李俊榮 李毅鵬

(1.贛州華興鎢制品有限公司，江西 贛州 341000；2.江西盤古山鎢業(yè)有限公司，江西 于都 342311)

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立式壓濾機(jī)在鎢冶煉堿分解工藝中的應(yīng)用實(shí)踐

李俊榮1李毅鵬2

(1.贛州華興鎢制品有限公司，江西 贛州 341000；2.江西盤古山鎢業(yè)有限公司，江西 于都 342311)

對(duì)鎢冶煉堿分解工藝過程中壓濾環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，分析了目前采用的臥式壓濾機(jī)壓濾存在的問題，針對(duì)工廠具體工作環(huán)境，提出了在壓濾環(huán)節(jié)采用立式壓濾機(jī)壓濾，實(shí)驗(yàn)表明立式壓濾機(jī)能有效提高壓濾效率，降低使用成本，減少環(huán)境污染，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

鎢冶煉 壓濾 應(yīng)用研究

引言

鎢冶煉堿分解工藝中需將經(jīng)堿分解后的粗鎢酸鈉溶液進(jìn)行提純，但是由于鎢精礦中雜質(zhì)與鎢酸鈉溶液相互交融，難以通過自然沉降分離，需采用壓濾機(jī)多次將含有雜質(zhì)的溶液進(jìn)行壓實(shí)過濾。目前一般采用臥式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，但是由于鎢酸鈉溶液濃度高，過濾后的濾餅主要為：

1.堿分解反應(yīng)中的固體不溶物。如氫氧化鐵、含水氧化錳(MnO2·H2O)、氫氧化鈣等。

2.堿分解反應(yīng)不完全的剩余物料。如鎢酸亞鐵(FeWO4)、鎢酸錳(MnWO4)等。

3.未被分解的物料。如二氧化硅(也叫石英，SiO2)、二氧化錫(SiO2)等。

因此，若濾餅中水份過多則粘度較大易粘結(jié)，而采用該種壓濾機(jī)難以獲得含水率很低的濾餅，進(jìn)而導(dǎo)致除渣難、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且存占地面積大、自動(dòng)化程度低等問題，為此，本文提出采用立式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾。

1 鎢冶煉廠現(xiàn)有的臥式壓濾機(jī)

1.1 鎢冶煉廠壓濾機(jī)的工作過程

目前，鎢冶煉廠提純和利用粗鎢酸鈉溶液的工藝過程如圖1，將經(jīng)堿分解后的粗鎢酸鈉溶液稀釋，打入臥式壓濾機(jī)，通過壓緊的多層濾板和濾布，之后經(jīng)管道進(jìn)入鎢酸鈉桶，其中難溶或不溶于水的雜質(zhì)留在濾布上，形成濾餅。然后，將干凈的水打入臥式壓濾機(jī)，洗滌濾餅中粘附的鎢酸鈉，洗滌水也進(jìn)入鎢酸鈉桶。接著，對(duì)濾布和濾餅吹風(fēng)，使濾餅松動(dòng)干燥。再次，對(duì)鎢酸鈉桶溶液進(jìn)行二次壓濾，之后進(jìn)行離子交換。另外，濾餅由人工卸下，收集在濾板下方的扁形槽內(nèi)，等待化驗(yàn)后處理，可能返回稀釋桶重新過濾或排掉。

圖1 提純和利用粗鎢酸鈉溶液的工藝過程

圖2 臥式壓濾機(jī)處理粗鎢酸鈉溶液的工作原理

圖3 溶液和壓縮空氣在濾板內(nèi)通道的流通方向

臥式壓濾機(jī)處理粗鎢酸鈉溶液的工作原理如圖2。溶液和壓縮空氣在濾板內(nèi)通道的流通方向如圖3，濾板外形如圖4，濾布外形如圖5。粗鎢酸鈉溶液和干凈的洗滌用水、壓縮空氣，都能從止推板的中央進(jìn)口進(jìn)入內(nèi)部通道，根據(jù)需要從止推板的四個(gè)出口，或?yàn)V板側(cè)邊下方的明流出液孔流出。

圖4 臥式壓濾機(jī)的濾板

圖5 臥式壓濾機(jī)的濾布

1.2 臥式壓濾機(jī)的現(xiàn)狀及問題

目前，鎢冶煉廠的臥式壓濾機(jī)，在堿分解反應(yīng)后溶液的過濾、離子交換前溶液的過濾、生產(chǎn)廢水的過濾等工序廣泛應(yīng)用了多年，存在一些問題：

(1)自動(dòng)化程度低，占用大量人工和時(shí)間，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

從液壓站開啟、進(jìn)料、洗滌、吹風(fēng)，到卸渣、排(返)渣，整個(gè)過程需要至少150分鐘。勞動(dòng)強(qiáng)度尤其大的，卸渣時(shí)，需要2名工人站在橫梁兩側(cè)，用塑料鏟費(fèi)力地鏟緊緊粘附在濾布上的濾餅，重復(fù)多次鏟才能鏟得比較干凈。就2名熟練工對(duì)1臺(tái)機(jī)器來卸渣，需要大約30分鐘時(shí)間，一個(gè)班(8小時(shí))里，可能有3-5次，這樣還要輪換作業(yè)和休息，定點(diǎn)大，時(shí)間多。

(2)濾布不能多次重復(fù)利用，浪費(fèi)材料。

從圖5中可以看到，臥式壓濾機(jī)的濾布外形比較特別，尺寸也有一定要求，需要專門找織布廠訂制。一組濾布，可能30-50塊，使用了一個(gè)月左右，用舊了要丟掉，有點(diǎn)浪費(fèi)。需要新的清洗和重復(fù)利用濾布的方式。

(3)過濾后的渣餅不夠干，含較多殘余鎢酸鈉。

(4)濾板多，體積大，占用空間。

(5)濾餅有時(shí)含鎢量高，要重新利用，浪費(fèi)能源和時(shí)間。

2 立式自動(dòng)板框壓濾機(jī)介紹及過濾試驗(yàn)

2.1 立式自動(dòng)板框壓濾機(jī)介紹

立式壓濾機(jī)具有自動(dòng)化程度高，濾餅含水率低，能耗低及安全、健康、環(huán)保等特點(diǎn)，是一種高效、節(jié)能、自動(dòng)化程度高的固液分離設(shè)備，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在礦山、冶金、化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。跟臥式壓濾機(jī)一樣，它也是利用泵的壓力、物料的重力以及液壓的作用，在濾布兩側(cè)形成壓差，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。它應(yīng)用于粗鎢酸鈉溶液過濾的基本結(jié)構(gòu)和原理，如圖6。其技術(shù)特點(diǎn)有：

(1)濾板采用立式導(dǎo)向裝置，能使運(yùn)行更平穩(wěn)；

(2)除了完成原有的過濾、擠壓、洗滌、吹干等工作，還能進(jìn)行卸渣、洗濾布、裝濾布、下濾布等工作，而且整個(gè)運(yùn)行過程可連續(xù)自動(dòng)完成；

(3)對(duì)濾板和濾布材質(zhì)進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)提升濾餅的干燥程度的作用顯著；

(4)立式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，使用壓力大，工作效率高。

圖6 立式壓濾機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和原理

2.2 立式自動(dòng)板框壓濾機(jī)過濾試驗(yàn)

試驗(yàn)材料：剛經(jīng)過堿分解反應(yīng)后稀釋得到的粗鎢酸鈉溶液。

試驗(yàn)設(shè)備：立式板框壓濾機(jī)。

試驗(yàn)過程：壓緊油缸，每次對(duì)大約12立方米的粗鎢酸鈉溶液進(jìn)行過濾、洗滌、吹風(fēng)、卸渣、洗布、排渣、上布的處理，每次歷時(shí)70-90分鐘。

試驗(yàn)結(jié)果：

(1)進(jìn)料時(shí)油壓在0.30-0.35MPa之間，洗滌時(shí)油壓在0.50-0.75MPa之間，過濾出來的溶液含雜質(zhì)更少，含鎢量更高。以化驗(yàn)結(jié)果來看，使用臥式壓濾機(jī)濾出渣的含鎢量在0.98-4.25%，但使用立式壓濾機(jī)濾出渣的含鎢量在0.81-3.06%。

(2)一臺(tái)臥式壓濾機(jī)至少要配2名操作工作業(yè)，卸渣很費(fèi)力，但一臺(tái)立式壓濾機(jī)，因?yàn)樽詣?dòng)化程度大幅提高，只要配1名操作工作業(yè)。

(3)濾餅對(duì)臥式壓濾機(jī)濾布的粘附力很強(qiáng)，操作工卸渣后，仍有很多濕渣粘附在濾布表面，但立式壓濾機(jī)濾布，經(jīng)卸餅、清洗、干燥后，比較干凈。

2.3 立式自動(dòng)板框壓濾機(jī)在鎢冶煉中的耗能計(jì)算

2.3.1 濾餅洗滌水用量計(jì)算

A=3.14×r2

式中，A：流通面積，m2；

d：板框進(jìn)口半徑，m。

以我們?cè)囉玫倪@款為例，進(jìn)口是Φ50的管道，則流通面積為：

A=0.0019625m2

Q=A×c×t×N

式中，Q：濾餅洗滌用水量，m3；

c：水流速，m/s；

t：濾餅洗滌時(shí)間，S；

N：每小時(shí)洗滌的循環(huán)次數(shù)。

水流速按照1.2 m/s計(jì)算，濾餅洗滌時(shí)間以300S為例，每個(gè)小時(shí)3個(gè)循環(huán)，則用水量為：

Q=2.1195 m3

2.3.1 濾布洗滌水用量計(jì)算

Q1=n1×q×t1×N1

式中，Q1：濾布洗滌用水量，m3；

n1：噴嘴個(gè)數(shù)；

q：單個(gè)噴嘴用水量，m3/min；

t1：濾布洗滌時(shí)間，min；

N1：每小時(shí)洗滌濾布的循環(huán)次數(shù)。

單個(gè)噴嘴的用水量為0.005m3/min，共計(jì)30個(gè)噴嘴，濾布洗滌時(shí)間為1min，每個(gè)小時(shí)0.8個(gè)循環(huán)計(jì)算，則用水量為Q1=0.12 m3。

裕量系數(shù)取1.2，則每小時(shí)的總用水量為：

Q3=(2.1195+0.12)×1.2=2.6874m3

3 結(jié)論

綜上所述，鎢冶煉堿分解工藝中采用立式壓濾機(jī)可以有效的改善過濾效果，提高生產(chǎn)率，減小占地面積。

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doi：10.3969/j.issn.1004-0536.2008.04.006.