鈾鉬礦酸浸尾渣廂式隔膜壓濾機洗滌工藝優化

2022/04/24 Category.Technical Literature 784

在濕法冶金領域，礦漿過濾和洗滌效果的好壞，不僅影響溶液的質量，還影響金屬的回收率。目前，用于礦漿過濾的設備有圓盤過濾機、帶式過濾機、廂式壓濾機等，其中廂式壓濾機因具有結構簡單，設備緊湊，過濾面積大，壓濾效果好，對各種物料的適用能力強，濾餅含水率低，可實現全自動間歇操作等，已在礦山、輕工、化工等行業得以廣泛應用。

我國某鈾鉬礦水冶廠采用Chamber Diaphragm Filter Press對浸出的酸性礦漿進行固液分離，由于浸出礦漿存在含泥量多、有機物較多、溶液黏度大等問題，造成廂式隔膜壓濾機生產能力滿足不了實際生產要求，后通過中性礦漿絮凝沉降和酸性礦漿過濾試驗研究，使廂式隔膜壓濾機產能取得了重大突破，經研究固液分離工藝流程為：中性礦漿絮凝濃密一浸出一電石渣漿調節改性一壓濾機過濾。但在廂式隔膜壓濾機產能提升的同時，尾渣中鈾和鉬洗滌效率偏低的問題一直沒有得到解決，目前生產中采用一次中心洗滌方式對尾渣進行洗滌，鈾和鉬洗滌效率分別為70％和60％左右，仍有大量可溶金屬夾帶在尾渣中。為進一步提高尾渣的洗滌效率，筆者根據鈾鉬礦生產中實際情況，在不影響鈾鉬礦正常生產的情況下在現場開展尾渣洗滌試驗，對影響尾渣中鈾和鉬洗滌效率的因素進行了研究，最大程度上提高鈾鉬洗滌效率，為優化該廠生產工藝提供技術依據。

試驗部分

主要設備廂式diaphragm filter press：過濾面積800m2；渣漿泵：15 QNFB一 200—60—420，q。一200 m3／h，H=60 m，P一90 kW，太原凱博泵業；洗水泵：q。一100 m3／h，H一 80 m，P一75 kW，騰宇泵業；壓榨泵：50 GCL一 160一25×5，q，，一116 m3／h，H一130 m，P一90 kW，騰宇泵業；板式換熱器：S一20 m2；pH計： CNlll一A1A1，中核儀表廠。

洗滌工藝與步驟

1)過濾。改性浸出礦漿經渣漿泵進入廂式隔膜壓濾機，記錄礦漿進料時間、進料結束壓力；

2)洗滌。礦漿進料完成后，對濾餅進行二級逆流洗滌，一洗水為二次洗滌液，二洗水為工業水，記錄洗滌水量、洗滌進料壓力和洗滌時間，其中側邊洗滌首先對濾餅進行預壓榨，預壓榨壓力為0．3 MPa，待廂式隔膜壓濾機隔膜板內充滿水后再進行洗滌；

3)壓榨。在洗滌結束后，對濾餅進行壓榨，壓力為1．0 MPa，時間10 rain，壓榨結束時分析流出液中的鈾和鉬濃度，作為濾餅中夾帶的可溶鈾和鉬濃度；

4)過磅。壓榨結束后卸料，尾渣過磅稱質量，取樣分析尾渣含水率。

洗滌效率計算方法

洗滌過程的經濟性由洗滌效率或洗滌損失率來評定。洗滌效率為洗滌液洗出的溶質質量與進入洗滌段的該溶質質量之比；洗滌損失率是尾棄在礦渣中溶質質量與進人洗滌段的該溶質質量之比。假設洗滌過程無浸取作用，且洗滌水中又不含鈾或鉬，經洗滌后，礦渣中可溶性鈾或鉬的濃度由po降為見，則洗滌效率(E)應為： E一(1一V2102／Voloo)×100％，式中：V。為經洗滌后渣中所帶的溶液體積L；見為洗滌后渣中洗水的鈾或鉬質量濃度g／L；V。為渣濾餅洗滌前所帶走浸出液體積，L；偽為浸出液中鈾或鉬質量濃度，g／L。由此可推斷，增加洗滌級數和洗滌液體積均可提高金屬的洗滌效率。

此次試驗中，考慮到洗滌前后濾餅中含水率變化不大，即假定V：一Vo，因此，E可簡化為： E2(1–p2／po)×100％。

結果及討論

2．1 廂式隔膜壓濾機礦石進料質量對鈾鉬洗滌效果的影響試驗方法：礦漿進料完成后對濾餅進行2次中心逆流洗滌，洗滌水體積為10 m3，洗滌水進料壓力為0．55 MPa，洗滌水溫度為55℃。進入廂式隔膜壓濾機中礦石質量(干礦計)對鈾和鉬洗滌效果的影響試驗結果可以看出，通過控制進入廂式隔膜壓濾機中礦石質量，可以改善鈾鉬洗滌效率，礦石進料質量過少或過多都對鈾鉬洗滌效率產生不利影響。當礦石進料質量過少時，會造成濾餅在壓濾機內分布極不均勻，濾餅主要分布在廂式隔膜濾板的下部，而上部濾餅較薄，濾餅和濾板間貼合不緊密，在洗滌過程中洗水易短路，經濾餅和濾板間間隙流走，從而造成鈾鉬洗滌效率較差；當進入廂式隔膜壓濾機中礦石質量過多時，因受洗滌水量的限制，單位質量的濾餅洗滌水量相應減少，也影響到鈾和鉬的洗滌效率。綜上所述，控制礦石進料質量每次在18 t(干礦計，下同)2E右，鈾鉬洗滌效率最高，分別達到了90％和73％。為了保證進入廂式隔膜壓濾機的礦石質量在 18 t左右，在相同的操作條件下，對礦漿進料流量及進料壓力隨進料時間變化情況進行統計，總結出相應規律。礦漿進料流量及進料壓力隨進料時間變化而變化。進料開始后，由于壓濾機內濾餅尚未形成，故阻力低，礦漿流量迅速升高，隨著濾餅變厚阻力增大，流量逐漸下降，而進料壓力則增加緩慢，11 min后達到礦漿進料壓力，并保持在 (O．45±0．05)MPa。統計結果表明，在此壓力下，礦漿瞬時流量降至20～22 m3／h，同時礦漿進料時間達到30 min左右時，可以保證進入壓濾機礦石質量在18 t左右。

洗水溫度對鈾鉬洗滌效率及洗滌時間的影響

洗滌水溫度對廂式隔膜壓濾機尾渣的洗滌時間和鈾鉬洗滌效率產生較大影響，通過試驗確定最佳的洗滌水溫度。試驗條件為控制進入廂式隔膜壓濾機礦石質量在18 t左右，進料完成后對濾餅進行2次中心逆流洗滌，洗滌水體積用量為10 rn3，洗滌進料壓力為0．55 MPa。洗滌水溫度對鈾鉬洗滌效率和洗滌時間試驗結果.可以看出，洗滌水溫度的變化對鈾和鉬洗滌效率影響相對較小，但對洗滌時間影響較大，隨著洗水溫度升高洗滌時間明顯縮短，這是因為提高洗滌水溫度使得溶液的擴散系數增大，溶液黏度降低，從而使過濾速度加快，當溫度超過 50℃后洗滌時間變化不大，結合生產的實際情況，洗滌水溫度控制在50～60℃較為適宜。

洗水進料方式對鈾鉬洗滌效果的影響

洗水進料方式試驗分別進行了2次中心逆流洗滌、中心+側邊組合逆流洗滌、2次側邊逆流洗滌試驗等，通過洗水進料方式試驗，找出一種適宜于該濾餅較佳的洗滌方式，為下一步其他廂式隔膜壓濾機改造升級提供技術參考。

試驗條件：控制進入廂式隔膜壓濾機礦石質量在18 t(干礦計)左右，進料完成后對濾餅進行 2次逆流洗滌，洗滌水體積用量為10 rn3，洗水溫度為55℃，洗滌進料壓力為0．55 MPa。不同洗滌方式鈾鉬洗滌效率試驗結果.洗滌方式對鈾和鉬洗滌率有較大影響，其中濾餅經2次側邊洗滌洗滌率最高，鈾和鉬洗滌效率分別達到93．8％和79．5％，2次中心洗滌鈾和鉬洗滌效率偏低，分別達到90．6％和76．1％，中心+側邊洗滌效率居中。但洗滌總時間是2次側邊洗滌最長，達到88．9 min，2次中心洗最短，僅為 30．3 min，而中心+側邊組合洗滌為50．5 min。

結合濾餅在廂式隔膜壓濾機中厚度分布和不同洗滌方式中洗水走向對造成洗滌效率差別的原因進行分析。廂式隔膜壓濾機上部濾餅較薄，下部濾餅較厚，同時從生產實際中也觀察到濾餅的上部和下部為三角形，而中間為長方體狀。從濾餅的厚度分布來說，濾餅不均勻，這種濾餅分布結構容易出現水洗短路現象，造成水洗時間長，且水洗不易徹底。中心洗滌過程中洗水從中心孔穿過濾餅向四周擴散，后經分布在濾板四周出液孔流出，中心洗滌洗水橫穿濾餅流程較短，洗水易從流動阻力小的地方流走，再加上濾餅厚度不均，更容易造成短路，從而使得濾餅洗滌效率變差。側邊洗滌洗水從右上和右下2個進液口進人，經濾板透過濾布對濾餅進行洗滌，洗滌過程中洗水橫穿整個濾餅，后洗水穿過濾布流入洗液出口，側邊洗滌在洗滌前對濾餅進行預壓榨，濾餅和濾布間更密實，這種洗滌方式不會有短路現象，故濾餅洗滌效率較高，因洗水橫穿整個濾餅，造成流動阻力較大，洗滌時間會較中心洗滌有所增加。