丁鳳蓮

（中條山有色金屬集團(tuán)有限公司，山西運(yùn)城 043700）

0 引言

北方銅業(yè)銅礦峪礦選礦廠(chǎng)渣選銅尾礦系統(tǒng)，由1 臺(tái)TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)和1 臺(tái)TT-60 陶瓷過(guò)濾機(jī)配合完過(guò)濾脫水任務(wù)，TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)處理量占尾礦系統(tǒng)的2/3。由于生產(chǎn)任務(wù)增大，TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間17.23 h/d、低于設(shè)計(jì)要求的20 h/d，這會(huì)導(dǎo)致濃縮后產(chǎn)品不能及時(shí)過(guò)濾脫水，上道工序的濃密機(jī)頻繁出現(xiàn)壓耙現(xiàn)象，影響渣選銅系統(tǒng)正常生產(chǎn)。因此，對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行研究分析，提出系統(tǒng)優(yōu)化方案。

1 影響TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間的因素

TT 系列陶瓷過(guò)濾機(jī)基于毛細(xì)微孔的作用原理，采用微孔陶瓷為過(guò)濾介質(zhì)，對(duì)濃縮后的產(chǎn)品進(jìn)行過(guò)濾脫水作業(yè)。為保證過(guò)濾板過(guò)濾效果，每經(jīng)過(guò)6～8 h 的運(yùn)行后，必須啟動(dòng)聯(lián)合清洗程序，對(duì)過(guò)濾板表面積存的微細(xì)顆粒和化學(xué)結(jié)垢物進(jìn)行清洗。陶瓷過(guò)濾機(jī)的有效過(guò)濾時(shí)間為工作運(yùn)行周期中除去聯(lián)合清洗、維設(shè)備護(hù)、處理故障及其他因素影響時(shí)間。

2020 年9—11 月，對(duì)TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)每天有效過(guò)濾時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表1）。由表1 可知，聯(lián)合清洗時(shí)間和清理堆礦用時(shí)占總影響因素的87.54%，所以這是造成陶瓷過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間短的主要原因。

表1 影響TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間因素

1.1 主要因素分析

對(duì)影響TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間的兩個(gè)主要因素，運(yùn)用關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行原因分析（圖1）。

圖1 影響過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間的原因分析

經(jīng)關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行原因分析后，確定了9 個(gè)末端因素，但還需經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)測(cè)定，以確定造成陶瓷過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間短的因素。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)測(cè)定

（1）排料管徑。對(duì)TT-120 過(guò)濾機(jī)排料流量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，排料流量均大于標(biāo)準(zhǔn)1.5 m3/min，能夠滿(mǎn)足要求（圖2）。

圖2 過(guò)濾機(jī)排料流量流量測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

（2）放料池容積。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，放料池有效容積為2.4×1.2×1.5×0.9=3.89 m3，低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)≥13 m3，由于放料池容積小，造成間斷性放料，延長(zhǎng)放料時(shí)間也就延長(zhǎng)了聯(lián)合清洗的時(shí)間，從而影響有效過(guò)濾時(shí)間。

（3）槽體注水管徑。對(duì)過(guò)濾機(jī)槽體注水流量進(jìn)行了多次測(cè)量，測(cè)得平均流量0.47 m3/min，小于設(shè)計(jì)要求≥1.5 m3/min。注水時(shí)間延長(zhǎng)也就延長(zhǎng)了聯(lián)合清洗時(shí)間，從而影響有效過(guò)濾時(shí)間（圖3）。

圖3 過(guò)濾機(jī)槽體注水流量

（4）支撐架。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量刮刀支架寬50 mm，支撐架的寬度為110 mm，支撐架比刮刀支架寬60 mm，刮刀卸下的產(chǎn)品就會(huì)堆積在支撐架上，堆礦會(huì)堵塞卸料通道影響卸料后續(xù)卸料，堆礦高于刮刀會(huì)造成刮刀損壞，2020 年12 月對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)支撐架堆礦清理時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，平均用時(shí)1.11 h/d，從而影響有效過(guò)濾時(shí)間（圖4）。

圖4 12 月份過(guò)濾機(jī)支撐架每天堆礦清理時(shí)間

（5）超聲波發(fā)生器輸出電流。TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)超聲波發(fā)生器輸出電流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)4～6 A，在聯(lián)合清洗的過(guò)程中發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩波而傳播到清洗液中，沖擊濾板表面從而凈化濾板，2020 年12 月份對(duì)超聲波發(fā)生器輸出電流進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，輸出電流符合設(shè)計(jì)要求。

（6）培訓(xùn)情況。對(duì)2020 年過(guò)濾工綜合技能考試成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，合格率為100%，職工操作水平達(dá)到要求。

（7）給料濃度。TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)給料濃度設(shè)計(jì)要求55%～65%，2020 年12 月份對(duì)TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)給料濃度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，給料濃度符合設(shè)計(jì)要求。

（8）真空度。TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)在工作狀態(tài)下，真空度標(biāo)準(zhǔn)范圍-0.097～-0.070 MPa，2020 年12 月份對(duì)TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)真空度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，真空度符合設(shè)計(jì)要求

（9）反沖洗區(qū)域。對(duì)TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)卸料口堆礦情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，反沖洗區(qū)域位置高于卸料區(qū)域25°，導(dǎo)致反沖洗水外滲至濾餅，產(chǎn)品水分高，卸出的產(chǎn)品堆積在卸料口影響后續(xù)卸料，2020 年12 月份對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)支撐架堆礦清理時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，平均用時(shí)0.72 h/d，從而影響有效過(guò)濾時(shí)間。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)測(cè)定，找出影響TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間的主要原因是放料池容積小、槽體注水管徑小、支撐架寬、反沖洗區(qū)域位置偏高。

2 方案的實(shí)施

2.1 擴(kuò)大放料池容積

TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)的放料池原有效容積為3.89 m3，在保證陶瓷過(guò)濾機(jī)正常生產(chǎn)條件下，在原有放料池旁邊新建一個(gè)長(zhǎng)3.5 m、寬2 m、深1.5 m，有效容積為10.5 m3的放料池，建好后將兩個(gè)放料池貫通，有效容積為14.39 m3，大于設(shè)計(jì)要求≥13 m3，放料滿(mǎn)足要求；容積增大使得TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)平均放料時(shí)間由原來(lái)的0.78 h/d 縮短至0.14 h/d，為聯(lián)合清洗時(shí)間平均節(jié)省0.64 h/d。

2.2 增加一根注水管

TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)注水流量設(shè)計(jì)≥1.5 m3/min，原注水流量平均為0.47 m3/min，相差1.03 m3/min。在原流速不變情況下，保留原Φ80 mm 注水管路并新增注水管路，則：

式中 Q——水流量，m3/min

r1——新增管路的半徑，mm

d1——新增管路的直徑，mm

s——管道橫截面積，mm2

v——水的平均流速，m/s

方案實(shí)施后，陶瓷過(guò)濾機(jī)槽體注水流量大于標(biāo)準(zhǔn)值，平均時(shí)間由原來(lái)的0.50 h/d 縮短到0.12 h/d，使得聯(lián)合清洗平均節(jié)省0.38 h/d（圖5）。

圖5 方案實(shí)施前后TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)槽體平均注水時(shí)間

2.3 更換寬度小的支撐架

TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)刮刀支架的寬度為50 mm，刮刀下方有兩組支撐架，寬度為110 mm，在滿(mǎn)足支撐強(qiáng)度的情況下將TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)原有兩個(gè)寬度為110 mm 中空支撐架拆除，更換為50 mm 的鋼支撐架，這樣支撐架與刮刀支架寬度一致且在同一平面上，刮刀卸下的產(chǎn)品順利進(jìn)入卸料槽，方案實(shí)施后清理用時(shí)縮短為0 h，使得過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間比原來(lái)延長(zhǎng)1.11 h/d。

2.4 調(diào)整反沖洗區(qū)域位置

陶瓷過(guò)濾機(jī)的反沖洗區(qū)域高于卸料區(qū)25°，將分配閥順時(shí)針調(diào)節(jié)25°，使反沖洗區(qū)域位置低于卸料區(qū)，方案實(shí)施后過(guò)濾產(chǎn)品干燥，徹底解決了過(guò)濾機(jī)卸料口堆礦問(wèn)題，清理用時(shí)縮短為0 h，使得過(guò)濾機(jī)有效過(guò)濾時(shí)間比原來(lái)延長(zhǎng)0.72 h/d。

3 方案實(shí)施后的運(yùn)行情況

方案實(shí)施后，TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)聯(lián)合清洗過(guò)程用時(shí)由原來(lái)的2.5 h/d，縮短至1.48 h/d；清理堆礦用間由原來(lái)的1.83 h/d縮短為0 h/d；有效過(guò)濾時(shí)間由原來(lái)的17.23 h/d 延長(zhǎng)至20.25 h/d，高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)20.12 h/d，解決了影響有效過(guò)濾時(shí)間的主要癥結(jié)，延長(zhǎng)設(shè)備有效過(guò)濾時(shí)間。另外，陶瓷過(guò)濾機(jī)處理能力按30.76 t/h 計(jì)算，其處理能力也由原來(lái)的約530 t/d 提高到實(shí)施后的約623 t/d。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化TT-120 陶瓷過(guò)濾機(jī)工作過(guò)程，延長(zhǎng)了有效過(guò)濾時(shí)間，自2021 年2 月投入運(yùn)行至今，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，降低了生產(chǎn)成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高資源綜合回收利用率，年可創(chuàng)效100余萬(wàn)元，保證渣選銅系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。