貴州甕福化工公司的磷精礦裝置，主要作用是對(duì)甕福磷礦選廠輸送來(lái)的磷礦漿進(jìn)行過(guò)濾脫水，脫水后的磷精礦向外發(fā)運(yùn)。過(guò)濾產(chǎn)生濾液 200m³/h ，濾液經(jīng)回水池輸送回選廠再利用，或者輸送到污水處理站處理達(dá)標(biāo)后排放。過(guò)濾工藝主要是通過(guò)水環(huán)式真空泵抽吸磷礦漿的水，水環(huán)式真空泵運(yùn)行需要循環(huán)水作為冷卻密封水。本文旨在論證礦漿濾液替代循環(huán)水作為水環(huán)式真空泵冷卻密封水的可行性。

1陶瓷過(guò)濾機(jī)工作原理

磷礦漿的脫水過(guò)濾是采用安徽銅冠陶瓷過(guò)濾機(jī)。陶瓷過(guò)濾機(jī)主要原理是利用真空泵抽取 -0.089～ -0.070MPa 的真空，礦槳中的水在真空作用下，穿過(guò)過(guò)濾板毛細(xì)孔被抽到真空桶，然后排放到回水池，磷精礦被阻隔在濾板表面成為濾餅被刮刀刮走（圖1）[1]。

2水環(huán)式真空泵工作原理

利用泵殼和葉輪間不同心的安裝結(jié)構(gòu)，在葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)成與葉輪成偏心的水環(huán)，充滿在葉間的容積，在固定的吸氣口和排氣口的相應(yīng)配合下，完成吸氣、壓縮和排氣作用（圖2）[2]

3 真空泵能耗

3.1耗水

一般情況下，真空泵冷卻密封水主要是循環(huán)水。真空泵在運(yùn)行過(guò)程中，吸氣口呈負(fù)壓狀態(tài)，冷卻密封水在泵體發(fā)生氣化而蒸發(fā)[3]。另外，水環(huán)在泵體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，摩擦產(chǎn)生熱量，水溫升高蒸發(fā)，排氣口噴出的“白汽\"較多。高溫水需要增加涼水塔冷卻。循環(huán)水通過(guò)涼水塔，也有大量的水蒸發(fā)。因此，一臺(tái)型號(hào)為2BE1353-OBV3，功率為 160kW 的真空泵每小時(shí)需補(bǔ)充工藝水 0.1m³ ，甕?；す玖拙V裝置現(xiàn)有真空泵10臺(tái)，需補(bǔ)水 1m³/h 。

3.2耗電

裝置真空系統(tǒng)水循環(huán)量為 250m³/h ，需要配置一臺(tái)冷水泵、一臺(tái)熱水泵、一臺(tái)涼水塔風(fēng)機(jī)，合計(jì)功率 160kW 。

4礦漿濾液廢水處理成本

磷礦漿濾液含有少量磷、氟不能直接排放[4]只有輸送回選廠再利用，輸送里程 47km ，輸送成本4元 χ_m^′ ；或者輸送到本公司污水處理站，輸送和處理成本4元 m³

5冷卻密封水對(duì)真空泵的影響

5.1 高溫結(jié)垢

當(dāng)真空泵內(nèi)腔產(chǎn)生水垢時(shí)，會(huì)導(dǎo)致泵腔體變小、堵塞水流通道。產(chǎn)生水垢需同時(shí)滿足2個(gè)必要條件：（1）水質(zhì)含有一定量的鈣鎂離子；（2）溫度高于40% ，此時(shí)就會(huì)開(kāi)始結(jié)垢。并且鈣鎂離子含量越高、溫度越高，結(jié)垢速度越快。反之，溫度低于 40% 時(shí)，結(jié)垢速度就會(huì)很慢。

5.2 粘泥沉積

粘泥沉積在泵腔內(nèi)，使泵腔容積變小、管道堵塞。產(chǎn)生粘泥的原因：冷卻密封水的濁度高，含固量高，流量小，流速慢，懸浮物容易沉積。

5.3 酸性腐蝕

冷卻密封水pH低于7，對(duì)設(shè)備、管道造成腐蝕pH 越低，腐蝕性越大。

6磷礦漿濾液水質(zhì)分析

為了驗(yàn)證礦漿濾液是否符合冷卻密封水要求，從回水池取礦漿濾液分析，得出結(jié)果（表1）。

7 可行性分析

7.1 結(jié)垢分析

從表1看出，礦漿濾液溫度隨季節(jié)變化保持在10～25% 。冷卻密封水從真空泵排出，溫度上升 5^°C 左右，仍低于 40^°C ；總硬度 503mg/L ，低于參考值600mg/L 。因此結(jié)垢的可能性小。

7.2 腐蝕分析

從表1看出，礦漿濾液 ΔpH 在指標(biāo)范圍，發(fā)生酸性腐蝕的可能性小。

7.3 粘泥沉積

從表1和上述分析得出，雖然礦漿濾液混入濃密系統(tǒng)水后有一定的濁度，但在向外輸送前，通過(guò)沉降處理，濁度下降，濁度為 8NTU ，低于上限值，含固量基測(cè)不出。正常情況下，流量為 25m³/h ，而且水在真空泵體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，因此粘泥沉積概率很小。

8替代試驗(yàn)

8.1試驗(yàn)設(shè)備選擇

甕?；す玖拙V裝置有真空泵10臺(tái)，其中第4期陶瓷過(guò)濾機(jī)有2臺(tái)真空泵，這2臺(tái)真空泵排水返程管較長(zhǎng)，而且略傾斜向上，屬于自然回流，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，回流管容易被礦漿堵塞，泵體和排水溫度高達(dá) 40% 以上，排氣口噴出大量“白汽”，真空度長(zhǎng)期低于 0.07MPa 。決定把第4期的2臺(tái)真空泵做礦漿濾液替代循環(huán)水實(shí)施試驗(yàn)。

8.2 替代實(shí)施

利用裝置現(xiàn)有濾液泵和管道，用DN15的管道聯(lián)通濾液管和原冷卻密封水管，增加閥門切換，拆除排水回流管，出水口直接排到地溝進(jìn)入水系統(tǒng)（圖3）。

8.3 替代運(yùn)行指標(biāo)

實(shí)施完畢后，將原循環(huán)水切換成礦漿濾液，調(diào)節(jié)到正常流量，檢查各項(xiàng)指標(biāo)。由于水流暢通，泵體溫度明顯下降，排氣口“白汽”明顯減少而緩和。進(jìn)水溫度 18^°C ，出水溫度 22‰ 。真空度由原來(lái)的-0.650MPa 上升到 -0.082MPa 。全部指標(biāo)良好。

8.4 替代應(yīng)用檢查

2021年6月實(shí)施，到目前運(yùn)行約4年，溫度、真空度等指標(biāo)保持穩(wěn)定，通過(guò)拆開(kāi)泵體檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯結(jié)垢，沒(méi)有粘泥沉積，未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

9 產(chǎn)生的效益

9.1 節(jié)約水

裝置10臺(tái)真空泵全部實(shí)施，每小時(shí)可節(jié)約 1m³"補(bǔ)充工藝水，每年節(jié)約 8000m³"；每年節(jié)約 8000m³"的污水處理費(fèi)用或返回選廠的輸送費(fèi)用。

9.2 節(jié)約電

實(shí)施后，可減少 75kW 熱水泵，每年節(jié)約用電600000度。真空泵排出的水直接自然回流到回水池。

9.3 節(jié)能環(huán)保

節(jié)水、節(jié)電，有利于節(jié)能環(huán)保，符合國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略。

10結(jié)論

通過(guò)礦漿濾液的水質(zhì)分析、替代試驗(yàn)，效益分析，作為真空泵冷卻密封水應(yīng)用可行。實(shí)施簡(jiǎn)單，投入少，效益可觀。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉旭，馬紀(jì)鑫，王鑫.精礦濾液水代替清水的研究實(shí)踐[J].礦山機(jī)械，2022，50（6）：45-48.

[2］羅萍.使用陶瓷過(guò)濾機(jī)降低銅鎳混合精礦水分的研究與應(yīng)用[J].新疆有色金屬，2014（5）：49-50，53.

［3］謝杰，馬松勃.陶瓷過(guò)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，2014，30（1）：25-27.

［4］朱旻，朱健坤，熊玲，等.陶瓷過(guò)濾機(jī)高效、節(jié)能機(jī)理與過(guò)濾板清洗技術(shù)的進(jìn)展[J].清洗世界，2011（12）：29-42.

作者簡(jiǎn)介：文福祥，男，貴州興仁人，副主任/助理工程師，中專，研究方向：磷復(fù)肥生產(chǎn)及磷精礦過(guò)濾。