磐石人，机械工程师。一直在吉林
吉恩镍业股份有限公司从事机械技术及管理工作。联系方式：135********。
稿件编号：2011-1461
刊物：设备管理与维修，刊号：ISSN1001-0599 CN11-2503/F
陈国庆：身份证号220223************
注：此文晋职称用，需以论文形式发表。