铜精矿过滤预处理技术与滤布再生工艺研究

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1、第一章绪论第一章绪论1.1课题背景铜作为人类最早发现及使用的金属，由于其良好的导电导热性、较好的力学[1]性能及易加工性能，如今仍被广泛应用于轻工、电子、机械、国防工业等领域。作为全球铜消费第一大国，我国对铜的消费仅次于钢铁和铝，但由于我国的铜资源严重匮乏，铜精矿开采量严重滞后于冶炼产能，导致我国铜精矿的对外依存度[2]始终居高不下。钼作为我国储量丰富的优势矿产资源之一，在全球市场中占有重要地位。充分利用钼矿资源，对促进我国的工业及经济发展有着重要的现实和战略意义。以铜为主伴生有钼的铜钼矿床常以斑岩型矿床存在，因其储量

2、大，是目前我国获取铜的重要资源。国内外学者也在铜钼矿的浮选及分离方面进行了大量的研究及实践。冯其明、陈基在国外学者研究的基础上结合我国矿产资源的特点，探[3]讨了硫化矿物浮选电化学的机理；刘炯天针对难选钼矿石，提出了粗细粒级分[4]级分选新工艺，解决了微细粒级钼的回收问题；LiaoXingjin、A.BocharovV、[5-7]郭灵敏等也在铜钼浮选药剂的选用上进行了相关研究。[8]斑岩型铜钼矿通常由铜、钼和硫三种矿物共生而成。由于矿石中钼品味较[9]低，一般采用抑铜浮钼工艺进行浮选分离，分别得到铜精矿和钼精矿。内蒙古

3、某矿业公司选矿厂针对斑岩型铜钼矿的特点，采用铜钼混合浮选-混合精矿分离浮选工艺流程，实现了低品位矿的高效开发，不仅回收了大量低品位铜资源，同[10]时还增加了钼资源战略储备。其选矿工艺流程如图1-1所示。采矿磨矿混合浮选分离浮选铜精矿过滤脱水钼精矿图1-1选矿工艺流程Fig.1-1Processoftheore-dressing由于铜钼矿品位较低，为了获得较高的回收率，磨矿粒度较小，浮选工序又#加入了大量的2油、水玻璃、NaHS等浮选药剂，导致了精矿高碱度、高粘度等[11]特点，致使铜钼分离后铜精矿的过滤脱水难以达到预

4、期的脱水指标，严重制约着铜精矿的产能。国内外学者多将注意力集中于浮选工艺流程，对精矿过滤脱水研究较少，并且由于铜精矿的过滤脱水处于整个选矿工艺流程的最后部分，因此1万方数据第一章绪论如何在不影响前序工段的情况下提高铜精矿的过滤效率成为目前的研究重点。同时，选矿时浮选药剂的加入致使矿浆碱性较强，导致滤布易板结。且矿石颗粒粒度小密度大，导致滤布易堵塞需经常更换，增加了生产成本且、制约了实际生产的连续性。针对滤布因堵塞而更换频繁的问题，在分析滤布堵塞机理与物质形态基础上，对滤布的清洗再生工艺进行研究，为实际生产应用提供参考和

5、依据，也是工程应用中需要解决的问题。1.2过滤分离技术1.2.1过滤理论过滤是固液分离一种常用方式，它利用过滤介质或多孔膜两侧压力差为推动[12]力，通过过滤介质或多孔膜截留悬浮液中的固体颗粒，来达到固液分离的目的。目前，在工业生产中过滤操作多以滤饼过滤为主，其工作原理如图1-2所示。图1-2滤饼过滤示意图Fig.1-2Schematicdiagramofsurfacefilter滤饼过滤时，悬浮液位于过滤介质的一侧，在推动力的作用下，固体颗粒逐渐在过滤介质表面开始堆积，逐渐形成滤饼。在过滤初期，由于介质孔径较大，滤浆

6、中固体颗粒会有部分进入滤液中，但是当过滤进行一段时间后，被过滤介质截留的固体颗粒会在过滤介质的孔隙中堆积，发生架桥现象，从而使得粒径较小的估计颗粒也会被截留，从而使滤饼形成，滤液变清，真正的有效过滤阶段便是[13]从此时开始的。在滤饼过滤中，过滤介质主要分为织物介质，堆积介质，多[14]孔固体介质以及多孔膜几类。滤饼按其可压缩性可分为两类：（1）由刚性颗粒形成的不可压缩滤饼：在过滤中颗粒的形貌和颗粒间的孔隙保持不变。（2）由非刚性颗粒形成的可压缩滤饼：在压差作用下颗粒形貌及颗粒间孔隙会发生变化。对于滤饼过滤，国内外关于

7、过滤理论的研究也已经发展了很多年，为过滤与分离技术的进展提供了坚实的基础。[15]1856年，达西通过渗透模型研究了水流经不同厚度砂床时水流速率的变化规律，得到压力降、流量与砂床基本特性间的关系，提出了渗流过滤速率的半经验公式，奠定了过滤理论的基石，至今仍被视为过滤方程的基础。1908年，2万方数据第一章绪论[16]Hatscher首次提出过滤中过滤阻力产生的原因是流体流过过滤介质及滤饼孔隙时受到的摩擦力，引导人们将对过滤过程的研究重点集中在过滤阻力及影响过[17,18]滤阻力的滤饼结构上。卡门和罗斯在过滤理论的分析中

8、引入压缩渗透性实验装置，研究了滤饼阻力的影响因素，得出了滤饼渗透性系数K和滤饼层厚度L实质上是以滤饼阻力形式影响过滤的。以泊谡叶（Porseuille）为代表，认为滤饼内有许多与滤饼表面垂直的毛细管，建立了毛细管模型，悬浮液的过滤速率可用[19][20][21]泊谡叶方程表示。科泽尼和其后的卡门在研究澄清液通过填充床的规律时，发展