矿 业快报 Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．４３２ ＥＸＰＲＥＳＳ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 总第４３２期 Ｊｕｎｅ．２００５ ｏＦ ＭＩＮＩＮＧ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ２００５年６月第６期 ＺＰＧ一４０盘式真空过滤机的研究及应用 陈大元 陈江芬 （重庆钢铁集团矿业有限公司太和铁矿） 摘 要：介绍了ＺＰＧ一４０盘式真空过滤机的结构特点及在太和铁矿的应用，ＺＰＧ一４０型盘式真 空过滤机的滤饼水分小于９，５ ，过滤系数为１ ０００ｋｇ／（ｍ。・ｈ），比原ＧＹＷ一１２筒式过滤机水分降 低１．５０个百分点、过滤系数提高３０ 以上，每年创直接效益９１．４５多万元。 关键词：ＺＰＧ一４０盘式真空过滤机；滤饼水分；过滤系数 中图分类号：ＴＤ４６２ ．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—５６８３（２ＯＯ５）Ｏ６—００１３－０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＺＰＧ一４０ Ｄｉｓｋ Ｖａｃｕｕｍ Ｆｉｌｔｅｒ Ｃｈｅｎ Ｄａｙｕａｎ Ｃｈｅｎ Ｊｉａｎｇｆｅｎ （Ｔａｉｈｅ Ｉｒｏｎ Ｍｉｎｅ，Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ＺＰＧ一４０ ｄｉｓｋ ｖａｃｕｕｍ ｆｉｌｔｅｒ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄ ｉｔＳ ａｐ— ｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｉｎ Ｔａｉｈｅ Ｉｒｏｎ Ｍｉｎｅ ｉＳ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ ｃａｋｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＺＰＧ一４０ ｄｉｓｋ ｖａｃｕｕｍ ｆｉｌｔｅｒ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ９．５ ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ １．５０ ｐｅｒｃｅｎｔ ｐｏｉｎｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＧＹＷ一１２ ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ｆｉｌｔｅｒ．Ｔｈｅ ｆｉｌｔｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｓ １０００ｋｇ／ｍ。，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ｏｖｅｒ ３０ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＧＹＷ一１２ ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ｆｉｌｔｅｒ．Ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｂｅｎｅｆｉｔ ｉｓ ｏｖｅｒ ９１４５００ ｙｕａｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＺＰＧ一４０ ｄｉｓｋ ｖａｃｕｕｍ ｆｉｌｔｅｒ；Ｃａｋｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｒｅｔ；Ｆｉｌｔｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ １概述 较高的孔隙率和光滑的表面制作。 太和铁矿选厂目前铁精矿的过滤现状比较落 后，仍然采用老式ＧＹｗ一１２筒式过滤机，铁精矿滤 饼水分高，造成运输困难，在运输中精矿流失现象严 重，不仅污染沿途环境，而且使烧结等冶炼工序的能 耗增加，成本加大。产率低又增加了运行成本。因此， 急需对此进行技术改造。 ２ ＺＰＧ一４０盘式真空过滤机的结构特点 ＺＰＧ型盘式真空过滤机的结构见图１。主要由 分配头、轴承、导料及卸料装置、滤盘、主轴、搅拌装 １一分配头；２一轴承；３一导料及卸料装置；４一滤盘；５一主 置、槽体、给矿、搅拌装置和搅拌传动、主轴传动、集 轴； ６－－搅拌装置； ７一槽体；８－－给矿装置； ９－－搅拌传动； １Ｏ一主轴传动；１１一集中自动润滑系统 中自动润滑系统等主要部件组成，各主要部件分述 图１ ＺＰＧ型盘式真空过滤机结构外形图 如下。 ２．２主轴及配气装置 ２．１滤盘 主轴及配气装置是过滤机的主要工作部件，其 滤盘的结构见图２，滤扇上套有滤布袋，通过拉 结构见图３。主要由中心轴、滤液管、滤扇插座、摩擦 杆、螺母和槽钢压板，将滤扇及滤布固定在主轴的滤 盘等组成。中心轴由一厚壁钢管制成，承受扭矩和弯 液支管上，构成圆形滤盘。 矩。２０根滤液管成环状均匀分布在中心轴的圆周 滤扇采用高强度工程塑料制成，表面平整，滤液 上，滤扇头部插入滤液管上的滤扇插座上，滤液在真 通过能力大，采用单丝和复丝交织而成的滤布，具有 空泵的抽吸作用下，经滤液管从配气装置排出机外。 配气装置是控制过滤机作业过程的关键部件， 陈大元，男，工程师，６１５０４１重庆市。 由左右两个分配头构成。分配头下部设有滤液出口， 】３ 总第４３２期 矿业快报 ２００５年６月第６期 与真空管路相连，顶部装有真空表，以便观察真空度 清水，以保证密封。 ２．４滤布清洗装置 主要由进水总管、分管、及喷嘴等组成，当管路 中注入压力清水时，水流沿管路经喷嘴高速喷淋滤 的大小。在主轴运转过程中，配气装置保证沿滤液管 布置的各组滤扇依次通过吸附区、干燥区、卸饼区及 清洗区，周而复始地完成过滤作业。 布，达到清洗的目的。 清洗的周期根据物料的性质而定，在一般情况 下，每工作２００ｈ清洗滤布一次，每次６０ｍｉｎ，要求水 压０．３～Ｏ ４ＭＰａ，清洗时应将槽体内矿浆排空。 徊 正 １一据布袋；２一滤扇；３－－拉杆；４一黑母；５一压板；６一胶条 图２过滤盘 配气盘和摩擦盘均采用耐磨性能优异的特种铸 铁制造，使用寿命长，密封性好。滤液管采用复合耐 磨陶瓷钢管，具有较高的使用寿命，在损坏后可单独 拆除更换或修复。 １一减速机和调运电机； ２一链条； ３、４一链轮； ５一支座； ６一 组合密封； ７一轴头；８－－搅拌轴； ９一宽叶片； １０－－窄叶片； ｌ１一尾轴； １２一紧定套； １３－－定位环； １４一轴承； １５一油杯； １６－－轴承座； １７一压盖；１８－－盘根； １９－－盘根座；２０－－压板； ２１－－挡环； ２２一柔性法兰； ２３—０形圈； ２４－－卡箍； ２５－－水 １一短黑杆；２一左分配头体； ３一弹簧； ４一左分配盘；５一摩 环；２６－－轴套；２７一固定夹 擦盘；６－－主轴轴承； ７－－胶管；８－－管箍； ９一中心轴；ｌＯ一 滤液管；ｕ一滤扇插座；１２－密封垫；１３一销轴｝１４一右分配 图４搅拌装置及其组合密封 ２．５自动集中润滑装置 润滑装置由多点干油泵、输、油嘴等组成。 该装置可以对本机的绝大部分润滑点定时进行强制 润滑，润滑的时间及间隔由时间继电器设定并控制， 头体； １５一弹簧座； １６一橡胶套； １７一长螺杆； １８一轴瓦； １９—０形圈；２０一右分配盘 ’ 图３主轴及配气装置 ２．３搅拌装置 为了防止矿浆沉淀，在槽体的下部设有桨叶式 因而实现了自动集中润滑，保证各个工作部位正常 运转。 ２．６槽体 槽体为本机的支承件及矿浆的容器，它由钢板 搅拌装置，搅拌轴与主轴平行，搅拌轴上装有桨叶， 在滤盘之间不断搅拌矿浆。搅拌轴的驱动由调速电 机、摆线针轮减速器，链传动组成，其结构见图４。本 机的搅拌为无级调速搅拌，可以针对不同性质的物 焊接而成，槽体上设有保证一定液位高度的矿浆溢 流口，矿浆排放口，滤饼排出口等。 料选择不同的搅拌转速。搅拌轴的两端装有水环式 密封装置，工作时连续注入压力为０．２～Ｏ．３ＭＰａ的 ３提高过滤系数和降低滤饼水分的技术特点 盘式过滤机的单循环处理量： 一 筹 ．Ｓ３６ ．／２（１ －ｍｓ） ． （１） 式中，Ａ为过滤面积，ｍ。；Ｐ为跨过滤层的压强降， 因此，盘式真空过滤机的单循环处理量与设备 Ｐａ￣ａｍ为滤饼的平均过滤比阻，ｍ／ｋｇ￣ｓ为料浆中的 固体重量浓度； 为滤饼的湿干质量比； 为过滤 机的处理量，ｋｇ；，ｚ为过滤机的转速； 为水的密度。 １４ 的有效过滤面积成ＩＴ比；与过滤压差，成饼过滤区的 角度，转速等操作参数的平方根成正比；与给矿浓度 成正比。因此，要提高盘式过滤机的单循环处理量， 陈大元 陈江芬：ＺＰＧ一４Ｏ盘式真空过滤机的研究及应用 ２００５年６月第６期 必须对滤扇的结构进行优化，尽量提高滤扇的有效 过滤面积；保证整机的密封性能，使过滤机在较高的 真空下工作；尽可能提高溢流液位，以增大成饼过滤 区的角度。 （４）新型自动强力搅拌装置，确保槽体中的矿 浆浓度分布均匀，保证了滤盘上的滤饼均匀，并使得 滤饼在脱水阶段不发生开裂现象，既降低了真空度 的损失，又保证了滤饼充分置换脱水。 ４ ＺＰＧ一４０型盘式真空过滤机的应用 盘式真空过滤机滤饼水分。在滤饼的真空抽吸 脱水阶段，其脱水的机理是空气置换脱水，使滤饼的 饱和度降低，滤饼水分含量与滤饼最终饱和度和孑Ｌ 太和铁矿购进了一台ＺＰＧ一４０型盘式真空过滤 机，在使用前进行了试验，试验完全在生产流程中进 隙率的关系为［ｓ］： ＲＦ一 — 一． （２） 吉 ＋ 式中，ＲＦ为滤饼水分。 滤饼的饱和度为： 一厂 ｝・ （３） 式中，ａ。为滤饼成饼过滤区的角度；ａ。为滤饼脱水 区的角度； 为滤饼的饱和度；Ｐ 为空气穿透滤饼 的穿透真空度。 可见，盘式真空过滤机的真空度越高，ａ。／ａ。越 小，则Ｓ也越小，滤饼的水分就越低。 ３．１提高过滤系数 （１）整机密封性能的提高，确保了作业真空度， ＺＰＧ一７２型盘式真空过滤机在精矿过滤中，其真空 度均为０．０６ＭＰａ以上，而原传统转鼓真空过滤机的 真空度仅为０．Ｏ４ＭＰａ左右。 （２）溢流的液位较高，既保证了较长的过滤时 间，并使圆盘上的滤扇被全部浸没在矿浆中，保证了 真空度，又保证了溢流的澄清，较深矿浆槽体实际上 起着一定的浓缩作用，大大提高了产率。 （４）新型单复丝交织滤布、阻力小、强度较大， 滤布的厚度也比转鼓真空过滤机所用的滤布薄，滤 液能较快通过滤布排出。采用的聚丙烯单丝材料属 憎水性物质，且表面光滑，使得滤饼与滤布之间附着 力减少，卸饼率高。 （５）反吹风和刮刀联合卸料，保证卸饼率在 ９Ｏ 以上，克服了传统盘式过滤机卸饼率仅在４Ｏ ～６Ｏ 产生的恶性循环。 （６）滤布清洗装置，可以保证滤布的再生，使得 滤布在较低的阻力下工作。 ３．２降低滤饼水分 （１）整机密封性能的提高，确保了作业真空度。 （２）脱水区长，保证了较长的置换脱水时间。 （３）新型滤扇的滤液流道畅通，极大地提高了 有效过滤面积，在真空抽吸力的作用下，被气体置换 出来的滤液能较快地排出。 行。主要对设备的操作参数如真空度、主轴转速、搅 拌转速做了测试，以确定设备的最佳操作参数。并进 行了设备的对比试验和运行的经济性分析。 ４．１真空度的试验 在主轴转速固定在０．７５ ｒ／ｒａｉｎ、搅拌转速８Ｏ ｒ／ｒａｉｎ、给矿浓度为４Ｏ 左右的条件下，对不同的真 空度进行了试验，试验结果见表１。从表１分析可以 得出结论：较高真空度可以得出好的过滤指标，当真 空度达到Ｏ．０６ＭＰａ以上时，其滤饼掉落到运输皮带 上即成干粉状，滤饼水分可降低到９．２０ 以下，台时 处理量可达４０ｔ以上，显示出该设备的强大优越性。 表１试验结果 试验条件 试验结果 辟纂篓 ４０ ０．０５５ ８０ ０．３７５ ¨．Ｏ０ ４Ｚ １．６７ ４０ ０．０５５ ８０ ０．５００ １０．８０ ４０ ３．２４ ４０ ０．０５５ ８０ ０．７５０ １０．３０ ３８ ７．７Ｏ ４０ ０．０５５ ８０ １．０００ １１．５Ｏ ３７ ９．Ｏ７ ４．２主轴转速的试验 在真空度固定在０．０５５ ＭＰａ、搅拌转速８Ｏ ｒ／ｍｉｎ、给矿浓度为４Ｏ 的条件下，对不同的主轴转 速进行了试验，试验结果见表２。从表２和现场观察 分析，在主轴转速为０．７５ｒ／ｍｉｎ时，滤扇上的滤饼厚 度约２０ｒａｍ，且比较均匀，与现场配置的鼓风机匹配 较好，卸饼率高。当转速为ｌｒ／ｍｉｎ时，由于转速过快， 造成了真空度的波动，影响了台时处理量。在转速较 慢时，形成的滤饼较厚，滤饼水分略有增大。通过分 析可得出结论：主轴转速的最佳范围为０．６５～０．７５ ｒ／ｒａｉｎ，此时可保证较高的台时处理量和较低的滤饼 水分。 】５ 总第４３２期 矿业快报 ２００５年６月第６期 表３试验结果 此搅拌的最佳转速在８０ ｒ／ｍｉｎ左右为好。 ４．４对比试验和效益分析（见表４） 表４对比试验结果和设备的经济性分析 ４．３搅拌转速的试验 在主轴转速固定在０．７５ｒ／ｍｉｎ、在相同的真空配 从试验结果分析，ＺＰＧ一７２型盘式真空过滤机 置、给矿浓度为４Ｏ 的条件下，对不同的搅拌转速进 精矿的滤饼水分比原ＧＹＷ一１２筒式过滤机水分降 行了试验，试验结果见表３。从表３分析可以得出结 低１．５个百分点以上，单位面积过滤系数提高３Ｏ 以 论：当搅拌转速较低时，滤扇上的滤饼厚度分布不 上，且在单位面积的投资和能耗均大幅度降低。 均；而搅拌转速过快，又造成了滤扇上有的地方不上 根据表４，按年产１２０万ｔ铁精矿计算，运行成本 饼，均造成了真空度的波动，使滤饼水分高，台时处 分析见表５。 理量较低。搅拌转速过快，还使得溢流浓度增大，因 表５运行成本分析 ５结语 益，则盘式真空过滤机的效益将更加可观。 （１）通过工业试验，确定了ＺＰＧ一４Ｏ型盘式真空 参考文 献： 过滤机用于太和铁矿铁精矿过滤的最佳参数为：主 轴转速在０．６５～Ｏ．７５ｒ／ｍｉｎ，搅拌转速定在８０ ｒ／ｍｉｎ ［１２冶金矿山铁矿石选厂精矿脱水技术调研报告［Ｍ］．冶金工业郝 左右，真空度为０．Ｏ６～Ｏ．０６５ＭＰａ。 矿山信息网，１９９３． ［２２丁启圣，王雏一等．新型实用过溶技术［Ｍ］．冶金＂ｒ Ｊｋ出版社， （２）在最佳操作参数下，ＺＰＧ一４０型盘式真空过 １９９９，Ｐ２２８￣２４０． 滤机的滤饼水分小于９．５，滤饼水分比原ＧＹＷ一１２ ［３２ 罗 茜，余仁焕，徐蛙润．固液分离［Ｍ］．冶金工业出版社， 筒式过滤机水分降低１．５Ｏ个百分点以上，台时处理 １９９６，Ｐ１０５￣１１５． 量为４０ｔ，过滤系数为１ ０００ｋｇ／（ｍ ・ｈ），比原ＧＹＷ－ ［４２ 罗 茜，余仁焕，徐蛙润．固液分离［Ｍ］．冶金工业出版社， １９９６，Ｐ１２０４１２３． １２筒式过滤机提高３Ｏ 以上。 Ｉｓ２康蛙范．压滤机的计算机模拟［Ｊ］．过港与分离，１９９６，１，Ｐ１５～ （３）在仅分析能耗和滤布成本的情况下，ＺＰＧ－ １９． ４Ｏ型盘式真空过滤机可年创直接效益９１．４５万元以 （收稿日期２００５一Ｏ５—２Ｏ） 上，若考虑降低滤饼水分，为后续工艺带来的间接效 ・矿业数据传真・ ２００５年４月份全国重点矿山技术经济指标 １６
