引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)對(duì)銅金屬的消費(fèi)需求不斷增長(zhǎng)，銅冶煉廠也不斷增加，且建設(shè)規(guī)模不斷增大。銅爐渣作為銅冶煉過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，每年我國(guó)冶煉企業(yè)新增銅爐渣量達(dá)1000萬(wàn)t左右，并呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì)。銅爐渣的簡(jiǎn)單堆存占用土地、污染周邊環(huán)境。因銅渣中仍然含有一定量的銅金屬，也造成資源的浪費(fèi)。中國(guó)屬于銅礦石短缺國(guó)家，對(duì)于銅爐渣中有價(jià)金屬的綜合回收，有著重要的意義。

目前國(guó)內(nèi)外的銅冶煉企業(yè)都配套有對(duì)應(yīng)的爐渣綜合回收系統(tǒng)，用于回收銅爐渣中的銅、鐵等有價(jià)金屬，同時(shí)最終尾礦可作為建筑材料外售給水泥廠等企業(yè)。對(duì)于銅爐渣選別系統(tǒng)回收的銅精礦，需要與冶煉廠外購(gòu)的銅精粉混合后返回至熔煉系統(tǒng)，因此對(duì)銅精礦中的水分有一定的要求。這要求采用合適的脫水工藝，保證銅精礦中的水分能夠滿足冶煉要求。由于爐渣選別的銅精礦粒度相對(duì)較細(xì)，過濾脫水有一定的難度。以往大多數(shù)都采用陶瓷過濾機(jī)，其濾餅含水一般在12％～18％之間，水分較高。廣西某銅冶煉廠的銅精礦脫水工序采用板框式壓濾機(jī)，將水分控制在10％左右，滿足了下游冶煉工藝的要求。

板框式壓濾機(jī)的工作原理

板框式壓濾機(jī)是一種間歇式固液分離設(shè)備，是由濾板、濾框排列構(gòu)成濾室，在給料泵的壓力作用下，將礦漿送進(jìn)各濾室，通過過濾介質(zhì)將固體和液體分離，其特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，壓力大，且濾餅含水率低。板框式壓濾機(jī)通過濾板壓緊、渣漿泵給料、壓榨脫水、吹干脫水、拉開濾板卸料等工序，實(shí)現(xiàn)礦漿的過濾脫水。其主要工作原理如下：

(1)進(jìn)料前，液壓站啟動(dòng)，液壓油缸頂緊壓濾機(jī)濾板，使濾板相互疊壓形成密閉的過濾工作室；由渣漿泵將礦漿輸送各過濾工作室(給料壓力約0．8MPa)，渣漿泵的壓力使濾液透過濾布外排；固體顆粒被濾布截留，形成濾餅。當(dāng)濾餅達(dá)到適當(dāng)?shù)暮穸葧r(shí)，停止進(jìn)料。

(2)打開壓縮空氣閥門，將壓縮空氣引入各過濾工作室，高壓氣體均勻擠壓飽和濾餅，顆粒間隙逐漸減小，濾餅內(nèi)多余的濾液透過濾布外排。

(3)壓榨脫水后，繼續(xù)將壓縮空氣引入各過濾工作室(0.6～0.8MPa)，透過濾餅和濾布的高壓強(qiáng)風(fēng)會(huì)將濾餅中殘余的水分帶出，吹干濾餅。

(4)脫水工序完成后，自動(dòng)拉板裝置會(huì)將每塊濾板依次拉開，濾板之間的濾餅通過自重卸落，完成一個(gè)過濾循環(huán)。

板框式壓濾機(jī)的性能特點(diǎn)板框式壓濾機(jī)與陶瓷過濾機(jī)、立式壓濾機(jī)相比，有以下特點(diǎn)：

(1)與陶瓷過濾機(jī)相比，濾餅水分低。板框式壓濾機(jī)通過給料擠壓、壓榨和吹干三段過濾過程，能大幅降幅濾餅的含水率，特別是對(duì)于比重較大、粒度較細(xì)的爐渣選別銅精礦，過濾后的水分基本能控制在10％左右，過濾效果明顯優(yōu)于陶瓷過濾機(jī)。

(2)雖然板框式壓濾機(jī)和立式壓濾機(jī)的濾餅含水率都在10％左右，但是板框式壓濾機(jī)與立式壓濾機(jī)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：需要配套的輔助設(shè)備數(shù)量較少；濾板垂直放置，濾布更換方便快捷；設(shè)備故障率低，易于操作。

(3)壓濾機(jī)的濾板壓緊、渣漿泵給料、壓榨脫水、吹干脫水、拉開濾板卸料等工序均通過PLC操作系統(tǒng)集中控制，自動(dòng)化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，無需人工干預(yù)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

生產(chǎn)過程中應(yīng)注意的問題

由于板框壓濾機(jī)是間斷運(yùn)行的設(shè)備，日常的操作和維護(hù)尤為關(guān)鍵，在設(shè)備的使用過程中，不正當(dāng)?shù)氖褂貌粌H會(huì)影響設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，也會(huì)影響濾餅的含水率。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：

(1)礦漿通過渣漿泵給料至壓濾機(jī)前，最好能設(shè)置一層格篩，預(yù)防大顆?；螂s物進(jìn)入壓濾機(jī)，從而避免進(jìn)料通道堵塞引起的濾板空腔受力不均呆滯的偏壓破板、濾布受尖銳顆粒的沖刷造成破損等情況；

(2)進(jìn)料前端要配置一定容積的攪拌槽，通過持續(xù)攪拌保證礦漿的上下層濃度差小于5％，穩(wěn)定的給料能夠保證濾室內(nèi)形成粗細(xì)均勻的濾餅，便于濾餅的卸料并且能夠不粘連在濾布上；

(3)生產(chǎn)過程中，定期清理濾板下密封面的積料，避免因?yàn)槊芊饷鎶A料導(dǎo)致濾板密封不嚴(yán)而引起的噴漿、漏氣等狀況。

總結(jié)

在冶煉廠的銅爐渣選別系統(tǒng)建設(shè)的早期階段，一般銅精礦的二段脫水采用陶瓷過濾機(jī)，但過濾后的銅精礦水分均較高，無法冶煉工藝的要求，同時(shí)運(yùn)輸也存在一定的難度。隨著立式壓濾機(jī)的出現(xiàn)，陶瓷過濾機(jī)逐漸被淘汰。立式壓濾機(jī)過濾效果好、濾餅含水率低，能夠滿足冶煉工藝的要求，但是這種壓濾機(jī)由于配套設(shè)備較多，因此故障率較高，操作、維護(hù)都工作量相對(duì)較大。在廣西某冶煉廠的爐渣選別系統(tǒng)，首次采用板框式壓濾機(jī)進(jìn)行二段脫水，實(shí)現(xiàn)了濾餅含水率10％左右，既滿足了冶煉工藝和運(yùn)輸?shù)囊?，同時(shí)也減少了設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為未來的爐渣選別系統(tǒng)銅精礦脫水工藝開辟了新的道路。

作者：李宏建教授，石立恒教授，羅衛(wèi)龍教授