龍志平

（青海銅業(yè)有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000）

陶瓷過濾機(jī)在銅冶煉渣選脫水的應(yīng)用及改進(jìn)

龍志平

（青海銅業(yè)有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000）

介紹了國(guó)產(chǎn)陶瓷過濾機(jī)工作的基本原理、在銅冶煉渣選脫水使用情況以及在應(yīng)用中存在的問題，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，經(jīng)改進(jìn)、完善后，實(shí)現(xiàn)了陶瓷過濾機(jī)可靠運(yùn)行、高效脫水、節(jié)能降耗的目的。

銅冶煉；銅爐渣；陶瓷過濾機(jī)；基本原理；陶瓷濾板；產(chǎn)能；應(yīng)用；問題；改進(jìn)措施

1 引言

陶瓷過濾機(jī)采用微孔陶瓷材料作為過濾介質(zhì)，應(yīng)用毛細(xì)效應(yīng)原理，即水能通過陶瓷濾板而礦漿顆粒不能通過，實(shí)現(xiàn)無濾布固液分離。陶瓷過濾機(jī)在濾餅形成、濾餅干燥、自動(dòng)卸餅、陶瓷濾板的清洗等過濾環(huán)節(jié)連續(xù)進(jìn)行，過濾效率高，濾餅水分低，濾液清澈。與國(guó)內(nèi)其他類型脫水設(shè)備如：箱式過濾機(jī)、帶式壓榨過濾機(jī)等過濾設(shè)備相比，陶瓷過濾機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、作業(yè)過程無污染、節(jié)能效果好、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此，自1979年芬蘭Valmet公司研制出陶瓷過濾機(jī)以來［1］，國(guó)內(nèi)的研發(fā)、更新及應(yīng)用迅速跟進(jìn)，在選礦、冶金、化工、環(huán)保、造紙、石油、煤炭等行業(yè)得到廣泛使用，并在推廣過程中得到不斷改進(jìn)和完善。

2 陶瓷過濾機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 基本結(jié)構(gòu)

陶瓷過濾機(jī)基本結(jié)構(gòu)由滾筒系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、給礦系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、濾液排放系統(tǒng)、刮料系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、聯(lián)合清洗系統(tǒng)、全自動(dòng)控制系統(tǒng)、槽體、機(jī)架等部分組成。其中，滾筒系統(tǒng)是陶瓷過濾機(jī)的核心部件，由主軸、滾筒體組成。主軸一端連接電機(jī)，驅(qū)動(dòng)滾筒體旋轉(zhuǎn)，另一端與分配頭相配合。分配頭由動(dòng)片、靜片組成［2］。動(dòng)片固定在主軸端，其上有12個(gè)圓孔，隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。靜片安裝在分配頭座上，連接真空管路和反沖洗管路。靜片上面有上下2 個(gè)長(zhǎng)圓弧形槽孔及一側(cè)有個(gè)單獨(dú)的圓孔。上部圓弧形槽為干燥區(qū)槽孔，下部圓弧形槽為吸礦區(qū)槽孔，單獨(dú)的圓孔為反沖洗孔。滾筒體上焊接環(huán)板，安裝陶瓷濾板，每塊環(huán)板安裝12片陶瓷濾板，筒體上環(huán)板在同一軸線方向上安裝的陶瓷濾板連接于同一根管道上，共12根管道與分配頭動(dòng)片相通。

2.2 工作原理

陶瓷過濾機(jī)的工作原理是在壓強(qiáng)差的作用下，固體懸浮液通過陶瓷過濾介質(zhì)時(shí)，顆粒被截留在介質(zhì)表面形成濾餅，而液體則通過陶瓷過濾介質(zhì)流出，達(dá)到固液分離目的［4-5］。陶瓷過濾機(jī)在PLC控制下運(yùn)行，通過壓力傳感器、液位探測(cè)器、自動(dòng)閥等控制進(jìn)料、濾液排放、真空度控制、反沖洗等過程。陶瓷過濾機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于滾筒旋轉(zhuǎn)，陶瓷過濾機(jī)完成濾餅形成（吸礦區(qū)）、濾餅干燥（干燥區(qū)）、濾餅刮除（卸料區(qū)）、陶瓷濾板清洗（反沖洗區(qū)）四個(gè)過程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)過濾作業(yè)（見圖1）。

圖1 陶瓷過濾機(jī)工作原理圖

3 陶瓷過濾機(jī)在銅冶煉渣選應(yīng)用

銅冶煉產(chǎn)生的爐渣中由于含有一定量的金屬銅顆粒，通過渣選加以回收，渣選后尾礦銷往水泥行業(yè)。既回收了銅，少量的金、銀等有價(jià)金屬，又解決冶煉過程中產(chǎn)生的大量爐渣堆存的環(huán)保問題，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益［3］。

銅冶煉爐渣經(jīng)浮選回收有價(jià)金屬后，產(chǎn)生大量的精、尾礦礦漿需要脫水，實(shí)現(xiàn)固液分離；因此，精、尾礦礦漿固液分離設(shè)備必須具備產(chǎn)能大、效率高、水分低等特點(diǎn)。而陶瓷過濾機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、作業(yè)過程無污染、節(jié)能效果好、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，故成為渣選精、尾礦脫水的首選設(shè)備。渣選精、尾礦脫水工藝控制參數(shù)如表1。

表1 選精、尾礦脫水工藝控制參數(shù)

陶瓷過濾機(jī)在投入運(yùn)行初期存在不少問題，嚴(yán)重時(shí)造成生產(chǎn)中斷，通過在生產(chǎn)實(shí)踐的不斷完善和改進(jìn)，現(xiàn)今，陶瓷過濾機(jī)運(yùn)行良好，優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。

4 陶瓷過濾機(jī)應(yīng)用中存在的問題及改進(jìn)

4.1 濾液泵排液不及時(shí)

陶瓷過濾機(jī)濾液采用泵抽吸濾液桶內(nèi)濾液排水式，即濾液泵排液。在實(shí)際使用過程中礦漿濃度控制在55%～65%，當(dāng)過濾機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在濃度低位時(shí)運(yùn)行，濾液量增加較大，濾液泵流量設(shè)計(jì)顯得偏小，不能及時(shí)排除濾液桶內(nèi)濾液，影響陶瓷過濾機(jī)真空度。

改進(jìn)措施：在濾液筒增設(shè)自動(dòng)控制閥、液位計(jì)，設(shè)定液位高低限，利用落差，通過PLC控制，由液位計(jì)控制濾液桶內(nèi)濾液排放。當(dāng)液位達(dá)到高限時(shí)，自動(dòng)閥開啟，濾液在重力作用下排至低位濾液槽，濾液低位時(shí)關(guān)閉自動(dòng)閥，取消了濾液泵。

綜上所述，可以看到深化設(shè)計(jì)在FUJAIRAN BUSINESS CENTRE PROJECT工程施工過程中起到了至關(guān)重要的作用，其與各施工要素之間有著緊密的聯(lián)系。筆者作為該項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理，通過對(duì)本項(xiàng)目深化設(shè)計(jì)的總結(jié)分析，不僅為公司后續(xù)海外幕墻工程提供了一定的參考價(jià)值，也為其他企業(yè)在的海外幕墻工程施工中提供了管理思路。

4.2 攪拌壓耙

由于銅爐渣比重大，沉降速度快，易沉降、堆積在陶瓷過濾機(jī)料槽底部或邊角處，引起陶瓷過濾機(jī)攪拌變形、斷裂或壓耙，影響生產(chǎn)連續(xù)性。

改進(jìn)措施：陶瓷過濾機(jī)攪拌耙增加攪拌葉片，驅(qū)動(dòng)攪拌耙的電機(jī)功率選大一檔，以加大攪拌力度，使礦漿不易沉降，減少邊角積礦，改進(jìn)后攪拌耙變形、斷裂、壓耙現(xiàn)象再未出現(xiàn)。

4.3 卸料刮刀不耐磨

由于經(jīng)刮刀刮下的爐渣顆粒大，硬度高，普通刮刀大概只使用一個(gè)多月就出現(xiàn)磨損，影響正常卸料。

改進(jìn)措施：卸料刮刀用ZrO2增韌Al2O3制造，該種高性能陶瓷不僅有較高的強(qiáng)度、硬度，而且由于加入了ZrO2，陶瓷的韌性提高，使用壽命可達(dá)2年以上。

4.4 陶瓷濾板微孔堵塞

改進(jìn)措施：采用每班（8h）停陶瓷過濾機(jī)1h，使用超聲振動(dòng)和反沖洗水內(nèi)添加一定濃度的硝酸進(jìn)行陶瓷板再生處理。陶瓷濾板上的吸附微細(xì)顆粒得到很好的清除，陶瓷濾板微孔得到疏通，恢復(fù)陶瓷過濾板性能，保證了濾餅水分。

4.5 超聲振盒損壞不便更換

廠家設(shè)計(jì)時(shí)將陶瓷過濾機(jī)超聲振盒安裝在料漿槽側(cè)壁，淹沒在礦漿內(nèi)，當(dāng)運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)某些超聲振盒損壞時(shí)，只能停機(jī)后將槽內(nèi)礦漿排空才能更換，且作業(yè)空間受限，更換非常不便，檢修時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)造成影響。

改進(jìn)措施：將所有超聲振盒安裝在橫梁上，橫梁兩端為梯形螺母，梯形螺母套于絲桿上，絲桿通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)超聲振盒升降。通過PLC控制，需要清洗時(shí)，將超聲振盒降入槽內(nèi)，清洗結(jié)束則提升至槽外。改造后超聲振盒損壞率降低，檢修更換方便且不影響生產(chǎn)。

4.6 傳動(dòng)部件故障率高

陶瓷過濾機(jī)傳動(dòng)部件需要潤(rùn)滑點(diǎn)較多，依靠人工補(bǔ)加潤(rùn)滑油脂，容易造成加油不及時(shí)或遺漏加油點(diǎn)，在潤(rùn)滑不足的情況下運(yùn)行，造成運(yùn)動(dòng)部件磨損。

改進(jìn)措施：增加自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，并由PLC控制，可以定時(shí)、定量地補(bǔ)加潤(rùn)滑油，避免了人工加油存在的問題，陶瓷過濾機(jī)傳動(dòng)部件故障率大幅降低。

5 結(jié)束語

（1）銅冶煉爐渣脫水過濾工藝應(yīng)用的陶瓷膜過濾機(jī)克服了真空?qǐng)A盤布袋過濾機(jī)、壓濾機(jī)等設(shè)備所存在的弱點(diǎn)，其設(shè)備性能、處理效果、占地面積、運(yùn)行成本、投資規(guī)模等方面均優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類過濾裝置，具有較高的推廣價(jià)值［6］。

（2）陶瓷過濾機(jī)在銅冶煉工藝上的成功應(yīng)用，由于其濾液清澈，能夠達(dá)到礦山回用水標(biāo)準(zhǔn)，較好地解決了大型銅冶煉項(xiàng)目生產(chǎn)用水循環(huán)利用難題，解決了大量廢水的二次環(huán)境污染，兼顧了環(huán)保治理與可持續(xù)發(fā)展. 促進(jìn)了我國(guó)的冶金環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

（3）通過對(duì)陶瓷過濾機(jī)在運(yùn)行過程中存在問題的不斷改進(jìn)，降低了故障率，提升了陶瓷過濾機(jī)自動(dòng)化程度，具有較好的推廣應(yīng)用前景。

［1］吳伯明, 錢均新. 陶瓷過濾機(jī)的研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展思路[J]. 現(xiàn)代礦業(yè), 2010(2):126-128.

［2］路紅娟. 陶瓷過濾機(jī)分配頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)[D]. 上海:中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所, 2000.

［3］韓偉. 銅冶煉轉(zhuǎn)爐渣選礦工藝研究及設(shè)計(jì)[J]. 銅業(yè)工程, 2013(1):25-27.

［4］李建, 朱有劍. 基于ARM控制的陶瓷過濾機(jī)系統(tǒng)[J]. 礦冶, 2009(2):76-78.

［5］朱江, 朱延賓. 脫水型陶瓷過濾機(jī)的常見故障與解決辦法[J]. 黃金, 2016(3):51-53.

［6］謝杰, 馬松勃. 陶瓷過濾機(jī)應(yīng)用于爐渣選礦尾礦脫水的實(shí)踐與探索[J]. 有色礦冶, 2014(1):25-27.

Application and Improvement of Ceramic Filter in Dewatering of Copper Smelting Slag

LONG Zhi-ping
（Qinghai Copper Co., Ltd., Xining 810000, Qinghai, China）

This paper introduces the basic principle of domestic ceramic filter work in copper smelting slag flotation dehydration and the existing problems in application, and puts forward the corresponding improvement measures.After improvement and perfection, it achieves efficient, reliable and energy saving operation of the ceramic filter dehydration.

copper smelting slag；copper；ceramic filter；basic principle；ceramic filter plate；production；application；problems；improvement measures

TF351.3

B

1009-3842（2016）06-0042-03

2016-08-11

龍志平（1971-），男，湖南冷水江市人，學(xué)士，工程師，主要從事設(shè)備及生產(chǎn)管理工作。E-mail:710135546@qq.com