尾礦處理行業快開隔膜式壓濾機臺時產能核算方法研究

張 芃

（國家電投山西鋁業有限公司，山西 原平 034100）

快開隔膜式壓濾機是尾礦處理行業主要固液分離設備之一，其具有產能高、過濾效果好、高效節能等優點，被廣泛用于尾礦處理生產過程中[1]。山西某氧化鋁廠在進行尾礦處理過程中使用快開隔膜式壓濾機對礦漿進行固液分離，產出固體尾礦濾餅和濾液。濾液通過濾液泵送至廠區重新利用，同時尾礦濾餅經皮帶輸送至卸料口裝車后駛入庫區進行堆存作業，使用此種尾礦處理工藝具有尾礦堆存占用面積小、安全系數高等優點。

根據尾礦物料參數和設備參數條件，核算快開隔膜式壓濾機臺時產能，產能核算主要通過以下三種方法進行：一是根據設備參數對設備臺時產能進行理論計算[2]；二是通過測量尾礦濾餅厚度，對設備臺時產能計算分析；三是測量尾礦濾餅重量對設備臺時產能進行計算分析。

1 設備參數理論計算

（1）計算1臺快開隔膜式壓濾機1個小時產生濾餅體積。

快開隔膜式壓濾機的濾室容積17m3，每小時工作2.6個循環，濾室利用率按80%計算。

則：V濾餅＝快開隔膜式壓濾機臺數×快開隔膜式壓濾機單位時間循環個數×快開隔膜式壓濾機濾室容積×濾室利用率：V濾餅=1×2.6×17m3×80%≈35.36m3

（2）計算濾餅絕干質量（假設濾餅絕干質量為M）

根據公式V濾餅≈濾餅絕干量的體積﹢濾餅中水分的體積＝M÷干尾礦比重﹢濾餅絕干量÷濾餅干泥質量分數×濾餅含水率÷濾液密度：計算過程為M÷3.05t/m3+M÷0.68×0.32÷1.0t/m3≈35.36m3

濾餅絕干質量M=44.2t

（3）計算快開隔膜式壓濾機臺時產能

快開隔膜式壓濾機臺時產能=濾餅絕干質量÷料漿質量比÷料漿密度；計算結果快開隔膜式壓濾機臺時產能=M÷41%÷1.5t/m3=72 m3/h。通過對快開隔膜式壓濾機設備參數進行理論計算，其臺時產能為72 m3/h。

2 濾餅厚度結果分析

通過快開隔膜式壓濾機濾餅進行測厚，快開隔膜式壓濾機濾餅平均厚度為3.7cm（濾餅測厚結果詳見表1），快開隔膜式壓濾機共有濾室92個。

表1 濾餅測厚結果（cm）

快開隔膜式壓濾機產能=濾餅厚度×濾餅長度×濾餅寬度×壓濾機濾室個數×快開隔膜式壓濾機單位時間循環個數，即：3.70cm×2×2×92×2.6≈35.40m3

根據公式V體積≈絕干量的體積﹢水分的體積＝M÷干尾礦比重﹢濾餅絕干量÷濾餅干泥質量分數×濾餅含水率÷濾液密度

計算濾餅絕干質量過程為：

M÷3.05t/m3+M÷0.68×0.32÷1.0t/m3≈35.40m3

濾餅絕干質量M=44.25t

根據公式快開隔膜式壓濾機臺時產能=濾餅絕干質量÷料漿質量比÷料漿密度，計算快開隔膜式壓濾機臺時產能：臺時產能=M÷41%÷1.5t/m3=71.95m3/h

通過測量濾餅厚度計算：快開隔膜式壓濾機產能為71.95m3/h。

3 濾餅稱重測量結果分析

經過測量，新型濾板快開隔膜式壓濾機的濾餅平均重量為190kg（濾餅稱重結果詳見表2）；濾餅含水率為32%；料漿固含平均為430g/l；快開隔膜式壓濾機濾室個數為92個；快開隔膜式壓濾機單位時間循環個數為2.6個。

表2 濾餅稱重結果（kg）

計算分析如下：

單個循環濾餅總重量=濾餅平均重量×濾餅個數

計算結果190kg×92≈17.48噸

單個循環濾餅絕干重量=單個循環濾餅總重量×（1-濾餅含水率）；計算結果17480×（1-0.32）=11886.4kg

單個循環快開隔膜式壓濾機處理料漿量=單個循環濾餅絕干重量÷料漿固含；計算結果11886.4kg÷430 g/l=27.64m3

單位時間快開隔膜式壓濾機處理尾礦量=單個循環快開隔膜式壓濾機處理料漿量×單位時間循環個數：計算結果27.64m3×2.6=71.86m3。通過測量濾餅重量計算；快開隔膜式壓濾機的產能為71.86m3/h

4 管道式電磁流量計測量結果

管道式電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制成，被廣泛應于高腐蝕性介質和固液兩相難測量的場所，具有耐腐蝕、測量精度高等優點。通過對壓濾機進料管道安裝管道式電磁流量計（規格型號：LD200）對壓濾機進料量進行測量。

在濾餅厚度測量和濾餅稱重測量過程中同時記錄快開隔膜式壓濾機臺時進料量，記錄結果如下（表3）：

表3 管道式電磁流量計測量結果（m3/h）

從表3可以看出，通過對設備參數理論計算、濾餅厚度測量和濾餅稱重核算壓濾機臺時產能結果與管道式電磁流量計測量結果誤差均在0.05%以內，可以認為結果一致。

5 結語

本文通過設備參數理論計算、濾餅厚度測量和濾餅稱重核算對快開隔膜式壓濾機臺時產能進行核算，將三種計算方法核算的結果與管道式流量計測量結果進行比較，發現三種核算結果與測量結果基本相同，可在尾礦處理生產過程中使用上述核算方法對產能進行核算以指導尾礦處理生產。

[1]解文貴.淺談快開式隔膜壓濾機的維護與保養[J].科學之友，2010,(35)；

[2]葉建春，金志江.帶隔膜壓榨裝置的壓濾機試驗研究[J].輕工機械，2009,(2)