FD-609清洗剂在陶瓷过滤机中的应用研究

郗 波,刘迎春,王勇闯,董燧珍

(金堆城钼业股份有限公司,陕西 西安 710077)

0 引 言

由于原矿品位低,我国大多数选矿厂需采用湿式选矿,在磨矿、选别过程中需添加大量的水,选出的最终精矿需经过脱水作业才能满足用户或运输要求。脱水设备一般有浓密机、旋流器、真空过滤机、陶瓷过滤机、压滤机。

陶瓷过滤机是基于毛细微孔的作用原理,采用微孔陶瓷为过滤介质,利用微孔陶瓷表面大量狭小且具有毛细作用原理的孔隙进行固液分离的设备。真空泵抽取陶瓷板内腔真空产生与外部的压差,料槽内悬浮的精矿在负压的作用下吸附在陶瓷板上,固体颗粒不能通过微孔陶瓷板被截留在陶瓷板表面而形成滤饼,而液体因真空的压差作用及陶瓷板的亲水性通过陶瓷板进入气液分配装置(真空桶)外排或循环利用[1]。

陶瓷过滤板是陶瓷过滤机的核心组成部件,在其内部布满了纵横交错、互相贯通的毛细微孔(直径约0.5～10 μm),他们就是滤液(水)的通道,滤板在使用一段时间后,特别是过滤物料中杂质特别多的时候,陶瓷过滤板的一些滤孔很容易堵塞,使过滤效果降低,故需要定期对滤板进行清洗。清洗的时候使用什么样的清洗液需要根据被过滤物质中杂质的成分选择相应的溶解液。一般陶瓷过滤机连续运行8 h左右就需进行联合清洗,清洗时间1 h左右。联合清洗时需要添加陶瓷过滤板清洗药剂,以前主要是酸洗,普遍用浓硝酸作为陶瓷过滤板清洗剂,通过硝酸来溶解、疏通陶瓷过滤板微孔里的堵塞物;也有陶瓷过滤板用碱清洗。

1 选矿厂生产现状

某选矿厂硫精矿脱水采用4台80 m2陶瓷过滤机。脱水工艺流程为:硫精矿浆先用旋流器进行分级,旋流器沉砂直接进入脱水筛进行筛分脱水,筛上产物作为硫精矿产品经胶带输送机输送至硫精矿矿仓储存,筛下产物进入旋流器给料泵池进行循环。旋流器溢流进入浓密机进行浓缩,浓密机底流经泵输送至搅拌槽,经搅拌槽分料到各台陶瓷过滤机过滤,经过滤后的硫精矿经胶带输送机输送至硫精矿矿仓堆存[2]。

为了保证过滤效率,延长过滤板使用寿命期,过滤机每运行7 h,须用超声波和硝酸联合清洗过滤板1 h。4台过滤机年消耗50%的硝酸180 t左右。使用硝酸存在以下危害:(1)健康危害:硝酸具有强氧化性、腐蚀性,对操作人员安全具有较大威胁;(2)燃爆危险:硝酸属于易制毒、受国家管控的危化品,存在着运输、采购的困难。根据《危险化学品重大危险源辨识》GB18218-2018硝酸属于危险化学品,贮存硝酸临界量为100 t,有助燃性,与可燃物混合会发生爆炸,对运输、储存均有较高要求;(3)环境风险:硝酸与亚铁离子反应,可生成氮氧化物污染空气,同时生产三价铁离子污染水源。硝酸的这些危害性,曾给生产带来了一定的影响。

2 陶瓷过滤机清洗剂研发及应用现状

随着安全环保要求越来越高,研制安全环保陶瓷过滤机陶瓷板清洗剂代替硝酸成了必然趋势,近几年多家单位已经研发出了几种陶瓷板清洗剂,有的已经在矿山得到推广应用。

水基清洗剂YQ0807主要由柠檬、羟基乙叉二膦酸、表面活性剂、异构醇醚、磺酸、渗透剂、去离子水等组成。LKM-TB-08100清洗剂由多种络合剂、 萤合剂、 低电位离子配位剂、缓蚀剂等组成。这两种药剂在研发试验中。

KY-320T和HQ-320T组成相似,主要由乙醇酸、专有活性剂、分散剂、改性纳米羟基金属氧化物、缓蚀剂、钝化剂、稳定剂等组成。HQ-320T清洗剂在铜陵鑫塔矿业、玉溪坤沅矿业、天马山铜矿等矿山进行试用,KY-320T在陕西震奥鼎盛矿业有限公司开始应用[3]。

CLPTX-02A由多种有机酸和螯合剂、促进剂、表面活性剂、杀菌灭藻剂等复配而成,在山东华联矿业有限公司、中国黄金集团石湖矿业有限公司、安徽淮北徐楼矿业有限公司、山东黄金集团(沂南)矿业有限公司等铁精矿过滤机上应用。

YHGR859和FD-609组成相似,由多种络合剂、螯合剂、低电位离子配位剂、缓蚀剂等复合消化酶、氨基酸、工业葡萄糖,柠檬酸、EDTA、水解酶电解质等组成。YHGR859清洗剂在江西铜业股份有限公司武山铜矿和德兴铜矿、深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿等矿山得到应用[4]

3 清洗剂试验

根据调研考察情况并结合矿石性质,选矿厂选择在YHGR859清洗剂上优化的FD-609进行试验。该药剂外观为白色结晶固体,不含无机酸,能与水完全溶解,无嗅、无毒、对皮肤无刺激无腐蚀。该药剂为袋装,每袋25 kg或根据客户要求而定。贮存于阴凉干燥处,贮存时间为10个月,运输可以采用汽车货运物流。

试验从4台过滤机中选择1#过滤机进行纵向对比,同时与2#过滤机进行横向对比。试验时配药桶放在原硝酸桶旁边,将原用硝酸计量泵进料管从硝酸桶移到配制好的药剂桶中,使新清洗剂与硝酸的流量保证一致。为了不影响生产,药剂配制浓度从12%～6%由高到低,清洗后开机半小时和6 h分别测量1#和2#过滤机的同一滤板的同一位置滤饼厚度,试验结果见表1～5。

表1 1#和2#过滤机均用硝酸清洗 mm

(1)从表1看出:两台过滤机均用硝酸清洗时,两个时间段滤饼厚度差一致,说明两台过滤机设备状态相近。

(2)从表2～5看出:当新清洗剂配比浓度从12%～6%时,随着浓度的降低,滤板厚度逐渐降低,清洗效果变差。

表2 1#过滤机用12%FD-609与2#过滤机用硝酸清洗对比试验结果 mm

表3 1#过滤机用10%FD-609与2#过滤机用硝酸清洗对比试验结果 mm

表4 1#过滤机用8%FD-609与2#过滤机用硝酸清洗对比试验结果 mm

表5 1#过滤机用6%FD-609与2#过滤机用硝酸清洗对比试验结果 mm

(3)当浓度为8%、10%、12%时,新型清洗剂的清洗效果优于硝酸;当浓度为6%时,新型清洗剂的清洗效果比硝酸差。

(4)为了保证清洗效果同时降低药剂成本,需增加配药搅拌系统,使药剂搅拌均匀,充分发挥药剂效果,进行药剂用量优化。

4 推广应用

根据现有厂房结构特点和设备配置情况,只需增加新药剂配药搅拌槽和储药缓冲桶,将原有硝酸储药桶的药剂计量泵移到新药剂储药桶,改造简单易行。改造后新型清洗剂FD-609在1#和2#过滤机上进行推广应用,通过长期使用对比,新型清洗剂FD-609清洗效果与硝酸相当。清洗后的水返回硫浮选作业,使用新型清洗剂后对选硫作业无影响,无有毒有害物质产生,对人体无伤害,该药剂安全环保,可以代替硝酸清洗陶瓷过滤机。

5 成本比较

通过应用对比,新药剂浓度保持在7.2%时清洗效果与硝酸相当,配成溶液后均用同一型号药剂计量泵输送到过滤机清洗,药剂液体用量一致,即使用1 t新药剂相当于使用硝酸1÷7.2%=13.89 t,硝酸价格2 825元/t,使用硝酸药剂成本为2 825×13.89=39 239元,新药剂厂家直销38 000～40 000元/t,两种药剂成本接近。

6 结 论

(1)新型药剂无嗅、无毒、对皮肤无刺激无腐蚀,运输、储存方便。

(2)新型药剂配制浓度在7.2%左右时,清洗效果和成本与硝酸相当。

(3)新药剂清洗后回水返回选矿厂再利用对选矿无影响。

(4)新型药剂使用过程中安全环保,可以代替硝酸作为陶瓷过滤机的清洗剂。

(5)建议新型环保清洗剂FD-609在同类选矿厂推广应用。