[发明专利]从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及固液分离技术领域，具体涉及一种从稀相超细矿物悬浮液中收集固体矿粒的过滤系统及其方法。

背景技术

在化工冶金等领域，常常需要进行固液分离操作。理论上，固体颗粒物料的悬浮液即原水经板框过滤、带式真空过滤、离心分离过滤等固液分离操作即可得到澄清的液相过滤液即清水；但实际生产过程中特别是在矿物加工过程中，由于固液分离的上游操作如化学浸出、浮选选别等工艺条件的需要，矿物颗粒往往被粉碎至超细的微米级粒度，在对微米级固体矿物进行固液分离时我们发现，细颗粒矿物的悬浮液、粗细颗粒矿物混合物料的悬浮液经上述常规固液分离操作得到的清水仍为混浊悬浮液，该混浊悬浮液特点为：固相稀（即固体矿粒在液相中浓度小）、悬浮矿粒粒度细。研究发现：板框压滤机、真空过滤机或离心过滤机的滤布的孔径一般在几十微米（约300~400目），适用于大浓度及大粒度矿物悬浮液的分离，而矿物悬浮液中的细颗粒矿粒的粒径在几微米甚至更细时，过滤操作中，细颗粒矿粒能透过滤布进入清水，由于这些细颗粒矿粒粒度细，表面能大，难以沉降，从而悬浮在液相清水中，成为混浊的稀相超细矿物悬浮液，出现“清水不清”的问题！二硫化钼生产过程中产生的稀相超细辉钼精矿悬浮液即属于这种情况。

二硫化钼是一种良好的固体润滑剂，具有很强的抗腐蚀性能、抗压性能、耐高真空性能、抗辐射性能和与金属的附着性能，在军事领域、汽车行业、机械加工、航空航天、石油化工、锂离子电池、复合材料、涂层、密封材料等方面有着广泛的应用。目前，二硫化钼的生产主要是采用化学浸出方法或者浮选方法从辉钼精矿除杂提纯制得，经化学浸出或浮选之后的辉钼精矿需要进行固液分离操作脱水得到二硫化钼固体粉末，譬如经过盐酸浸出后的辉钼精矿浸出液是采用带式真空过滤机或板框压滤水洗机脱水，由于辉钼精矿粒径在几微米，过滤脱水过程中有3~5%辉钼精矿混入液相清水中，产生了混浊的稀相超细辉钼精矿悬浮液；在采用浮选柱对辉钼精矿进行选别生产二硫化钼的过程中，浮选柱尾矿过滤脱水时，也有2~3%的辉钼精矿矿粒混入了尾液中。由于钼资源有限，且鉴于环境保护的需要，生产过程中产生的稀相超细辉钼精矿悬浮液需要进行固体矿粒回收。

目前对稀相超细矿物悬浮液中固体矿粒的回收，主要还是采用重力沉降或凝聚沉降的办法，利用包含在原水中的固体矿粒的比重与水的比重差从原水分离固体矿粒和处理水，在原水流入到沉降池内、比水比重大的固体矿粒沉降后，将上层澄清部分作处理水，由于固体矿粒粒度较小，表面能大，悬浮于液体中，固液分离困难，使得沉降池容积大、沉降时间长，即使采用占地经济的迷宫式沉淀池或多级沉淀池，也依然需要1小时或者更长的滞留时间。

针对细颗粒物料的固液分离，研究人员已做了很多工作。

CN102423555A公开了一种颗粒悬浮浓缩方法及其装置，以解决细颗粒物料自由沉降速度慢的问题，浓缩装置包括通过管路依次相连的搅拌槽、进浆泵、悬浮器以及排浆泵，悬浮器包括悬浮筒以及位于悬浮筒上部并相互连通的沉浆箱，悬浮筒通过管路与排浆泵连通，浓缩时，将采集的低浓度砂浆通过管道输送到悬浮器中，低浓度砂浆在悬浮器内处于悬浮状态并进行颗粒滑移运动，在一段时间后，悬浮器内的低浓度砂浆将形成高浓度砂浆，浑水通过溢流管排放，高浓度砂浆通过排放管输送至选矿厂，该方法可用于金属矿山井下充填、选矿厂矿浆浓缩。CN102198341A公开了一种超细粉体浆料固液分离的方法，首先将粉体浆料置于-50℃～0℃环境下冷冻，直至完全结冰，呈固体状态；再将冷冻后的浆料升温融化，静置沉淀；静置沉淀完成后，直接倒出上清液或通过容器上的阀门排出上清液，实现固液分离；该方法中，粉体颗粒在冻结的过程中形成物理团聚体，不改变粉体自身的性质和表面形貌，沉降后能保持粉体的粒度分布不变。US3,473,661公开了一种通过沉淀、过滤分离液体中悬浮固体的装置及方法，沉淀池上部设有与液体输送管连通的中心垂直进管，中心垂直进管外设有两级同轴中空垂直柱形管，分别形成依次连通的内部液体上流区、内部液体下流区、外部液体上流区，沉淀池下部为收集固体的静止区，将待分离液体引入沉淀池内，液体分别经内部液体上流区、内部液体下流区、外部液体上流区进行垂直流动，流动过程中固体沉淀分离积聚于下部的静止区；在沉淀池外部设有过滤室，过滤室内设有沙粒之类的过滤床层，沉淀池中分离出的液体经输送管进入过滤室内，流经水平挡板、过滤介质，截留去液体中悬浮的残留固体颗粒，过滤液经排放口进入排水池中，过滤排水通过连通管进入过滤室上部的反洗室内，自反洗室顶部出口管排出；需反洗时，反洗室的水经连通管、排水池流经过滤介质反洗，反洗水经输送管流入过滤室下部的贮水池。