黃 雯 李超前 劉 曙 李鵬飛 黃 軻

（武鋼資源集團(tuán)程潮礦業(yè)有限公司）

程潮選礦廠采用三段一閉路破碎，全粒級(jí)拋尾，二段磨礦三段磁選的階磨階選流程選別鐵精礦，作為球團(tuán)生產(chǎn)原料。2005 年，選廠挖潛改造引進(jìn)PC60/15 陶瓷過(guò)濾機(jī)替代圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)作為鐵精礦脫水設(shè)備，其核心部件為陶瓷篦板。生產(chǎn)使用過(guò)程中，由于篦板在運(yùn)行吸礦過(guò)程中會(huì)有大量的鐵精礦顆粒殘留在篦板中［1］，必須清洗以恢復(fù)其過(guò)濾功能，且清洗效果的好壞直接影響過(guò)濾掛礦效果及陶瓷篦板的使用壽命。目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)陶瓷過(guò)濾機(jī)使用硝酸清洗［2］，但硝酸屬具有強(qiáng)腐蝕性的危化品，使用與存儲(chǔ)存在安全及環(huán)保問(wèn)題。隨著國(guó)家綠色環(huán)保及安全意識(shí)的加強(qiáng)，環(huán)保型清洗劑得到了人們的廣泛關(guān)注［3-5］。

本研究采用YHGR859清洗劑替代硝酸清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)，通過(guò)YHGR859 清洗劑條件試驗(yàn)確定最佳的清洗方式及清洗工藝參數(shù)，并將工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)與使用硝酸進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證YHGR859 清洗劑的適用性和經(jīng)濟(jì)性。

1 硝酸清洗概況及存在的問(wèn)題

程潮選礦廠為了加強(qiáng)陶瓷篦板的清洗效果，采用物理方法和化學(xué)方法聯(lián)合，超聲波清洗的同時(shí)配合酸洗。酸洗采用硝酸，硝酸的作用是將堵塞在微孔中的固體物料分解并溶解。使用方法是將硝酸稀釋成濃度約40%的稀硝酸，通過(guò)反沖洗水管道從內(nèi)到外清洗陶瓷篦板，每運(yùn)行6 h停車(chē)聯(lián)合清洗1次，硝酸清洗方式見(jiàn)圖1。

采用超聲波和硝酸聯(lián)合清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)的方式，清洗過(guò)程中使用大量硝酸，由于硝酸易揮發(fā)，且具有強(qiáng)腐蝕性，陶瓷過(guò)濾機(jī)停機(jī)清洗時(shí)常有黃色酸霧冒出，嚴(yán)重污染工作環(huán)境，損害職工身體健康。陶瓷過(guò)濾機(jī)分配頭材料為不銹鋼且長(zhǎng)期暴露在外，易遭硝酸酸霧腐蝕，導(dǎo)致陶瓷過(guò)濾機(jī)真空負(fù)壓不足，嚴(yán)重影響陶瓷過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾性能，造成鐵精礦水分偏高。若出現(xiàn)分配盤(pán)內(nèi)部摩擦片磨損或其他問(wèn)題，易造成反沖洗水不能完全進(jìn)入濾板，影響清洗效果。同時(shí)酸霧易腐蝕陶瓷過(guò)濾機(jī)電控柜，造成電器故障，存在安全隱患。

2 YHGR859清洗劑簡(jiǎn)介

YHGR859清洗劑是江西泰藍(lán)貿(mào)易有限公司生產(chǎn)的一種新型陶瓷過(guò)濾機(jī)篦板清洗劑，呈白色結(jié)晶狀，弱酸性，可生物降解，無(wú)毒害，無(wú)腐蝕，不含無(wú)機(jī)三酸，使用時(shí)無(wú)NOx和氟化氫氣體釋放，且廢水不含磷等有害元素，清洗后的溶液可直接排放，安全且綠色環(huán)保。

使用YHGR859 清洗劑時(shí)，清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)的方式可與硝酸不同，可采用外洗方式。采用外洗方式簡(jiǎn)單易操作，清洗過(guò)程無(wú)須反沖水參與，可避免分配盤(pán)故障對(duì)清洗效果的不良影響。按每噸凈水添加80 kg YHGR859 的比例配制成6%～8%的YHGR859 溶液，將調(diào)制好的YHGR859 清洗劑通過(guò)循環(huán)泵定量加入過(guò)濾機(jī)槽體內(nèi)部，開(kāi)啟手動(dòng)清洗方式，通過(guò)清洗機(jī)振子盒對(duì)濾板由外而內(nèi)進(jìn)行清洗（圖2）。

3 YHGR859清洗劑條件試驗(yàn)及結(jié)果

3.1 清洗方式試驗(yàn)

在陶瓷過(guò)濾機(jī)給礦濃度44%～45%、濾盤(pán)轉(zhuǎn)速0.95 r/min、真空度0.09 MPa 的最佳工藝參數(shù)條件下，固定YHGR859 清洗劑濃度6%，采用不同的清洗方式進(jìn)行清洗，每次清洗1 h，連續(xù)清洗30 d，記錄濾餅水分含量，YHGR859 清洗劑不同清洗方式試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3 可見(jiàn)，采用YHGR859 清洗劑通過(guò)內(nèi)洗方式清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)篦板，濾餅水分較穩(wěn)定，水分平均含量8.60%；采用外洗方式清洗，濾餅水分含量平均為8.79%，第20 d 后，濾餅水分大幅升高，水分含量平均為9.16%；通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，采用外洗方式清洗時(shí)，陶瓷篦板長(zhǎng)時(shí)間浸泡在YHGR859 清洗液中，陶瓷篦板外層陶瓷存在不同程度的腐蝕，導(dǎo)致陶瓷篦板的毛細(xì)孔增大，故YHGR859 清洗液清洗方式采用內(nèi)洗為宜。

3.2 藥劑濃度試驗(yàn)

固定陶瓷過(guò)濾機(jī)給礦濃度44%～45%、濾盤(pán)轉(zhuǎn)速0.95 r/min、真空度0.09 MPa，采用內(nèi)洗方式清洗1 h，進(jìn)行YHGR859清洗劑濃度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

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由表1 可知，隨著YHGR859 清洗劑濃度的增加，濾餅厚度增加，濾餅水分降低；當(dāng)YHGR859清洗劑濃度超8%時(shí)，濾餅水分降幅變小；綜合考慮，YHGR859清洗劑濃度選擇8%為宜。

3.3 清洗時(shí)間試驗(yàn)

固定陶瓷過(guò)濾機(jī)給礦濃度44%～45%、濾盤(pán)轉(zhuǎn)速0.95 r/min、真空度0.09 MPa、YHGR859 清洗劑濃度8%，采用內(nèi)洗方式進(jìn)行清洗時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

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由表2 可知，隨著清洗時(shí)間的增加，濾餅水分含量降低，濾餅厚度增加，說(shuō)明清洗時(shí)間越長(zhǎng)，陶瓷過(guò)濾機(jī)的清洗效果和過(guò)濾效果越好；綜合考慮，清洗時(shí)間選擇2 h。

3.4 清洗周期試驗(yàn)

陶瓷過(guò)濾機(jī)清洗周期是由陶瓷過(guò)濾機(jī)濾板的微孔大小、多少以及所過(guò)濾的物料性質(zhì)決定的，具體到每1 臺(tái)設(shè)備，則視其過(guò)濾水量的大小變化［6］?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，濾液量大無(wú)法測(cè)定，因此固定濾液量0.12 m3，通過(guò)測(cè)定濾液充滿(mǎn)時(shí)間反算濾液量大小，濾液充滿(mǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，則表示過(guò)濾效果降低，當(dāng)濾液充滿(mǎn)時(shí)間延長(zhǎng)1 倍，即表示過(guò)濾能力下降了50%［7］，陶瓷過(guò)濾機(jī)需要進(jìn)行清洗。在上述確定的最佳試驗(yàn)條件下進(jìn)行清洗周期試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

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由表3 可知，當(dāng)陶瓷過(guò)濾機(jī)運(yùn)行16 h 時(shí)，陶瓷過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾能力下降一半，濾液充滿(mǎn)0.12 m3的時(shí)間從27.7 s增加到58.6 s，過(guò)濾作業(yè)每班8 h，即每2個(gè)班需對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)清洗1 次；由于現(xiàn)場(chǎng)安裝10 臺(tái)陶瓷過(guò)濾機(jī)，陶瓷過(guò)濾機(jī)處理能力有富余，為確保陶瓷過(guò)濾機(jī)過(guò)濾效能，保持原有清洗周期8 h不變。

4 YHGR859清洗劑和硝酸清洗情況對(duì)比

4.1 2種清洗劑清洗效果對(duì)比

硝酸與YHGR859清洗劑清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)的效果對(duì)比見(jiàn)圖4。

由圖4 可見(jiàn)，采用硝酸與YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)，陶瓷篦板狀況差異明顯，YHGR859清洗劑的清洗效果更好，陶瓷篦板顏色更加潔白［8-9］；說(shuō)明YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)的效果較好，可快速分解陶瓷過(guò)濾機(jī)篦板堵孔物質(zhì)，能清除吸附在陶瓷篦板表面和微孔內(nèi)壁中的鐵化合物、碳酸鈣、硫酸鈣等化學(xué)物質(zhì)。

4.2 2種清洗劑工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比

固定陶瓷過(guò)濾機(jī)給礦濃度44%～45%、濾盤(pán)轉(zhuǎn)速0.9 r/min、真空度0.09 MPa，進(jìn)行硝酸與YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)工業(yè)試驗(yàn)對(duì)比，指標(biāo)對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表4。

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由表4 可知，選礦廠生產(chǎn)穩(wěn)定，YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)后，濾餅厚度增加，濾餅水分含量更低，說(shuō)明使用YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)的篦板后，其過(guò)濾性能更好。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益

（1）采用YHGR859 清洗劑替代硝酸清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)篦板，可降低藥劑消耗成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，硝酸單耗為8.2 t，即每生產(chǎn)1 萬(wàn)t鐵精礦需消耗8.2 t硝酸；YHGR859清洗劑的單耗為0.35 t。硝酸單價(jià)0.37 萬(wàn)元/t，YHGR859 清洗劑單價(jià)4.1 萬(wàn)元/t，按年產(chǎn)鐵精礦125萬(wàn)t計(jì)算，每年可節(jié)約藥劑成本199.88 萬(wàn)元。

（2）硝酸對(duì)設(shè)備的腐蝕性較大，每月需更換4 臺(tái)真空泵，采用YHGR859清洗劑，可減少硝酸配套設(shè)備酸泵的消耗，每年可節(jié)約材料消耗96 萬(wàn)元。

（3）YHGR859 清洗劑無(wú)毒害、無(wú)腐蝕性，操作簡(jiǎn)單方便，藥劑安全環(huán)保，同時(shí)可改善過(guò)濾廠房工作環(huán)境，提高陶瓷過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)效率。

5 結(jié) 論

（1）YHGR859 清洗劑可以替代硝酸應(yīng)用于清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)篦板，且清洗效果優(yōu)于硝酸，清洗后陶瓷篦板顏色更加潔白，濾餅厚度增加，濾餅水分含量可下降約0.5個(gè)百分點(diǎn)。

（2）YHGR859 清洗劑清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)雖然可以采用外洗方式，簡(jiǎn)單易操作，但YHGR859清洗劑對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)篦板的外層陶瓷存在不同程度的腐蝕，會(huì)降低陶瓷篦板的使用壽命，故清洗采用內(nèi)洗方式。

（3）采用YHGR859 清洗劑替代硝酸清洗陶瓷過(guò)濾機(jī)，每年可節(jié)約藥劑和備件成本295.88 萬(wàn)元，藥劑安全環(huán)保，可消除使用硝酸帶來(lái)的安全隱患，改善過(guò)濾廠房的工作環(huán)境。