introductory

隨著社會經濟的飛速發展，我國對銅金屬的消費需求不斷增長，銅冶煉廠也不斷增加，且建設規模不斷增大。銅爐渣作為銅冶煉過程中產生的固體廢棄物，每年我國冶煉企業新增銅爐渣量達1000萬t左右，并呈現逐年遞增趨勢。銅爐渣的簡單堆存占用土地、污染周邊環境。因銅渣中仍然含有一定量的銅金屬，也造成資源的浪費。中國屬于銅礦石短缺國家，對于銅爐渣中有價金屬的綜合回收，有著重要的意義。

目前國內外的銅冶煉企業都配套有對應的爐渣綜合回收系統，用于回收銅爐渣中的銅、鐵等有價金屬，同時最終尾礦可作為建筑材料外售給水泥廠等企業。對于銅爐渣選別系統回收的銅精礦，需要與冶煉廠外購的銅精粉混合后返回至熔煉系統，因此對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較細，過濾脫水有一定的難度。以往大多數都采用陶瓷過濾機，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，將水分控制在10％左右，滿足了下游冶煉工藝的要求。

板框式壓濾機的工作原理

Plate and frame filter presses是一種間歇式固液分離設備，是由濾板、濾框排列構成濾室，在給料泵的壓力作用下，將礦漿送進各濾室，通過過濾介質將固體和液體分離，其特點是構造簡單，壓力大，且濾餅含水率低。板框式壓濾機通過濾板壓緊、渣漿泵給料、壓榨脫水、吹干脫水、拉開濾板卸料等工序，實現礦漿的過濾脫水。其主要工作原理如下：

(1)進料前，液壓站啟動，液壓油缸頂緊filter press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。當濾餅達到適當的厚度時，停止進料。

(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，濾餅內多余的濾液透過濾布外排。

(3)壓榨脫水后，繼續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風會將濾餅中殘余的水分帶出，吹干濾餅。

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

板框式壓濾機的性能特點板框式壓濾機與陶瓷過濾機、立式壓濾機相比，有以下特點：

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

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

(3)壓濾機的濾板壓緊、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操作系統集中控制，自動化程度高，能夠實現自動運行，無需人工干預，降低工人勞動強度。

生產過程中應注意的問題

由于板框壓濾機是間斷運行的設備，日常的操作和維護尤為關鍵，在設備的使用過程中，不正當的使用不僅會影響設備的長期穩定運行，也會影響濾餅的含水率。在生產過程中，應注意以下幾個問題：

(1)礦漿通過渣漿泵給料至壓濾機前，最好能設置一層格篩，預防大顆粒或雜物進入壓濾機，從而避免進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)進料前端要配置一定容積的攪拌槽，通過持續攪拌保證礦漿的上下層濃度差小于5％，穩定的給料能夠保證濾室內形成粗細均勻的濾餅，便于濾餅的卸料并且能夠不粘連在濾布上；

(3)生產過程中，定期清理濾板下密封面的積料，避免因為密封面夾料導致濾板密封不嚴而引起的噴漿、漏氣等狀況。

總結

在冶煉廠的銅爐渣選別系統建設的早期階段，一般銅精礦的二段脫水采用陶瓷過濾機，但過濾后的銅精礦水分均較高，無法冶煉工藝的要求，同時運輸也存在一定的難度。隨著立式壓濾機的出現，陶瓷過濾機逐漸被淘汰。立式壓濾機過濾效果好、濾餅含水率低，能夠滿足冶煉工藝的要求，但是這種壓濾機由于配套設備較多，因此故障率較高，操作、維護都工作量相對較大。在廣西某冶煉廠的爐渣選別系統，首次采用板框式壓濾機進行二段脫水，實現了濾餅含水率10％左右，既滿足了冶煉工藝和運輸的要求，同時也減少了設備的停機時間，降低了工人的勞動強度，為未來的爐渣選別系統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，羅衛龍教授