方 準(zhǔn)

（大冶有色金屬有限責(zé)任公司 稀貴金屬廠，湖北 黃石 435005）

1 引言

目前我廠采用的工藝是氨氣氨浸分銀后再用水合肼進行還原沉銀［1］，還原過程中有大量的氨氣生成并溶解在在沉銀后液中，使用傳統(tǒng)壓濾機因其開放性導(dǎo)致大量氨氣散排空氣中，污染現(xiàn)場生成環(huán)境，造成環(huán)保問題［2］，同時傳統(tǒng)板框壓濾機的密閉性較差，吹風(fēng)干燥的作用有限，造成粗銀粉含水量較高［3］，不利于后續(xù)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，因此如何減少過濾過程中的氨氣散排，同時降低粗銀粉中的含水量，成為著重需要解決的問題。通過查閱相關(guān)文獻［4-6］，結(jié)合實際條件考慮后，我廠決定使用一種新型過濾洗滌干燥一體機，代替現(xiàn)有板框壓濾機進行粗銀粉的過濾，洗滌，干燥。本文介紹了一種過濾洗滌干燥一體機在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用實踐，并且經(jīng)過一段時間的試運行，期間顯著的降低了現(xiàn)場氨氣濃度，取得了良好的效果。

2 一體機工作原理、結(jié)構(gòu)及工藝流程簡介

大冶有色稀貴金屬廠粗煉車間目前使用一臺過濾洗滌干燥一體機（以下簡稱一體機），一體機主要由傳動裝置、升降裝置、機械密封、人孔、罐體、攪拌系統(tǒng)、出料閥裝置、支腿等（見圖1），過濾面積為2m3。其工作原理是利用空壓風(fēng)，在罐體內(nèi)產(chǎn)生正壓，進而實現(xiàn)固液分離。在同一容器內(nèi)可完成從進料到過濾、洗滌，干燥，最后到出料等全過程的連續(xù)操作（見圖2）。

3 一體機生產(chǎn)實踐及存在問題

3.1 生產(chǎn)實踐

一體機設(shè)計過濾面積2m2，罐內(nèi)容積3.5m3，罐內(nèi)使用壓力-0.097～0.4MPa，罐內(nèi)使用溫度0～60℃，試生產(chǎn)風(fēng)壓為0.2MPa，由于我廠首次使

圖1 一體機設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖

圖2 一體機工藝流程簡圖

用過濾洗滌干燥一體設(shè)備，設(shè)計時沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以參考，并且該設(shè)備在冶金行業(yè)的運用極其少見，同時由于廠房已經(jīng)建成設(shè)，設(shè)備為后期采購安裝，受到場地等多方面的限制，所以在設(shè)計上存在一定的缺陷，同時經(jīng)過一段時間的試運行，也暴露了一些存在的問題，現(xiàn)將試運行實踐過程簡述如下：

一階段，進料并過濾完一反應(yīng)釜沉銀反應(yīng)釜的物料后，觀察一體機內(nèi)部，銀粉大約占三分之一容積，本著簡化操作流程的目的，將第二反應(yīng)釜沉銀反應(yīng)釜的物料加入，繼續(xù)后續(xù)步驟，出料時發(fā)現(xiàn)攪拌槳所受阻力較大，且出料后現(xiàn)場氨味較重，說明洗滌效果較差，同時進兩反應(yīng)釜沉銀后液的做法不可取，改為每次進一反應(yīng)釜沉銀后液，處理完畢后再進第二鍋。

二階段，經(jīng)過幾次試車后，發(fā)現(xiàn)進料速度越來越慢，檢查反應(yīng)釜后發(fā)現(xiàn)沉銀反應(yīng)釜底部銀粉沉積，導(dǎo)致反應(yīng)釜放料口堵塞且后續(xù)銀粉大量堆積，銀粉無法通過自流方式進入一體機，于是在反應(yīng)釜上增設(shè)一趟壓縮風(fēng)管道，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力提升至0.2MPa后打開放料閥門進料，杜絕銀粉沉積現(xiàn)象的發(fā)生，同時可以將反應(yīng)釜內(nèi)沉銀后液一次性過濾完畢，極大的減少了進料過濾步驟的重復(fù)操作次數(shù)，降低了操作繁瑣程度與進料操作時間，平均每鍋減少20min（見圖3）。

圖3 試車期間操作時間統(tǒng)計圖

三階段，由于一體機多為制藥行業(yè)應(yīng)用，設(shè)計的水管主要作用為降塵及沖洗攪拌槳軸承，噴頭出水量不滿足我廠生產(chǎn)實際需求，補水時間過長，增加單反應(yīng)釜處理時間，于是將反應(yīng)釜上原有補清水管道作為一體機補水管道使用，減少操作時間的同時通過反應(yīng)釜補清水，可以起到?jīng)_刷反應(yīng)釜底部少量殘余銀粉及一體機進料金屬軟管內(nèi)殘余銀粉的雙重作用。

四階段，一體機燒結(jié)板上方銀粉隨著試車的進行，其厚度不斷增加，造成攪拌槳負(fù)荷增大，超出正常范圍，影響生產(chǎn)安全，導(dǎo)致需經(jīng)常清理致密銀粉層，清理勞動強度大，操作難度高，影響正常生產(chǎn)進行，經(jīng)過觀察后，發(fā)現(xiàn)是一體機攪拌槳反轉(zhuǎn)平整物料功能，使燒結(jié)板上方銀粉逐漸密實，造成銀粉層厚度逐漸增加，進入一體機內(nèi)部將致密銀粉層鏟除清理后，重新進行試車，不再使用平整物料功能，隨著試車的進行，銀粉層始終保持在攪拌槳的最低點且不再增加，保持穩(wěn)定（見圖4），同時銀粉層與燒結(jié)板形成了預(yù)過濾→二次過濾的過濾結(jié)構(gòu)，既保證了過濾效果，又保護了燒結(jié)板（見圖5）。從而延長了燒結(jié)板的清理周期，有利于生產(chǎn)正常進行。

圖4 穩(wěn)定銀粉層

圖5 鑿開銀粉層后露出的部分燒結(jié)板

經(jīng)過一段時間試生產(chǎn)，一體機過濾的銀粉較使用傳統(tǒng)壓濾機過濾的銀粉，含水量指標(biāo)更加穩(wěn)定且普遍下降7%～8%（見圖6），并且生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境改善明顯，廠房氨氣濃度有較大改善（見圖7），已無明顯氨氣，工人勞動強度降低，但操作精細(xì)程度要求提高，操作時間與之前相比有所延長。

圖6 粗銀粉含水量對比圖

圖7 現(xiàn)場氨氣濃度對比圖

3.2 存在的問題及改進思路

除開實踐過程中已發(fā)現(xiàn)并且解決的問題以外，還有部分未解決的問題簡述如下：

問題1，反應(yīng)釜軸封密封不嚴(yán)，因一體機為后期采購加裝設(shè)備，前期設(shè)計階段反應(yīng)釜未進行壓力設(shè)計，導(dǎo)致后期改造之后，反應(yīng)釜動密封處密封不嚴(yán)，影響反應(yīng)釜加壓過程，且對反應(yīng)釜攪拌槳正常工作有一定影響。

問題2，一體機排液管道較長，管道進出口垂直落差較大，且一體機出液口處于低位，在管道內(nèi)濾液的作用下，導(dǎo)致一體機出液口阻力增大，不利于過濾的進行，延長過濾時間，影響生產(chǎn)的順利進行的同時在一體機出液口處易造成極細(xì)小顆粒沉積并堵塞管道。

問題3，一體機手動放料閥門在每鍋一體機做完后必須打開并清理，否則銀粉附著在內(nèi)壁導(dǎo)致閥門無法嚴(yán)格密封，有漏液風(fēng)險。此步驟操作量較大且操作過程中會有少量氨氣逸散，局部氨氣濃度較高，造成環(huán)境污染的同時對現(xiàn)場操作人員有一定影響。

針對問題1、2，需要通過設(shè)計來解決，初步想法是將反應(yīng)釜，一體機，后液地坑，設(shè)計成上中下三級結(jié)構(gòu)，讓反應(yīng)釜放液至一體機，一體機放液至后液地坑，過程中均不會有較大阻力，同時可以降低生產(chǎn)所需風(fēng)壓，使現(xiàn)有反應(yīng)釜滿足使用需求。

針對問題3，由于需要保證密封的嚴(yán)密性，與廠家經(jīng)過一段時間的溝通后暫時還未發(fā)現(xiàn)一種較好的閥門結(jié)構(gòu)能夠很好的解決嚴(yán)密性的同時又方便開關(guān)清理，初步想法是在出料口附近增設(shè)一趟水管，并配高壓水槍，每次出料完畢后，通過高壓水槍噴射水流將閥門管道內(nèi)壁上的附著銀粉沖刷干凈，之后閥門能完全關(guān)閉，從而解決 每次需要拆卸螺絲，徹底打開閥門才能將銀粉清理干凈的情況。

4 今后改進方向

在基本解決氨氣散排與銀粉含水量問題以后，改進方向主要有以下兩點。

（1）盡量壓縮作業(yè)時間，目前一體機根據(jù)物料情況不同，處理1反應(yīng)釜物料時間在1.2到1.6h之間，現(xiàn)有板框壓濾機處理2反應(yīng)釜物料時間在1.5～2h左右，根據(jù)我廠現(xiàn)行作息時間，一體機處理能力稍顯不足，所以將一體機處理1反應(yīng)釜物料作業(yè)時間壓縮至0.6到0.8h，使其更加符合實際生產(chǎn)需求，變得尤為重要。

（2）作業(yè)全流程自動化控制，一體機本身可以通過設(shè)定完成自動化控制，但為了解決生產(chǎn)中遇到的實際問題，在作業(yè)流程中加入了反應(yīng)釜相關(guān)閥門的控制步驟，因為反應(yīng)釜上相關(guān)閥門大多為手動控制閥門，所以無法直接與一體機形成聯(lián)動，達到自動控制。同時一體機本身的操作流程相對于傳統(tǒng)板框壓濾機來說更為復(fù)雜，對于精細(xì)化操作要求也更高，如果能做到全流程自動化控制，對于減少人為操作產(chǎn)生的失誤，以及生產(chǎn)的順利進行，都有非常大的幫助與益處。