張冬梅,楊建國,李小軍
(西部礦業(yè)股份有限公司鋅業(yè)分公司,青海 西寧 810000)
浮選槽是浮選設(shè)備中用來實(shí)現(xiàn)浮選過程的槽體容器。我公司浮選槽在硫渣浮選過程中,硫渣浸出后含有酸性物質(zhì),特別是CL-對槽體的腐蝕嚴(yán)重影響著設(shè)備的安全使用;同時葉輪攪拌會對槽體產(chǎn)生磨損??傊?,浮選過程中磨損與浮選共同作用,比單一的磨損或者腐蝕更具破壞性,嚴(yán)重影響企業(yè)正常運(yùn)行。
原硫回收浮選槽采用316L不銹鋼板材焊接而成,316L不銹鋼為單相奧氏體組織,其材料成分為022Cr17Ni12Mo2,具有耐腐蝕性,耐磨損及耐高溫性,但是,由于不銹鋼材質(zhì)的特殊性,焊接工藝以及使用環(huán)境等多重因素會引起性能下降。
生產(chǎn)過程中CL-不斷富集,當(dāng)316L不銹鋼受氯離子作用而點(diǎn)蝕的濃度界限為250mg/L,我公司生產(chǎn)系統(tǒng)液體當(dāng)中CL-濃度達(dá)到3000mg/L,此時,316L不銹鋼的耐腐蝕性就會呈下降趨勢,因此,導(dǎo)致浮選槽在連續(xù)生產(chǎn)不足1年的情況下即腐蝕嚴(yán)重,出現(xiàn)大面積泄露。[1]在槽底部以及側(cè)面出現(xiàn)大量綠色結(jié)晶物,不銹鋼材質(zhì)中的Cr、 Ni元素析出,導(dǎo)致生產(chǎn)被迫中斷。
我公司硫浮選由一段粗選、一段掃選和一段精選組成,粗選過程設(shè)容積為10m3的浮選槽5臺,掃選過程設(shè)容積為10m3的浮選槽5臺,精選設(shè)容積為6m3的浮選槽4臺。原系統(tǒng)采用平均厚度為10mm的316L鋼板以及3個10m3中尾箱、1個6m3過渡箱、附屬中礦管、給礦管等連接管,鋼材合計重量約45噸,按單價16500元/噸計算,材料費(fèi)約80萬元,加上制作安裝費(fèi)等現(xiàn)場施工費(fèi)用,14臺浮選槽以及全套附屬設(shè)施,施工總價為165.2萬元,可以說維修造價相當(dāng)昂貴。
現(xiàn)場施工難度大,將原在線安裝的設(shè)備拆除,再將預(yù)制好的設(shè)備吊裝到位,一臺浮選槽重約2.5噸,現(xiàn)場施工空間限制,不能使用吊車,還需要搭腳手架,用人工就位,安全風(fēng)險難度系數(shù)增大。
圖1
根據(jù)現(xiàn)場情況與腐蝕性質(zhì)(氯離子腐蝕)確定總體修復(fù)方案,總體思路是在浮選槽內(nèi)部加裝內(nèi)襯,以隔離溶液與不銹鋼板,防止腐蝕。主要從選材的化學(xué)性能、物理性能兩個方面進(jìn)行考量。
(1)化學(xué)性能方面,PP板是一種聚丙烯材料,具有良好的耐熱性、化學(xué)性能穩(wěn)定,耐熱溫度可達(dá)100度,我公司浮選槽工作溫度70℃左右,耐熱性完全能夠滿足使用要求。又因?yàn)镻P板是非金屬材料,所以,抗腐蝕性能力不存在問題。
(2)物理性能方面,我公司在硫回收浮選生產(chǎn)工藝控制過程當(dāng)中,硫精礦粒度約200目-325目,槽內(nèi)攪拌轉(zhuǎn)速202r/min,攪拌速度對PP板造成的磨損,可采取增加PP板厚度的方式補(bǔ)償其磨損量,因此,PP板在本次浮選槽防腐方案的應(yīng)用從物理性能方面也是可行的。
綜合上述兩個方面的考慮,防腐方案基本可確定采用加裝PP板內(nèi)襯。
該方案實(shí)施的重點(diǎn)難點(diǎn)在于兩種材質(zhì)密度、物理性質(zhì)完全不同,PP板必須完全與浮選槽體緊密貼合,不能留有縫隙,確保原槽體能夠有效起到支撐作用,因此,前期的準(zhǔn)備工作必須做充分。
(1)將槽體上攪拌設(shè)備及支架拆除,并打磨平整,原附屬連接的管道拆除后,根據(jù)還原尺寸將PP板預(yù)開孔,并焊接PP法蘭,同時打磨平整。
(2)在槽體內(nèi)均布焊接不銹鋼螺栓,采用∮8×25mm不銹鋼螺桿,間距為800mm,均勻焊接在槽體內(nèi)表面,將PP板鉆孔固定于螺栓上并壓緊,盡量消除PP板與槽體內(nèi)壁的間隙。用塑料蓋帽套在螺栓伸出端,并焊接,保證螺栓不與槽內(nèi)液體接觸。槽體上沿采用PP板翻邊覆蓋處理,防止液體及雜物從夾縫進(jìn)入。
(3)焊PP板材規(guī)格根據(jù)槽體U型長度,采用幅寬2m,厚度為10mm的板材,減少接縫。所有耗材均采用PP材質(zhì),如:雙絲PP焊條,法蘭、螺絲帽等,焊槍型號為DSH-C型焊槍。槽體見圖1如下。
通過對現(xiàn)場制作工程嚴(yán)格控制把關(guān),PP板內(nèi)襯防腐方案實(shí)施完畢后,施工周期僅用了10天,施工總造價僅為316L不銹鋼材質(zhì)的十分之一,使用壽命2-3年。施工難度較整體更換更為簡單便捷,大大地縮短了工期,大幅節(jié)約,目前,使用效果良好。
同時該方法為今后同類工程施工奠定了基礎(chǔ),為工礦企業(yè),特別是為防腐要求較高的企業(yè)提供了一種簡單又經(jīng)濟(jì)的技術(shù)方案。
[1]葛紅花,周定國,解群.304、316L不銹鋼耐氯離子和硫離子性能比較.華東電力,2005.第9期