板框厢式隔膜压滤机
引言
在湿法冶金领域，矿浆过滤和洗涤效果的好坏,不仅影响溶液的质量，还影响金属的回收率。目前，用于矿浆过滤的设备有圆盘过滤机、带式过滤机、厢式压滤机等,其中厢式压滤机因具有结构简单，设备紧凑，过滤面积大，压滤效果好，对各种物料的适用能力强，滤饼含水率低,可实现全自动间歇操作等，已在矿山、轻工、化工等行业得以广泛应用。
我国某铀铜矿水冶厂釆用厢式隔膜压滤机对浸出的酸性矿浆进行固液分离，由于浸出矿浆存在含泥量多、有机物较多、溶液黏度大等问题，造成厢式隔膜压滤机生产能力满足不了实际生产要求，后通过中性矿浆絮凝沉降和酸性矿浆过滤试验研究，使厢式隔膜压滤机产能取得了重大突破，经研究固液分离工艺流程为：中性矿浆絮凝浓密-浸出-电石渣浆调节改性-压滤机过滤。
但在厢式隔膜压滤机产能提升的同时，尾渣中铀和钥洗涤效率偏低的问题一直没有得到解决，目前生产中釆用一次中心洗涤方式对尾渣进行洗涤，铀和铝洗涤效率分别为70%和60%左右,仍有大量可溶金属夹带在尾渣中。为进一步提高尾渣的洗涤效率，笔者根据铀钥矿生产中实际情况，在不影响铀钥矿正常生产的情况下在现场开展尾渣洗涤试验，对影响尾渣中铀和钥洗涤效率的因素进行了研究，最大程度上提高铀钥洗涤效率，为优化该厂生产工艺提供技术依据。
主要设备
厢式隔膜压滤机:过滤面积800m²；渣浆泵:15QNFB-200-60-420,qv=200m³/h,H=60m,P=90kW；洗水泵:qv=100m3/h,H=80m,F=75kW；压榨泵：50GCL-160-25X5,q.=116m3/h,H=130m,P=90kW；板式换热器：S=20m2；pH计：CNU1-A1A1。
洗涤工艺与步骤
1） 过滤。改性浸出矿浆经渣浆泵进入厢式隔膜压滤机，记录矿浆进料时间、进料结束压力；
2） 洗涤。矿浆进料完成后，对滤饼进行2级
逆流洗涤，一洗水为二次洗涤液，二洗水为工业水,记录洗涤水量、洗涤进料压力和洗涤时间，其中侧边洗涤首先对滤饼进行预压榨，预压榨压力为0.3MPa,待厢式隔膜压滤机隔膜板内充满水后再进行洗涤；
3） 压榨。在洗涤结束后，对滤饼进行压榨，压力为1.0MPa,时间10min,压榨结束时分析流出液中的铀和钥浓度，作为滤饼中夹带的可溶铀和钥浓度；
4） 过磅。压榨结束后卸料，尾渣过磅称质量,取样分析尾渣含水率。
洗涤效率计算方法
洗涤过程的经济性由洗涤效率或洗涤损失率来评定。洗涤效率为洗涤液洗出的溶质质量与进入洗涤段的该溶质质量之比;洗涤损失率是尾弃在矿渣中溶质质量与进入洗涤段的该溶质质量之比。
假设洗涤过程无浸取作用，且洗涤水中又不含铀或钥，由此可推断，增加洗涤级数和洗涤液体积均可提高金属的洗涤效率。
试验方法:矿浆进料完成后对滤饼进行2次中心逆流洗涤，洗涤水体积为10m³,洗涤水进料压力为0.55MPa,洗涤水温度为55℃进入厢式隔膜压滤机中矿石质量（干矿计）对铀和钥洗涤效果的影响。通过控制进入厢式隔膜压滤机中矿石质量，可以改善铀铝洗涤效率,矿石进料质量过少或过多都对铀钥洗涤效率产生不利影响。当矿石进料质量过少时，会造成滤饼在压滤机内分布极不均匀，滤饼主要分布在厢式隔膜滤板的下部，而上部滤饼较薄,滤饼和滤板间贴合不紧密，在洗涤过程中洗水易短路，经滤饼和滤板间间隙流走，从而造成铀钥洗涤效率较差；当进入厢式隔膜压滤机中矿石质量过多时，因受洗涤水量的限制，单位质量的滤饼洗涤水量相应减少，也影响到铀和钥的洗涤效率。综上所述，控制矿石进料质量每次在18t（干矿计,下同）左右，铀铝洗涤效率最高，分别达到了90%和73%。
洗水温度对铀钥洗涤效率及洗涤时间的影响
洗涤水温度对厢式隔膜压滤机尾渣的洗涤时间和铀钥洗涤效率产生较大影响，通过试验确定最佳的洗涤水温度。试验条件为控制进入厢式隔膜压滤机矿石质量在18t左右，进料完成后对滤饼进行2次中心逆流洗涤，洗涤水体积用量为10m³,洗涤进料压力为0.55MPa。洗涤水温度的变化对铀和铝洗涤效率影响相对较小，但对洗涤时间影响较大，随着洗水温度升高洗涤时间明显缩短，这是因为提高洗涤水温度使得溶液的扩散系数增大,溶液黏度降低，从而使过滤速度加快，当温度超过50°C后洗涤时间变化不大，结合生产的实际情况，洗涤水温度控制在50〜60°C较为适宜。
洗水进料方式对铀铝洗涤效果的影响
洗水进料方式试验分别进行了2次中心逆流洗涤、中心+侧边组合逆流洗涤、2次侧边逆流洗涤试验等，通过洗水进料方式试验,找出一种适宜于该滤饼较佳的洗涤方式，为下一步其他厢式隔膜压滤机改造升级提供技术参考。
试验条件:控制进入厢式隔膜压滤机矿石质量在18t（干矿计）左右，进料完成后对滤饼进行2次逆流洗涤，洗涤水体积用量为10m³,洗水温度为55°C,洗涤进料压力为0.55MPa。不同洗涤方式铀钥洗涤效率试验结果可知，厢式隔膜压滤机上部滤饼较薄,下部滤饼较厚，同时从生产实际中也观察到滤饼的上部和下部为三角形，而中间为长方体状。从滤饼的厚度分布来说，滤饼不均匀，这种滤饼分布结构容易岀现水洗短路现象，造成水洗时间长，且水洗不易彻底。中心洗涤过程中洗水从中心孔穿过滤饼向四周扩散,后经分布在滤板四周出液孔流出，中心洗涤洗水横穿滤饼流程较短，洗水易从流动阻力小的地方流走，再加上滤饼厚度不均，更容易造成短路，从而使得滤饼洗涤效率变差。侧边洗涤洗水从右上和右下2个进液口进入，经滤板透过滤布对滤饼进行洗涤，洗涤过程中洗水横穿整个滤饼，后洗水穿过滤布流入洗液出口，侧边洗涤在洗涤前对滤饼进行预压榨,滤饼和滤布间更密实，这种洗涤方式不会有短路现象，故滤饼洗涤效率较高，因洗水横穿整个滤饼,造成流动阻力较大,洗涤时间会较中心洗涤有所增加。
结论
- 合理控制进入厢式隔膜压滤机中酸浸尾渣质量可以有效提高铀和铝洗涤效率，且有利于设备安全稳定运行，过高或过低进料质量对铀和钥洗涤效率及设备安全稳定运行均造成不利影响。
- 提高洗涤水温度可以缩短洗涤时间，也有助于提高铀和钥洗涤效率，保持洗涤水温度和矿浆温度相同即50〜60C即可。
- 不同的洗水进料方式对铀和铝洗涤效率及洗涤时间有较大影响，2次侧边逆流洗涤铀和铝洗涤效率最高，分别达到93.8%和79.5%,但洗涤时间较长，建议在不影响正常生产的情况采用。
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