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摘要 ：针对选厂锌精矿生产工艺和脱水流程存在的动 力消耗较高，人工强度大，自动化程度低，水分含量高等 问题，通过运用烟台核信环保设备有限公司制造的BF-5m2 橡胶带式真空过滤机，实现锌精矿脱水高效、低能耗、水 分含量低、生产连续性好等目的。分析了陕西铅硐山矿业 有限公司选矿二分厂在选矿作业中真空带式过滤机与转 鼓真空过滤机脱水工艺的优缺点。总结出橡胶带式真空过 滤机在铅锌选矿企业脱水作业过程中的应用现状，为选厂 进一步提高锌精矿脱水效果提供了较好的设备支撑。
关键词 ：真空带式过滤机,脱水工艺,应用
1 选厂脱水工艺概述
陕西铅硐山矿业有限公司选矿二分厂主要产品为铅、 锌精矿。整个生产工艺流程大体上为，破碎车间两段一闭 路原矿破碎筛分—球磨车间一段一闭路磨矿—复选车间 高碱低电位一体浮选—浓密池浓缩—脱水车间脱水处理。 选厂日处理铅锌矿石 300t/d，铅精矿产量2t/d左右，锌精 矿产量 10t/d 左右。选矿厂精矿脱水车间是选出铅、锌精 矿产品的最后一道生产系统。由于方铅矿、闪锌矿的嵌布 粒度很细，尤其是磨矿细度达到 -200 目占大于 70%。加之 铅锌分离采用高碱工艺，铅、锌精矿黏度大，加之铅锌金 属比重较大，精矿浆流动性差，导致铅、锌精矿过滤十分 困难，脱水后精矿水分指标波动大，难以满足产品入库、 出库要求。而且锌精矿金属量全厂铅、锌总量的 85% 以 上，锌精矿水份直接影响选厂和公司经济效益。因此，运 用高效节能、安全稳定的精矿脱水技术，对整个选厂生产 工艺的产率影响至关重要。
2 原有锌精矿脱水工艺
2.1 锌精矿脱水工艺
原有浮选锌精矿脱水工艺。浮选车间高碱低电位浮选 出的锌精矿，自流进入到脱水车间锌浓密池，而后通过渣 浆泵供料进入到 5m2 外滤式转鼓真空过滤机进行锌精矿 的脱水。
原有锌精矿脱水设备生产状况。GP-5m2 外滤式转 鼓真空过滤机 2 台，配备电机总功率 6kW，台时处理量 0.8t/h ～ 1t/h， 工作时间 12h， 日处理锌精矿 12t/d， 锌精 矿含水 15% ～ 18% 左右，经自然干燥，出库锌精矿含水12% ～ 15%。主要作用原理为 , 真空转鼓在驱动部件的驱 动下转动，真空分配头与转鼓的抽滤、洗涤、抽干、反吹 室相通，存于储液槽的固液两相体与转鼓的抽滤室相通， 固体颗粒被吸附在滤布上，随着转鼓的转动，吸附在滤布 上的颗粒被带到抽干室，该室处于真空状态，残余水分继 续穿透滤饼，精矿达到降低水分目的，转鼓继续旋转，滤 饼被带到反吹卸料区，滤饼在正压作用下得到疏松，被刮 刀卸下，由人工用架子车推送至精矿仓。完成卸料后转鼓 进入洗涤区，反冲洗水清洗滤布，重新循环，达到连续分 离固液目的。
2.2 锌精矿脱水工艺存在的问题
外滤式真空过滤机作为传统过滤设备，其特点是设备 简单， 安装方便， 投资少， 是小型选矿企业比较常用的脱水 设备。但是在实际生产过程中， 缺陷也比较明显， 表现为动 力消耗较高， 人工强度大， 自动化程度低， 水分含量高。
选矿厂现有 5m2 外滤式转鼓真空过滤机2 台，从 1991 年投产至今，使用了 30 余年，设备老化，自动化程度落 后，工人工作强度大，产品水分含量较高。锌精矿含水 15% ～ 18%左右，且极不稳定，难以满足公司锌精矿生产 相关指标要求。过滤设备配套辅助设备较多、工艺管网复 杂，生产过滤出的精矿粉无法自动卸料，人工用架子车倒 运至精矿仓等问题，存在人力、物力上浪费以及人身、设 备设施等安全隐患。锌精矿产品需经长时间自然风干后出 库销售，不能满足公司灵活销售的要求，同时造成了成品 堆放、运输等对环境的污染。
2.2.1 转鼓真空过滤机脱水能耗高
转鼓真空过滤机本体功率消耗不大，以 GP-5m2 为例， 本体功率为 3kW（搅拌装置），但其配套水环式真空泵功 率消耗较大，每台水环式真空泵电机功率 7.5kW。两台锌 转鼓过滤机配备电机功率21kW，每台转鼓真空过滤机每 天工作时间为 12h，仅此电耗约250kW·h/d, 吨精矿电耗 20.8度。按动力电平均 1 元 /kW·h 的电价计算， 每天的设 备能耗约 720 元，全年动力消耗将近25 万元，这对于选厂 成本管控方面来说也是较大的一项支出。
2.2.2 转鼓真空过滤机维护量大
转鼓真空过滤机结构复杂，由过滤机主机、管路和阀 门组成。主机系统包括转鼓过滤机、排料装置、刮板输送 机、反吹装置。辅机部分包括输送入料的渣浆泵及其电机变频器、气水分离器、滤液缸，各种风水管路等。转鼓真 空过滤机故障率高，维护成本高，易损件是滤布、分配 头、机体耙架、减速机等，一年维修费用大约 3 万元。再 算上滤饼需要人工用架子车推送至精矿仓的人工费用 150 元 / 人·班，一年费用将近 10 万元。基于此产生较大 的维护工作量和人工费用，维护成本较大，存在一定的 设备和人身安全隐患。
2.2.3 转鼓真空过滤机生产连续性差
由于生产工艺和环境限制，浓密机下方放矿缓冲箱容 积较小， 经常会形成底流浓度过大或过小引起阀门放浆不 畅，需要清理放浆口，产生大量矿浆沉槽现象。需用清水 冲槽同时用渣浆泵打浆， 产生的泡沫和空气易于在箱内积 聚，当泡沫进入渣浆泵内时，造成渣浆泵“喘气”不上浆。 正常情况下由于转鼓真空过滤机内部存在 0.2MPa 的压 力，泵由于“喘气”的影响，造成扬程的变化，给料不畅或 者给不了料，工艺系统无法正常工作，进而造成放矿缓冲 箱冒料，转鼓真空过滤机无法连续运转，需要多次进行回 泵操作消除管道内空气， 影响正常生产。
3 橡胶带式真空过滤机介绍
3.1 橡胶带式真空过滤机的结构
经过市场调研，橡胶真空带式过滤机技术成熟可靠， 无需配套过多辅助设备及管网，采用先进的输送系统和高 效的过滤技术，使得处理能力得到了极大的提升。无论式 黏性、半黏性、半干态还是湿态滤饼，过滤效果都很明显。 前期取样实验及水分化验等优于转股真空过滤机水平。经 公司化验室取样水分化验达到 12% ～ 15%，锌过滤效果同 时达到公司要求，且实现了连续运转，工作效率大幅提升 4倍～ 5倍。我厂于2022 年 5 月投用一台BF-5m2 橡胶带式 真空过滤机， 该设备由烟台核信环保设备有限公司生产。
3.2 橡胶带式真空过滤机的工作原理
橡胶带式过滤机由橡胶滤带、真空盒、驱动轮、刮刀 装置、自动纠偏装置、滤布洗涤装置、电、气控柜、真空平 衡排液罐、机架等部件组成。它是充分利用物料重力和真 空吸力实现固液分离的高效设备， 它的工作原理如下。
环形胶带由电机经减速拖动连续运行，滤布铺敷在胶 带上与之同步运行。胶带与真空室接通真空系统时，在胶 带上形成真空抽滤区，料浆由布料器均匀地布在滤布上， 在真空的作用下，滤液穿过滤布经胶带上的横沟槽汇总并 由小孔进入真空室，固体颗粒被截留而形成滤饼，进入真 空的液体经气水分离器排出。随着橡胶带移动已形成的滤 饼依次进入滤饼洗涤区、吸干区 ；最后滤布与胶带分开，在卸滤饼辊处将滤饼卸出，卸除滤饼的滤布经清洗后循环 利用， 再经过一组支撑辊和纠偏装置后重新进入过滤区。
3.3 橡胶带式真空过滤机优点
（1）环形胶带采用伸缩性能良好的波浪形裙边与平胶 带粘接结构， 造价低、寿命长。且裙边可更换。
（2）真空箱和胶带间设有环形摩擦带并以水密封、润 滑、冷却，真空密封可靠，环形摩擦带摩擦阻力小、使用 寿命长且更换方便、快捷。
（3）胶带采用气垫式或者水膜支承，胶带漂浮在气垫或 者水膜上， 减少了运行阻力， 有利于延长胶带的使用寿命。
（4）胶带支承滤布、承受真空吸力及传递功率和承受 重量，并在真空箱上滑动，滤布不与真空箱接触，滤布的 使用寿命较长。
（5）实现了连续运行、连续过滤、洗涤等作业，能够 维持稳定的真空度， 降低滤饼的含水量且有利于稳定操作 工艺条件。
（6）易损件少，故障率低，长期连续稳定运行可靠， 处理量大。
4 橡胶带式真空过滤机的应用
4.1 橡胶带式真空过滤机脱水工艺
浮选车间生产的锌精矿直接通过浓密机浓缩后，由渣 浆泵通过管道给入平台搅拌桶，矿浆浓度均匀后，自流到 带式真空过滤机的给料口，完成锌精矿的脱水，滤饼通过 皮带进入精矿仓。过滤滤液进入到循环水系统， 循环使用。
4.2 带式真空过滤机的使用效果
在我厂投入运行的BF-5m2 橡胶带式真空过滤机，自 2022 年 5 月投入运行以来，运行状态一直良好，在入料浓 度 280g/l ～ 350g/l， 真空度为 0.6MPa 条件下， 处理量为 4t/h，日处理锌精矿 12t，每天仅需工作时间 3h，产品水分 为 15% 以下， 锌精矿品味大于 55%， 回收率 94% ～ 95%， 滤液浓度平均为 10g/l ～ 20g/l。单台带式过滤机能连续生 产 , 生产能力大 , 单位能耗小 , 自动化程度高 , 功率 35kW, 按平均 1 元 /kW·h 的电价计算每天的设备能耗约 126 元。
在使用的过程中，由于带式真空过滤机的结构简单， 带式过滤机故障率低， 运行维护量比较少， 对操作人员的技 术素质要求不高，该设备能够较好的适应现场生产的实际。 运行近一年来，除了更换过 1次滤布外，几乎没有大的设备 检修和维护。日常按照维护保养要求， 做好润滑部件按时注 油，简单的滤布调偏以外，没有多余的工作量，使用较为方 便，做好日常巡检工作即可。相较转鼓真空过滤机来说，具 有安全性能高， 工艺流程简化、劳动强度低等特点。
5 橡胶带式真空过滤机使用评价
（1）工作效率高。转鼓真空过滤机处理量为0.8t/h～1t/h。 日处理锌精矿 12t，每日工作时间 12h ；而带式过滤机处理 量为4t/h， 日处理锌精矿 12t，仅需工作时间 3h，单位时间 内带式过滤机过滤量比转股真空过滤机提高至少4倍。
（2）滤饼水分低。带式真空过滤机过滤锌精矿产出的 滤饼水份为 12% ～ 15%，转鼓真空过滤机过滤锌精矿的 滤饼水份为 15% ～ 18%，在脱水效果方面比转鼓真空过 滤机降低了 3 个百分点。
（3）出料更均匀。转鼓真空过滤机受槽体矿浆浓度、 真空度等方面影响，经常会出现滤饼时薄时厚等现象，配 套的减速机只有高、中、低三档运行，造成刮出的精矿出 料不匀。而带式过滤机附带的变频电机，可以根据矿浆浓 度和流量无极调速，更利于刮出锌精矿，无需经常调整刮 板角度。
（4）维护较方便。正常情况下转鼓真空过滤机每周需 要更换滤布，更换时需要拆除滤布上缠绕的铁丝，更换后 还要重新缠绕铁丝，费时费力，每月还需对水环真空泵、 管道进行清理，维护量大。而带式过滤机除了正常的更换 过滤机滤布和真空盒与胶带之间的环形磨擦带以外， 没有 更多的易损件， 维护方便。
（5）生产连续性好。转鼓真空过滤机过滤效率慢，单 位工作时间长，受浮选流程和设备故障方面等影响较大， 脱水工艺流程长，经常发生矿浆沉槽和管道堵塞情况。胶 带式真空过滤机采用无压直流进料， 通过搅拌系统对矿浆 浓度进行搅拌均匀，不会出现矿浆沉槽现象，避免了管道 堵塞的难题， 保证生产连续性和稳定性。
6 经济效益分析
6.1 电耗成本
BF-5m2 橡胶带式真空过滤机系统总功率由以下几部 分组成 ：
主机 ：5.5kW。
真空泵 ：22kW。
空压机 ：7.5kW。
总功率 ：35kW。
工作时间 ：3h。
处理精矿量 ：12t。
吨精矿电耗 ：8.75度。
与转鼓真空过滤机单位电耗比较，可节约 12.05 度 / 吨矿。
通过比较，带式真空过滤机的电耗相对较低。选厂每天生产锌精矿量约 10t ～ 14t，按每天产精煤 12t计，则每 天可节约用电 145度，每年可节约用电 5.2 万度，为企业年 创造经济效益 5 万多元。
6.2 运行维护成本
在运行维护成本上，以选厂使用的 GP-5m2 转鼓真 空过滤机为例，每年更换滤布约 24 块 / 台 1.2 万元 ；水 环真空泵检查、清垢 0.2 万元 / 年 ；管道清理、阀门更换 每年费用约 0.3 万元 ；吨精矿维护成本费用为 7.25 元。 BF-5m2橡胶带式真空过滤机更换滤布1次（0.8万元/年）， 调整刮板装置、清理洗涤装置和其它（0.5万元/年）： 吨精 矿维护成本费用3.25元。每年可以为企业降低成本约1.6 万元。
7 橡胶带式真空过滤机在使用过程中应注意的问题
通过橡胶带式真空过滤机在选厂 1 年多时间的使用观 察，它具有较好地适应性，具有生产稳定、效益良好、维 护较低、工艺简单、操作方便等优点。但在实际使用的过 程中还应该需要注意以下几个方面的问题。
（1）严禁带料启动电机， 尤其是工作环境温度过低时， 经常会出现托辊转胶带不转现象， 刚开机进料速度不宜过 大，待真空度达到 0.6MPa 后，再慢慢调整，防止刮出的物 料水分大。
（2）滤布作为矿浆的主要载体和易损件，在日常检查 维护的过程中，要谨防滤布的接头是否松动，自动纠偏装 置是否正常， 如发现异常及时调整。
（3）洗涤装置、刮刀装置日常维护要注意勤观察，一 旦出现刮刀变形、间隙过大或者清洗管路堵塞等情况，就 会极大影响清洗效果，造成胶带黏连、滤饼脱水效果不 佳，需要及时清理管路或者更换刮刀。
8 结语
橡胶真空带式过滤机是一种自动化程度高的新型过 滤设备，凭借着生产能力大、过滤效率高、洗涤效果好、 滤饼水份低、应用范围广、操作简单、运行平稳、维护保 养方便等特点，现如今受到越来越多的关注。实际生产表 明橡胶真空带式过滤机运用在锌精矿脱水工艺方面的优 势，虽然仍存在一些不足，但是通过管理和操作等技术手 段可以有效解决。总之，目前该设备在我厂锌精矿脱水工 艺和设备的应用，能有效降低精矿水份含量，提高生产效 率，综合方面来看是一种较好的选择， 值得推广运用。
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