引言

非金屬礦物加工過程中，往往需要采用濕式超細磨礦和低濃度的分級、化學提純工藝來制備超純、超細、高品質的礦物材料。低濃度超細粒礦物的過濾技術也顯得越來越重要高效率地實現固液分離，不僅是有效利用礦產資源，減少礦漿損耗之必需，而且與保護環境和水體也有著直接關系因此，低濃度超細粒礦物材料的過濾技術一直是礦物加工普遍關注而長期未能很好解決的問題。

以硬質高嶺土的過濾試驗與工業實踐為實例，介紹低濃度超細漂白粘土礦物的過濾技術與裝備。

低濃度超細粒礦漿的制備

1.1礦漿翩備及粒度組成所用礦樣為湖北某地硬質高嶺土，粉磨至一10微米，經四段BP一8O型剝片機濕式磨礦、分級后，制備出一2微米含量>90％的超細高嶺土漿料，粒度組成經NSKC一1粒度測試儀測定。

1.2礦漿特性在濕式超細磨礦(剝片)過程中，隨著磨礦作用強度和時間加長，使高嶺石沿片狀結構層間不斷解離，當一2微米粒度逐步達到或超過90％時，礦漿溫度、體積和粘度均呈上升趨勢，礦漿也由塑性體過渡到假塑性體最終成為脹流體l2J對于脹流型粘土礦物漿料，需要加入一定量陰離子分散劑(1‰～3‰)，使片狀高嶺石晶體產生分子卷曲或締合·。從而降低粘度，改善具有觸變性漿料的流動性和分散性。這些特性對于分級和漂白處理是極為有利的。通常硬質高嶺土中鐵礦物和鈦礦物嵌布粒度極細，超細磨礦至一2微米≥90％時，雜質礦物一般都能達到單體解離。除掉這部分有害組分鐵、鈦礦物往往采用分級和漂白的方法處理。研究表明，對超細粘土礦物的分級和漂白，最重要的工藝因素是控制礦漿濃度和分散性最適宜的分級濃度其固含量應<20％，經漂白洗滌后pH約4.5，固含量約15％～25％的礦漿備過濾用。

過濾設備選擇及相應問題

低濃度超細漂白粘土礦物的過濾一直是個棘手且長期未得到解決的問題經超細磨礦，分級和漂白的漿料，必然要付出經濟上的代價。如果過濾問題不能很好解決，不僅直接影響企業效益、浪費礦產資源，而且污染水體和環境的現象也是十分嚴重的2.1過濾設備選擇雖然當今固液分離的技術不僅僅限制在采用過濾方法，如閃蒸干燥就是一種很好的固液分離技術。但閃蒸干燥不適宜于處理帶酸性介質的漿料一般而言，漂白處理的粘土礦物漿料pH=2～3，經漂白、洗滌至pH=4.5后再選用洗滌功能的過濾設備實現固液分離，使其濾液pH≥5.5。

研究中，我們分別采用三足式離心機和廂式壓濾機作了對比試驗。試驗表明對于低濃度超細粘土礦物漿料，采用三足式離心機脫水的技術是不可行的。不僅勞動強度大，脫水效率低，而且由于低濃度，在離心力作用的初始階段漿料在濾袋內易于流動并被拋向一邊，導致離心機在非平衡狀態下工作，情況嚴重時振動噪音特別尖銳刺耳，根本無法正常運轉。此外，離心脫水機高速旋轉的慣性力，極易使濾袋破損和難以密封袋口，常會出現“跑漿”現象。

相比之下，廂式壓濾機工作平穩、連續運轉數個工作周期無事故，在適當的壓力和過濾介質前提下，脫水效率高，特別是對過濾漿料的濃度變化適應性強。實踐證明對增白后的超細粒低濃度(15％～25％)粘土礦物漿料，選用明流雙向可洗滌廂式過濾機過濾可取得理想的固液分離效果。

相關問題

選用明流雙向可洗滌型的目的是可隨時監控每個濾室的洗滌情況。用清水洗滌濾餅過程中，隨著清水壓力的變化，往往鄰近進水端止推板的幾個濾室最先達到洗滌標準，而鄰近壓緊板的幾個濾室困遠離進水端還未達到洗滌要求選用明流式洗滌，便于適時關閉已經達到洗滌標準的濾室，使未達到洗滌要求的濾室繼續得到清洗。值得一提的是，對漂白漿料，選用雙向洗滌是十分重要的工業生產所用的壓濾機，其濾板面積往往大于50m2，濾室在40個以上，單塊濾板有效面積≥l25，僅靠單向洗滌要么很難達到理想的洗滌效果，要么洗滌周期很長。不僅影響過濾工序的生產效率，而且浪費水資源。雙向洗滌的方式是清水在濾餅上以斜對角交叉洗滌，可保證大面積濾餅快速均勻洗滌。不僅洗滌效果好，還可縮短洗滌時間，節省洗滌用水。不同洗滌方式所需洗滌時間及耗水量。

過濾工藝及效果

過濾工藝以片狀晶型超細硬質高嶺土的過濾工業生產為例。選用高壓廂式壓濾機。該機配備抗腐蝕、耐高壓的高分子材料聚丙烯塑料制作的濾板，并具雙向可洗滌功能。與之配套的裝備及工藝過程分別是采用單螺桿泵作為進漿設備，并在供漿管路j二裝有回流閥門，開始進漿時采用快進漿制度即關閉回流閥，當進漿壓力升至控制壓力時，說明濾室內已形成一定厚度的濾餅，此時應適量打開回流閥，采用慢進漿制度以利于增加濾餅的密實度和厚度。這種進漿制度的快慢相結合，對于快速成餅，控制最短的“跑漿時間，使濾液迅速澄清是至關重要的。生產中濾液在30s后即可由濁變清濾液“跑漿”可回流至礦漿池，避免流失浪費控制“跑漿”時間，對于提高過濾效率是極為有益的。這與漿料濃度、進漿速度與過濾介質密切相關。變清后的濾液和洗液自流入水處理池，經處理合格后排放或再利用。

過濾效果影響

過濾效果的主要因素有漿料濃度、進漿速度、壓力與過濾介質。影響因素及其分析作者已有詳細報道。生產實踐表明+在選用合適的過濾介質前提下.過濾壓力大于0.6MP8時，廂式壓濾機可適應很寬的漿料濃度范圍。當濃度大時，完成一個過濾周期所需時間短，反之亦長。這種規律在固體濃度10％～30％時特別明顯。當濃度大于30％時，進漿壓濾時間減少的幅度變緩，這是由于濾餅具有一定厚度和密度后，阻力變大，過濾速率急劇下降即使濃度達35％以上時，仍需40min左右進漿時間。由以上數據可看出，過濾進行10、30、60min時，過濾量分別占漿料量的50％、70％和90％，后60min時間過濾量只占漿料的10％。這段時間主要由緩慢升高的壓力輸入漿料充實濾餅的密度，以排擠水份并起保壓作用。同時適當調節回流閥，以平衡進漿壓力和進漿量的關系。如果沒有回流閥的分壓、分流作用，則無法保證壓濾機正常工作，也很難得到脫水率>60％密度>1.40g／cm3的濾餅。

過濾介質

當然選用合適的過濾介質也是極其關鍵的。不同性質的物料對過濾介質的要求是不同的，有的物料其晶體形狀呈球形，有的則呈片狀或他形晶。有的遇水膨脹(吸水)，有的比重大易沉淀。這些物理性質均可影響過濾效果。對于具體的過濾物料要由試驗確定過濾介質。硬質高嶺土，其晶型為片狀，遇水微膨脹、分散性和懸浮性好，當采用高進漿壓力快速進漿時，迅速在過濾介質上呈二維定向排列形成濾餅。濾液之所以能很陜由濁變清(30s)，是與物料性質、過濾介質與進漿方式不無關系。高進漿壓力，可以保證快速進漿，便于物料快速在過濾介質上鋪展成不透濾的物料層。而高壓力又要求過濾介質必須具備質地厚、拉伸強度大、透水性好的特性。生產中，選用耐酸性的加厚型滌綸濾布，如滌綸120、120—7、621、747、3927等牌號均能取得滿意的過濾效果。

結論

對于一2微米≥90％的超細高嶺土，固體重量百分濃度為l5％～25％條件下，選用廂式壓濾機，以滌綸加厚型濾布作為過濾介質，控制進漿壓力≥1.0MPa并配置回流閥用以分流分壓，可以得到脫水率≥70％，厚度為30～32mm濾餅。成功地解決了低濃度超細粘土礦物漿料的過濾問題。必要時，可采用雙向明流洗滌方式，在≥06MPa壓力下，清水洗滌濾餅，使濾液pHi5.5，便于廢水后續處理。該過濾技術濾液澄清快，僅30S便可由濁變清，作業回收率可達99％。