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        TT100型陶瓷過濾機(jī)在某礦山應(yīng)用效果優(yōu)化

        2021-04-01 04:36:48范亮亮梁朝杰
        現(xiàn)代礦業(yè) 2021年10期
        關(guān)鍵詞:毛細(xì)孔過濾機(jī)酸液

        范亮亮 曹 軍 梁朝杰

        (安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)姑山礦業(yè)公司)

        某礦山為達(dá)到精礦品位不低于65.2%的技術(shù)要求,需對(duì)礦石進(jìn)行細(xì)磨,以實(shí)現(xiàn)有用礦物與脈石礦物的充分單體解離。目前的精礦-400目含量達(dá)76%以上,過濾難度很大。

        為解決因物料粒度過細(xì)而致使精礦含水量超標(biāo)的問題,2016年對(duì)原4臺(tái)ZPG72-6型盤式過濾機(jī)進(jìn)行了升級(jí)改造,采用了4臺(tái)TT100型高效、節(jié)能的陶瓷過濾機(jī)[1]。從生產(chǎn)情況看,陶瓷過濾機(jī)存在陶瓷板毛細(xì)孔堵塞、反沖水壓過低、槽體內(nèi)物料濃度不均等問題。為解決這些問題,對(duì)陶瓷過濾機(jī)進(jìn)行了改造。

        1 陶瓷過濾機(jī)的工作原理及工作過程

        1.1 工作原理

        陶瓷過濾機(jī)是基于陶瓷微孔的毛細(xì)作用而設(shè)計(jì)制造的固液分離設(shè)備,利用微孔陶瓷板通水不透氣的特性,抽空陶瓷板內(nèi)腔,與外部產(chǎn)生壓差,料槽內(nèi)懸浮在礦漿中的物料在負(fù)壓的作用下因不能通過陶瓷板微孔而吸附在陶瓷板上,礦漿中的水因壓差及陶瓷板的親水性而順利通過陶瓷板微孔,進(jìn)入氣液分離裝置(真空桶),從而實(shí)現(xiàn)固液分離[2-6]。

        1.2 工作過程

        陶瓷過濾機(jī)主機(jī)工作時(shí)由分配閥來(lái)控制轉(zhuǎn)子循環(huán)工作,在運(yùn)轉(zhuǎn)一周的過程中完成吸漿、脫水干燥、卸料、反沖洗4個(gè)作業(yè),周而復(fù)始、循環(huán)往復(fù),實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的目的。

        為保證陶瓷板毛細(xì)孔的通透性,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)8~10 h后,需停機(jī)進(jìn)行聯(lián)合清洗。聯(lián)合清洗過程中,向反沖水中注入一定濃度的硝酸溶液,濃度0.5%~1.0%的酸液用于溶解堵塞物,輔以反沖水沖洗及超聲波的外部振打,徹底清除濾板微孔及表面的細(xì)微顆粒及少量化學(xué)結(jié)垢物,保持濾板毛細(xì)管暢通,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。聯(lián)合清洗時(shí)間通常持續(xù)1~1.5 h。

        2 陶瓷過濾機(jī)應(yīng)用過程中存在的問題

        (1)物料密度大、槽體內(nèi)礦漿上下濃度不均,致使濾餅薄厚不一、產(chǎn)品含水量不穩(wěn)定。現(xiàn)場(chǎng)鐵精礦密度約4.2 g/cm3,生產(chǎn)過程中,陶瓷過濾機(jī)槽體內(nèi)礦漿沉降現(xiàn)象明顯,上下層質(zhì)量濃度相差約20個(gè)百分點(diǎn),致使陶瓷板頭、尾部濾餅厚度相差約4 mm,尾部濾餅含水量大于11%,嚴(yán)重影響精礦產(chǎn)品的質(zhì)量。

        (2)反沖水影響陶瓷過濾機(jī)的效率,水質(zhì)則影響陶瓷板的壽命。為保證陶瓷板毛細(xì)孔的通透性,延長(zhǎng)陶瓷板的有效使用壽命,開機(jī)生產(chǎn)過程中,陶瓷板需反沖水沖洗,水壓力為0.04~0.15 MPa。生產(chǎn)中,因反沖水的稀釋作用,陶瓷過濾機(jī)作業(yè)礦漿濃度明顯下降,嚴(yán)重影響陶瓷過濾機(jī)的臺(tái)時(shí)處理量,無(wú)法滿足日常生產(chǎn)需要;其次,由于毛細(xì)孔孔徑較小,對(duì)于反沖水水質(zhì)要求過高,水質(zhì)不達(dá)標(biāo)會(huì)導(dǎo)致陶瓷板二次堵塞,弱化反沖效果,影響陶瓷板的壽命。

        (3)聯(lián)合清洗殘存酸液腐蝕真空鐵質(zhì)管道。陶瓷過濾機(jī)的聯(lián)合清洗需用硝酸溶液清堵,但殘留酸液會(huì)經(jīng)過濾機(jī)兩側(cè)分配盤進(jìn)入真空管路,腐蝕鐵質(zhì)管道,管道通洞會(huì)致使真空泄漏,影響濾餅質(zhì)量,增加設(shè)備維修成本,影響設(shè)備作業(yè)率。

        (4)真空系統(tǒng)氣動(dòng)球閥工作氣壓不穩(wěn)定,氣閥有時(shí)無(wú)法正常打開。為提升自動(dòng)化水平,陶瓷過濾機(jī)排水系統(tǒng)閘閥采用氣動(dòng)球閥,通過PLC模塊控制電磁閥的方式控制氣動(dòng)球閥的開閉。氣動(dòng)球閥最佳工作氣壓為0.4~0.6 MPa,氣壓過低會(huì)致使氣動(dòng)球閥無(wú)法正常開啟和關(guān)閉;氣壓過高會(huì)致使導(dǎo)氣管爆裂或者炸出,影響正常使用。生產(chǎn)初期,使用0.1 m3的空壓機(jī)與陶瓷過濾機(jī)進(jìn)行一對(duì)一供氣。由于用氣量較大,空壓機(jī)啟動(dòng)頻次較高,設(shè)備故障頻繁,進(jìn)而影響陶瓷過濾機(jī)的作業(yè)率。

        (5)陶瓷板毛細(xì)孔鈣化物富集,聯(lián)合清洗效果有限。由于反沖水中鈣、鎂離子的存在,長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)在毛細(xì)孔內(nèi)形成聯(lián)合清洗無(wú)法有效清除的鈣化物結(jié)晶。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,陶瓷板毛細(xì)孔堵塞嚴(yán)重,影響陶瓷板的過濾效果。為保證生產(chǎn)正常進(jìn)行,需定期對(duì)陶瓷板進(jìn)行整體更換,不僅影響設(shè)備作業(yè)率,還會(huì)增加生產(chǎn)成本。

        3 改造措施

        (1)攪拌耙架上安裝吹散氣裝置。為解決槽體內(nèi)上下層礦漿濃度差別較大的問題,在攪拌耙架上安裝2個(gè)高壓氣吹散氣裝置,呈外八字形配置,方向斜向下。此裝置在高壓氣的作用下使槽體內(nèi)礦漿呈“沸騰”景象,在不影響槽體內(nèi)作業(yè)濃度的前提下,大大緩解了槽體內(nèi)物料的沉降,確保了槽體內(nèi)礦漿上下層濃度的均一。同時(shí),由于高壓氣的沖散作用,大大降低了攪拌耙架與槽體間隙內(nèi)物料的堆存,為后期聯(lián)合清洗創(chuàng)造了較好的條件。

        (2)反沖氣替代反沖水進(jìn)行陶瓷板吹堵。為降低正常生產(chǎn)過程中反沖水對(duì)陶瓷過濾機(jī)作業(yè)濃度的影響,利用反沖氣無(wú)雜質(zhì)的特性,使用高壓反沖氣替代反沖水,通過閘閥控制,實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)反沖氣吹堵,增強(qiáng)陶瓷過濾機(jī)正常生產(chǎn)過程中陶瓷板的吹堵效果。

        (3)使用新型清洗劑替代硝酸溶液。借鑒同類礦山的經(jīng)驗(yàn),在滿足日常清洗要求的前提下,使用安全、環(huán)保、無(wú)腐蝕的有機(jī)新型清洗劑,減少了對(duì)真空系統(tǒng)鐵質(zhì)管道的腐蝕,降低了管道通洞率;同時(shí)減少清洗殘留酸液對(duì)環(huán)境的污染,避免酸液對(duì)操作、維修人員的傷害。

        (4)安裝空壓機(jī)站,集中供氣。為滿足日常高壓氣的需求量,盡可能減少氣壓不足對(duì)陶瓷過濾機(jī)氣動(dòng)球閥正常工作的影響,現(xiàn)場(chǎng)建造空壓機(jī)站,實(shí)現(xiàn)集中供氣??諌簷C(jī)站安裝3臺(tái)柱塞式空壓機(jī),分別配以2 m3的儲(chǔ)氣罐,根據(jù)氣動(dòng)球閥用氣、攪拌吹散氣、反沖氣等用氣量實(shí)行兩開一備,為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)提供高品質(zhì)的壓縮空氣,確保設(shè)備正常工作。

        (5)利用草酸浸泡法徹底清除毛細(xì)孔鈣化物結(jié)晶。停產(chǎn)檢修期間,在槽體內(nèi)配置濃度為0.5%~1.0%的草酸溶液對(duì)陶瓷板進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間(>24 h)浸泡,溶解、軟化鈣化物結(jié)晶。浸泡后期,輔以1 h超聲波振打,徹底清除毛細(xì)孔內(nèi)堵塞物。同時(shí),為解決嚴(yán)寒天氣水溫過低的問題,確保最佳的反應(yīng)溫度,加速草酸晶體的溶解和鈣化物溶解、軟化,安裝溶液加溫裝置,保證浸泡溫度為30~35℃。

        4 經(jīng)濟(jì)效益分析

        經(jīng)過以上改造,目前4臺(tái)TT100型陶瓷過濾機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),臺(tái)時(shí)處理量穩(wěn)定在55 t以上,較改造前提升10%以上。

        (1)維修費(fèi)用。陶瓷過濾機(jī)作業(yè)率由原來(lái)的70%左右提升至90%以上,年節(jié)約維修費(fèi)用30余萬(wàn)元。

        (2)節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用。產(chǎn)品含水量由原來(lái)的10%左右降至9%以下,年節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用50余萬(wàn)元。

        (3)運(yùn)行成本。陶瓷板使用周期由原來(lái)的6個(gè)月延長(zhǎng)至10個(gè)月以上,4臺(tái)陶瓷過濾機(jī)年節(jié)約生產(chǎn)成本40余萬(wàn)元。

        (4)新增成本。改造后,年新增成本30余萬(wàn)元。

        陶瓷過濾機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化后年新增經(jīng)濟(jì)效益30+50+40-30=90萬(wàn)元。

        5 結(jié)語(yǔ)

        (1)某鐵礦山精礦-400目含量達(dá)76%以上,采用4臺(tái)TT100型陶瓷過濾機(jī)過濾,現(xiàn)場(chǎng)存在5大突出問題:①物料密度大、槽體內(nèi)礦漿上下濃度不均,致使濾餅薄厚不一、產(chǎn)品含水量不穩(wěn)定;②反沖水影響陶瓷過濾機(jī)的效率,水質(zhì)則影響陶瓷板的壽命;③聯(lián)合清洗殘存酸液腐蝕真空鐵質(zhì)管道;④真空系統(tǒng)氣動(dòng)球閥工作氣壓不穩(wěn)定,氣閥有時(shí)無(wú)法正常打開;⑤陶瓷板毛細(xì)孔鈣化物富集,聯(lián)合清洗效果有限。

        (2)在研究、考察與論證的基礎(chǔ)上,針對(duì)主要問題,相應(yīng)提出了5項(xiàng)改進(jìn)措施:攪拌耙架上安裝吹散氣裝置、反沖氣替代反沖水進(jìn)行陶瓷板吹堵、使用新型清洗劑替代硝酸溶液、空壓機(jī)站進(jìn)行集中供氣、利用草酸浸泡法徹底清除毛細(xì)孔鈣化物結(jié)晶。

        (3)改造后,不僅解決了長(zhǎng)期困擾生產(chǎn)的突出問題,而且年新增經(jīng)濟(jì)效益90萬(wàn)元。

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