摘要:
采用带有隔膜压榨的小型快速压滤机进行浮选精煤的压滤脱水，是一
项新颖的技米。其工艺主要特.点是用压缩空气作为压滤脱水的动力源，实现进浆压滤、压榨脱水、风吹滤饼￡步脱水作业，有效地提高了细拉浮选精煤的脱水效率，降低了产品水分，较传统的真空过滤工艺具有显著的先进性。
1 前言
浮选精煤的传统脱水工艺是真空过滤，依靠负压实现固液分离。这类设备有圆盘、折带、圆筒等真空过滤机。[kl真空泵产生的真空压力差最高只能达到0.06MPa，实际过滤表面的压力差则更低，所以真空过滤始终存在脱水效率低、滤饼水分高、能耗大等问题，尤其在处理细丽粘的物料时，过滤脱水作业基本上难以进行。因此，跳出真空过滤的框框，研究新型、高效的浮选精煤脱水工艺是目前选煤行业呕待解决的课题之一。
徐州矿务局东城选煤厂成功地进行了用压滤机实现浮选精煤脱水的工艺研究及实践，这对于彻底改变浮选精煤的脱水效果具有很大的现实意义。
东城选煤厂是一座年入洗能力90万t的炼焦煤选煤厂，采用跳汰、浮选流程。原浮选是用浓缩浮选工艺，1990年为降低洗水浓度，改为浓缩机全底流浮选工艺，使煤泥水系统中细粒循环积聚问题得以解决，实现了清水洗煤。但浮选入料的粒度组成变细，浮选精矿浆浓度变低，导致过滤效果变差的问题随之而来，采用直接浮选l二艺的选煤厂都会遇到这种问题。真空过滤机的使用效果J正与入料的粒度组成、矿浆浓度和粘度有着改接关系粘度组成越细、浓度越小，则粘度越大，过滤脱水的效华就越差。生产实际效果表明(表1):过滤机入料粒度组成中一0.075mm粒级含量l荡达96.26%，浓度低于10%，因1hJ睁致真空过滤机的脱水效率相当低。
2压滤机脱水的可行性选煤行业用压滤机已有近20年的历史，但都是用在浮选尾煤或原矿煤泥的脱水方面。曾有选煤厂作过浮选精煤的压滤脱水工作，但未取得实用性的效果。其主要问题为:
(l)原用的压滤机都是大规格的，最小过滤面积为340m2，最大至losomZ，一次循环_〔作时间长，单块滤饼的体积大，不易破碎，脱水后的产品间断集中卸料，用于浮选精煤脱水，难于保证出厂最终精煤的粒度以及水分和质量的均匀性。
(2)大型压滤机最适宜的入料浓度为5009/l左右，用泵压入，而浮选精矿是含有大量泡沫的矿浆，浓度通常小于30馆/l，尤其是采用全底流和直接浮选的选煤厂，其浓度一般小于2009/l，用泵加压过滤难度较大，其原因一是矿浆内的泡沫会加重水泵使用中的汽蚀现象，使泵的工作效率大幅度F降，二是低浓度压滤成饼所需时间长，效果差，生产效率低。
(3)大型压滤机的脱水功能单一，只单纯依靠给料泵的压力脱水，致使压滤时间长，滤饼水分偏高，而且浮选精煤的比重轻，吸水毛细管发达，其泵压脱水成饼的效果要差于尾煤和原矿煤泥的脱水成饼。综上所述，若要实现浮选精煤的压滤脱水，则必须在压滤机的选型与功能上有新的突破，并研究能够有效提高脱水速度、降低滤饼水分的压滤脱水工艺。具体地说，就是如何解决好如下三个课题:
其一，压滤机必须小型化，循环速度快，脱水后的产品能相对均匀地掺入最终精煤;
其二，改变泵压进浆的脱水工艺，既要解决泡沫矿浆的泵压困难，又要最大限度地提高过滤速度，唯有压缩空气可以达到这个日的;
其三，增加脱水功能，一次进浆压滤成饼后，其形成的滤饼并未达到致密的程度，孔隙内还含有水分，此时，采取挤压方式，压迫滤饼进一步脱水。
3 压滤机及辅助设备的选型
3.1依据研究确定的方案，选用无锡县化工机械厂制造的XMZG10/8。。型厢式压滤机，该机型原用于化工、轻工等行业。其主要技术特征见表2。选用该机型的主要依据:一是机型小，过滤面积4omZ，可以达到快速循环的目的;_二是配有可对滤饼进行压榨脱水的弹性橡胶隔膜。
3.2空气压缩机是实现压滤脱水的最佳动力源。压滤生J批要求风压小于0.SMPa，风量根据生产能力确定因生产现场原配有3台41一20/8型空气压缩机，故有足够余量供压滤生产使用。
3.3料罐刀特殊设计的压力罐，根据压滤机的滤室容积和八料浓度而定。滤室容积为。.92m“，入料浓度设定1劝g/l，计算料罐容积需6nl3
3.4整个压滤脱水工艺过程中参’J判阀门控制比较多，并要求实现程序自动化操作，故阀门选型为气动阀和电滋阀两种。
4.1压滤脱水工作原理
压滤脱水方案确定采用高压风作动力源，全部过程分为进浆过滤、压榨过滤、风吹滤饼三步脱水作业，实现强力快速进浆、压榨脱水的目的。其工作原理见图1。
(l)进浆压滤:滤板压紧后，料浆在压缩空气的作用下进入滤室，迫使滤液穿过滤布顺着出液槽排出，实现固液分离，直到滤室充满固体颗粒成饼。
(2)压榨脱水:进浆结束后，通过进气孔向压榨板橡胶隔膜一侧冲入压缩空气，挤压滤饼再次脱水
(3)风吹滤饼:通过进浆孔吹入压缩空气，以吹净进浆孔道内残余的料浆，并使滤饼再次风干脱水
4.2工艺系统布置
图2为采用的工艺系统示意图。
(l)料浆进罐。阀1打开，浮选精矿自流入料罐，与此同时阀3打开，使罐内的空气通过压滤机端进入滤室罐内料位由料位计控制，满罐后阀1、3自动关闭。
(2)进浆压滤。此时滤板按调定压力顶紧，阀2、4 同时打开，压缩空气通过阀门进人罐内，矿浆被压风输送进压滤机各滤室，实施第一步脱水作业，待滤室充满，出液口基本不出液时，阀2、4同时关闭。
(3)隔膜压榨。阀5打开，压缩空气冲入滤板与橡胶隔膜的界面，推动隔膜挤压滤饼脱水，过程完毕阀5关闭。
(们风吹滤饼。阀3打开，利用罐内的余气通过进浆孔吹干滤饼。该过程起双重作用:①吹干滤饼;
②放空罐内压缩空气。放空后阀3不需关闭，同时打开阀1，浮选精矿再次进罐。
(5)卸料。「长滤机松二汗，滤板逐块拉开卸料。工作
完毕进入一F一个循环。
4.3实践过程中的改进
(1)压滤机原相隔安装两种滤板:带橡胶隔膜的压榨板和普通的过滤板。开始使用时滤饼脱落效果相当差，儿乎每块都需人工捅。经观察发现滤饼全粘在普通过滤板上，而压榨板h不粘。分析认为橡胶隔膜压榨时的松弛动作有助于滤饼与滤布的剥离，故而将过滤板全部更换成带橡胶隔膜的压榨板。改后，脱落效果极佳，只要成饼效果好，滤板一闪开，滤饼即自动脱落。
(2)压榨后，滤饼与滤布分离，接着进入吹风阶段，高压风沿着滤饼与滤布的界面吹过，不但进一步使滤饼与滤布剥离，而且还起到了压风清洗滤布的作用，所以滤布无需每次用清水清洗，就能长时期保持良好的过滤效果。
(3)研制新型尼龙丝纺织滤布。此滤布厚度与无纺滤布相当，但其耐压强度超过无纺滤布数倍，可以确保使用3000个循环，且具有过滤速度快，脱落饼效果好等优点。在滤布的装配形式上也作了改进，滤布直接与橡胶隔膜压在一起，杜绝了中心入料孔滤布的损坏。
5工艺参数确定
5.1风压与耗风量
(l)压缩机的额定压力为。.SMPa，调定压力为
0.65MPa，实际工作风压保持在。6MPa左右，实践证明这压力值用于生产还是较适当的。
(2)耗风量:压滤过程只在进浆和压榨时间用风，每个循环用风时间小于4min，用风量30m“/l个循环，平均耗风量每分钟小于4m3。
5.2单循环工作时间
单循环工作时间包括有:
T=tl+tZ+t3+t4十rs+t。
式中tl—滤板顶紧时间;
tZ--进浆压滤时间;
t3--压榨脱水时间;
t4--吹风时间;
ts一一压滤机松开时间;
八--卸料时间。
t，、t。、z。基本为常数，分别为lmin、505、2.smin。因此合理地选择t。、t3、t‘，是降低单循环工作时间，提高生产效率的关键，料浆进罐的时间与ts、t6同步，不占用循环时间。
(1)进浆的作用是使矿浆固液分离，进浆速度随着滤饼的加厚而下降，因有后续压榨脱水过程，无需延长进浆时间来降低水分，所以滤室充满固体物料后，出液口不呈柱状液流时，即可停止进浆。经生产实践测定:在平均入料浓度1509/l，风压为0.6MPa的条件下，进浆时间一般为2一3min。
(2)压榨时间。生产实践测定压榨可使滤饼水分下降3片一5环。当压榨到一定极限，再延长压榨时间，产品水分基本上无甚变化。其压榨时间经实践认证为30~605。
(3)吹风时间以料罐内余气放空为准，实测时间为305左右。累计单循环工作时间在7~1Omin之内。
5.3处理量
压滤机共42个滤室，现场实测每块滤饼重约26.7kg，单循环生产滤饼总重1.12t，折合干煤泥单循环处理量为。.82t，以平均8.sminl个循环计，该机zh处理量为5.79t。
6 工业性试验结果
整个工艺系统于1994年9月正式投入生产运行，连续进行了3个月的工业性试验，取得了较好的工艺指标，达到了预期目的。3个月工业性试验的平均检测数据为:浮选精矿浓度17.3%，风压0.6MPa，单循环时间9.3min，lh处理量5.54t(干煤泥)，滤饼产品水分21.24%。工试期间与PG58型真空压滤机作了两次单机对比检查，其结果见表3。
表3 真空过滤机与压滤机单机检查结果
对比结果表明，XMZG4。/800型压滤机处理能力与PG58真空圆盘过滤机相当，但脱水效率提高3倍多，滤饼水分降低了50%。效果特别显著。
(1)压滤脱水增大了过滤表面的压力差，是真空过滤机的15一20倍，因此可大幅度提高脱水效率，降低滤饼水分。压滤脱水对入料粒度和浓度的适应范围广，可根本改变细粒浮选精煤的脱水问题。
(2)压滤脱水能耗低。以年入洗90万t的选煤厂为例，真空过滤系统用电总功率至少需250kw，而压滤系统只需配用120kw的功率即可，节电率达50%。
(3)真空圆盘过滤机的脱水效率低，滤液固体含量高，东城选煤厂的实测结果为:真空圆型过滤机入料浓度17.91%，滤液浓度11.58%，山此可计算出有61.52%的煤泥在浮选、过滤系统内循环流动，无疑增加r无用功的消耗，并恶化了浮选和过滤效果.而压滤机滤液呈清水，可杜绝细颗粒煤泥的循环积聚，对改善浮选效果极为有利，并提高了该厂的精煤回收率，由此带末的经济效益是!分可观的(们压滤机滤饼水分低，呈干散状，而真空过滤机滤饼的水分高达州%，早泥浆状。因此压滤机脱水有利梦降低出)机煤人品的水分，产品质策的均匀性有沂提高，开为用户节省r运费。
(5少压滤全过程实行程序自动化控制，操作调整力一便可靠。
