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        立式隔膜壓濾機(jī)在鈦白后處理洗滌過濾生產(chǎn)中的應(yīng)用探討

        2015-02-02 09:10:02賈高文熊明錫
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年1期
        關(guān)鍵詞:鈦白探討應(yīng)用

        賈高文 熊明錫

        摘 要:通過探討臥式和立式兩種不同型式的隔膜壓濾機(jī)在鈦白后處理洗滌過濾生產(chǎn)中的應(yīng)用情況,立式隔膜壓濾機(jī)在滿足工藝產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,更適用于生產(chǎn)要求,可嘗試推廣。

        關(guān)鍵詞:立式隔膜壓濾機(jī);洗滌過濾;鈦白;應(yīng)用;探討

        1 概述

        鈦白工藝后處理生產(chǎn)過程中,經(jīng)過包膜處理后的二氧化鈦顆粒表面附著有大量的可溶性鹽,必須在干燥之前予以除去,否則鹽類將在干燥過程中殘留在鈦白粉產(chǎn)品中,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的應(yīng)用性能,特別是研磨分散性和耐候性。因此,必須采用洗滌過濾的方法除去,其洗滌過濾設(shè)備主要包括真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)、真空葉濾機(jī)、隔膜壓濾機(jī)。通過多年的摸索和使用,臥式隔膜壓濾機(jī)技術(shù)及應(yīng)用逐漸成熟,已基本取代真空轉(zhuǎn)鼓和葉濾機(jī),成為后處理洗滌過濾設(shè)備的首選。

        近年來,國內(nèi)鈦白粉廠大力推進(jìn)設(shè)備大型化、自動(dòng)化的擴(kuò)能改造升級,洗滌過濾設(shè)備也將迎來新一輪的升級改造和更新?lián)Q代。具有操作維護(hù)難度大、造價(jià)高、專有技術(shù)保密等特點(diǎn)的立式隔膜壓濾機(jī),因其更具備產(chǎn)能大、洗滌過濾周期短、全自動(dòng)化操作等優(yōu)點(diǎn),必將受到更多鈦白生產(chǎn)企業(yè)摸索、試驗(yàn)和探討,以期代替臥式隔膜壓濾機(jī),在后處理洗滌過濾工序得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。

        2 產(chǎn)能及選型

        以100kt/a鈦白生產(chǎn)線為例,按年工作時(shí)間7200h對隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行選型計(jì)算。

        2.1 臥式隔膜壓濾機(jī)

        臥式隔膜壓濾機(jī)由機(jī)架、廂式濾板和隔膜濾板、濾布、洗布機(jī)等組成。一個(gè)完整的操作周期包括進(jìn)料、預(yù)壓榨、洗滌、壓榨、反吹、卸料、洗布等過程,鈦白漿料通過泵送入隔膜壓濾機(jī),直至達(dá)到額定進(jìn)料量。在隔膜濾板內(nèi)壓榨水的作用下初步壓緊腔室內(nèi)的二氧化鈦濾餅,在壓縮空氣的作用下吹掃進(jìn)料孔殘留的漿料,然后用脫鹽水對濾餅進(jìn)行洗滌,除去濾餅中的可溶性鹽,水耗約12t/t鈦白。洗滌后在隔膜腔室中通入壓榨水對濾餅進(jìn)行壓榨,以降低濾餅的含水率,得到更高的固含量。洗滌過濾合格后,進(jìn)行卸餅,完成一個(gè)操作周期,過程約4h。同時(shí),每天對濾布進(jìn)行在線高壓洗滌,過程約2h。

        根據(jù)國內(nèi)鈦白粉廠對臥式隔膜壓濾機(jī)的選型數(shù)據(jù),如:過濾面積為500m2、濾板尺寸為1.5m×2m,116個(gè)濾室,每個(gè)濾餅厚度為40mm,濾室容積為8.12m3。按濾室面積為濾板面積的85%計(jì)算,即單板過濾面積1.275×1.7=2.1675m2,以出料固含量50%、TiO2漿料密度1614kg/m3、干料密度807kg/m3計(jì),則每個(gè)洗滌周期的干物料質(zhì)量為:2.1675×0.04×116×1.614×0.50=8.116t,每個(gè)洗滌過濾周期4h,同時(shí)考慮洗布、卸餅等人工操作的時(shí)間銜接不緊湊,每年單臺壓濾機(jī)產(chǎn)能為:7200÷4×8.116×95%=13878.6t/a,10萬噸產(chǎn)能需該型壓濾機(jī)7.2臺,取整8臺。

        2.2 立式隔膜壓濾機(jī)

        立式隔膜壓濾機(jī)程序控制工作模式有六個(gè)過程:進(jìn)料、預(yù)壓榨、濾餅洗滌、壓榨脫水、濾餅吹干、卸餅與濾布洗滌,水耗約5t/t鈦白,整個(gè)過程約20min,可通過程序設(shè)定實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,過程無需人為干預(yù)。

        LAROX立式隔膜壓濾機(jī)在國外鈦白行業(yè)洗滌過濾的應(yīng)用,產(chǎn)品性能不受影響,具有成功應(yīng)用業(yè)績。同時(shí)該設(shè)備具有以下特點(diǎn):全自動(dòng)運(yùn)行,減少操作人員,以及因人工操作引起的對產(chǎn)品影響和質(zhì)量的波動(dòng);立式布置,設(shè)備占地面積?。粸V板水平放置,每個(gè)腔室單獨(dú)進(jìn)料、進(jìn)水和進(jìn)氣,采用重力+壓力過濾方法,形成的濾餅厚度及固體顆粒分布均勻,洗滌過程不會有短路現(xiàn)象,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;洗滌水耗量低,最低可達(dá)3.5t/tTiO2;濾餅固含量高;卸料時(shí)間短,卸料同時(shí)清洗濾布,保證生產(chǎn)過程濾布的透氣性良好;過濾面積可擴(kuò)展,可有效根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)整設(shè)備生產(chǎn)能力;同時(shí)由于采用一條連續(xù)濾布,更換濾布遠(yuǎn)較臥式隔膜壓濾機(jī)方便、時(shí)間短。但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)動(dòng)件多、自動(dòng)化程度高,所以設(shè)備維護(hù)量大,維護(hù)和檢修技術(shù)水平要求較高;濾布既作為過濾介質(zhì)又作為卸料中的傳輸介質(zhì),磨損嚴(yán)重、壽命短。

        根據(jù)立式隔膜壓濾機(jī)已有經(jīng)驗(yàn)計(jì)算,濕濾餅厚度22mm,固含量65%,TiO2漿料密度1970kg/m3,則單位時(shí)間面積產(chǎn)能為:0.022×1×1970×0.65×(60÷20)=84.513kg/m2.h,若考慮每個(gè)周期5min的時(shí)間余量,0.022×1×1970×0.63×(60÷25)=65.53kg/m2.h,按年生產(chǎn)7200h,則10萬噸需過濾面積為:100000×1000÷65.53÷7200=211.95m2,可選用兩臺108m2規(guī)格的立式隔膜壓濾機(jī)。進(jìn)一步考慮生產(chǎn)余量,選用兩臺132m2。

        3 投資及對比

        3.1 一次性投資

        臥式隔膜壓濾機(jī)主體設(shè)備720萬元,壓榨、洗滌等系統(tǒng)及配套設(shè)備設(shè)施1000萬元,合計(jì)一次性投資1720萬元;立式隔膜壓濾機(jī)主體設(shè)備2280萬元,壓榨、洗滌等系統(tǒng)及配套設(shè)備設(shè)施890萬元,合計(jì)一次性投資3170萬元。立式隔膜壓濾機(jī)一次性投資高出1450萬元。

        3.2 生產(chǎn)運(yùn)行及維護(hù)成本

        臥式隔膜壓濾機(jī)水、電、蒸汽、壓縮空氣、濾布維護(hù)、人工成本、后續(xù)干燥成本等生產(chǎn)年運(yùn)行投資5530萬元;立式隔膜壓濾機(jī)水、電、蒸汽、壓縮空氣、濾布維護(hù)、人工成本、后續(xù)干燥成本等生產(chǎn)年運(yùn)行投資3620萬元。立式隔膜壓濾機(jī)年生產(chǎn)運(yùn)行及維護(hù)成本低1910萬元。

        綜合立式與臥式隔膜壓濾機(jī)的設(shè)備購置、配套設(shè)備設(shè)施建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行及維護(hù)成本,投資建設(shè)到生產(chǎn)一年時(shí)間內(nèi),立式隔膜壓濾機(jī)可節(jié)約460萬元;在考慮土建投資、后續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行成本等因素,立式隔膜壓濾更節(jié)省投資。

        4 維護(hù)及檢修

        4.1 日常維護(hù)

        日常生產(chǎn)過程中,正常的設(shè)備緊固、清掃、潤滑等維護(hù),立式隔膜壓濾機(jī)因占地面積小、附屬設(shè)備少,維護(hù)較為簡單、便捷,但因設(shè)備自動(dòng)化程度高,要求保養(yǎng)勤、維護(hù)效率高、技術(shù)性強(qiáng);臥式隔膜壓濾機(jī)占地廣、附屬設(shè)備多,維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度大、維護(hù)時(shí)間長。

        4.2 維修及備件更換

        臥式壓濾機(jī)濾板結(jié)構(gòu)簡單,重量較輕,2-3人即可實(shí)現(xiàn)拆裝,過程中吊車配合作業(yè),方便快捷,維修簡單且技術(shù)成熟;在更換濾布時(shí),由于數(shù)量大,一次性更換耗時(shí)長。立式壓濾機(jī)整臺僅一條濾布,熟練工人一人兩小時(shí)即可完成更換;若考慮濾板更換、液壓系統(tǒng)維護(hù)維修、電氣系統(tǒng)故障清除等大修,立式隔膜壓濾機(jī)因存在較強(qiáng)的專業(yè)性和較大的勞動(dòng)強(qiáng)度,需要經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)和長期培養(yǎng)的專業(yè)人員,維修困難。由于濾板組結(jié)構(gòu)復(fù)雜,每塊濾板由主板、隔膜、格柵和框架等組成,并附屬導(dǎo)液槽、濾布驅(qū)動(dòng)輥、若干螺栓等,維修、更換、拆裝時(shí)需要借助專用工具、氣動(dòng)扳手、手拉葫蘆、電動(dòng)葫蘆等工具,同時(shí)需配備較多人力,且維修過程復(fù)雜、專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)、拆裝過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力,每年大修的時(shí)間達(dá)150h。

        5 結(jié)束語

        通過對比,立式隔膜壓濾機(jī)在鈦白后處理洗滌過濾生產(chǎn)中有以下特點(diǎn),在應(yīng)用上更優(yōu)于臥式隔膜壓濾機(jī)。

        (1)能滿足鈦白生產(chǎn)工藝要求,且較少人為干擾,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。(2)整體投資更優(yōu),長遠(yuǎn)來說更節(jié)約投資。(3)操作周期短,更利于產(chǎn)品質(zhì)量的及時(shí)控制。(4)日常維護(hù)量少,節(jié)約人工成本,更利于現(xiàn)代工廠的自動(dòng)化建設(shè)。(5)配套設(shè)施少,相應(yīng)的配套維護(hù)成本更少。

        參考文獻(xiàn)

        [1]許良江.立式壓濾機(jī)用于脫水和洗滌作業(yè)[J].有色金屬(選礦部分),1999(5).

        [2]唐建.國產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)代替真空葉濾機(jī)用于鈦白粉生產(chǎn)中一二次水洗的可行性分析[C].全國鈦白行業(yè)年會(2008)論文集,2008.

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