優化改造陶瓷過濾機陶瓷板清洗系統及過濾真空度來提高陶瓷過濾機的經濟效益

黃映群

（涼山礦業股份有限公司拉拉公司選礦車間，四川 會理 615000）

在銅精礦脫水流程上，選礦車間2008年安裝使用的陶瓷過濾機有兩臺TT-20系列的過濾機，剛使用時，存在許多問題：一是濾餅水分含量高，效率低；二是陶瓷板容易堵塞，不易清洗干凈，使用成本高；三是超聲波振子盒長期浸泡在料漿下，受到化學清洗劑的腐蝕和料漿攪拌時的磨損。當振子盒被腐蝕穿孔后，就會進水造成短路燒毀，使用成本高；四是常耗件振子盒的維修和更換的工作時間較長，且需多人配合才能完成。

本項目的主要目的是提高過濾機的經濟效益，改善陶瓷板的清洗效果，延長陶瓷板的使用壽命，減少振子盒的維修工作時間和延長振子盒的使用壽命。

1 工作原理

特種陶瓷過濾機工作基于毛細微孔的作用原理，采用微孔陶瓷為過濾介質，利用微孔陶瓷大量狹小具有毛細作用原理設計的固液分離設備，在負壓工作狀態下的盤式過濾機，利用微孔陶瓷板其獨特通水透氣的特性，抽取陶瓷板內腔真空產生與外部的壓差，使料槽內懸浮的物料在負壓的作用下吸附在陶瓷板上，固體物料因不能通過微孔陶瓷板被截留在陶瓷板表面，而液體因真空壓差的作用及陶瓷板的親水性則順利通過進入氣液分配裝置（真空桶）外排或循環利用達到了固液分離的目的。

轉子（陶瓷板）運轉一周，工作過程分為四個區域：吸漿（料）區、干燥區、卸料區、清洗區，反復循環區。如圖一所示：

圖一

2 系統的優化和改進

2.1 真空系統的改進

銅精礦陶瓷過濾機TT-20B2z原廠使用的真空泵型號是2BV2070，其額定功率2.23KW，最大氣量80m3/h，工作液流量0.15m3/h，極限真空0.97MPa。在實際運行中發現兩臺主副泵所產生的真空度-0.06MPa左右，最高在-0.065MPa。產生的濾餅厚度在3mm左右，且水分含量高（20%以上，要求在12%以下），效率并不理想。根據銅精礦的選礦工藝，產生的銅精礦細度較高，且有石灰藥劑的粘性，粘性高的精礦泥附著在陶瓷板表面降低了陶瓷板的透水性，同時也對反沖洗和聯合清洗陶瓷板增加了困難。生產經驗總結出，真空度太低，不能滿足銅精礦的生產需要，對此，我們把2BV2070真空泵更換為2BV2071，其額定功率3.85KW，最大氣量110m3/h，工作液流量0.25m3/h，極限真空0.97MPa。使用效果明顯改觀，真空度平均在-0.07Mpa左右，產生的精礦濾餅厚度平均在6mm左右，新陶瓷板上最厚可達到10mm。精礦水分含量控制在了12%以下，對精礦的運輸成本也大大降低了。

2.2 超聲波系統的改進

超聲波系統功率的提升：新的陶瓷板在生產能力上，效率都很好，但隨著使用時間的增多，陶瓷板表面附著物和微孔堵塞物就很難清洗干凈，使用效果也大打折扣，滿足不了生產需要就只能報廢處理。為了延長陶瓷板的生產使用時間，降低生產成本，就要對陶瓷板的清洗系統有所改進和優化。原廠所配置的超聲波功率為3kw，對于附著在陶瓷板上粘性較高的銅精礦泥，是難于清洗干凈的。在詢問廠家提供技術支持無果的情況下，從使用情況分析，應加大超聲波的功率，把3kw的發生源提高到6kw，并定制了配套的超聲波能量振子盒更換掉原有的振子盒。清洗效果明顯改觀。經過一年的生產使用陶瓷板統計，從原先的四套板降低到三套板。一套陶瓷板計劃價格在10萬元左右。同時開車8小時清洗時間大于1小時降低到小于50分鐘，時間上也得到節約。

在陶瓷過濾機料槽外增加一套提升式的振子盒裝置：銅精礦陶瓷過濾機TT-20B2z的原有振子盒裝置是設計在料槽內部特定位置的，長期浸泡在料液之下，料液具有堿性腐蝕（石灰藥劑遺留產生的堿性），加上陶瓷過濾機槽底攪拌系統攪拌料液流動，使得料液對振子盒的對流產生摩擦磨損，嚴重降低了振子盒的有效使用時間。一天24小時，一個班開車時間8小時，其中只有不到一個小時的聯合清洗時間，也就是一天的聯合清洗時間小于3小時。振子盒只有在聯合清洗的時候才能作用，大部分無用的時間（一天21小時）浸泡在料液下。

這套提升式振子盒裝置目的在于不進行聯合清洗的時候把振子盒提升到料液上面，防止料液對它的的腐蝕和磨損，進而降低振子盒的損耗。

提升架子的的設計理念：1、提升架子前置設計，并不影響陶瓷板的拆裝和其具有的功能性；2、提升架子強度要滿足吊裝振子盒的重量要求；3、提升架子可以便捷拆裝，且不破壞原有設備結構；4、后期維護盡量減少人工和材料的使用，如（焊接材料）等。總體結構設計如下詳解：

圖二中洋紅色部分為提升架子的設計效果簡圖。

圖2 提升架子的設計簡圖

兩根立柱、主梁用兩根120mm槽鋼合并焊接而成，橫梁用兩根80mm的槽鋼合并焊接而成，加強筋用40mm的角鋼合并焊接而成，其結構如同方鋼，結實耐用，保證了整個架子的剛性，不易變形和移位。橫梁連接到振子盒的部分用1寸的不銹鋼管連接，因為這部分振子盒工作的時候要跟隨振子盒浸泡到料液下面。1寸的不銹鋼管在強度上能夠滿足振子盒自身的重量。因為現有材料的限制，最理想的是用不銹方鋼為好。架子材料的選用都是根據庫房現有鋼材選取，一定程度上解決了庫存壓力，并創收經濟效益。

各部件的連接關系：圖二標識1處結構進行了優化設計，選用螺栓的連接方式，把立柱和主梁連接起來，其優點是便于調節主梁的水平位置，后期維修也比較方便，可做到資源的再利用（圖三）。

圖三

圖二標識2處的結構螺桿螺母是作為加強筋的節點，其與加強筋的連接也是用螺栓緊固，加強筋的作用是平衡橫梁水平，高度一致。螺桿的末端有接頭，在橫梁上焊接了兩塊鋼板用螺栓與其連接（圖四）。

圖四

圖五

圖二標識3處設計了調節主梁水平度的螺釘，另一作用是承載部分的主梁重力（圖五）。

圖二標識4處是整個提升架子的基礎連接。陶瓷過濾機主軸承座與平臺的連接如圖所示,顯然最直接的做法是直接把立柱調整好位置焊接到平臺處，但是后期更換滾筒會有阻礙，會用氣割槍破除焊點把立柱拆下才能更換滾筒，這樣耗時費力又不經濟。基于這點設計了如下解決方案，在平臺上增加一塊基礎與主軸承座A平面水平對齊。這塊基礎由兩塊鋼板組成，一大一小，形成一個底空臺面，在這個臺面上設計兩個螺栓孔位用于與立柱底座螺栓緊固連接。這個基礎是直接焊接到架體平臺上，可以看出這個平臺區域除了增加的基礎預留的兩個孔位外，還有主軸承座上的兩個螺栓孔位可以利用，這樣就形成了四孔緊固的穩定結構。基于這樣的設想在立柱底面增加一塊鋼板平面，在平面上打四個孔位對應增加基礎的孔位和主軸承座孔位，通過這用螺栓把立柱和架體緊固，這樣就決解了維修問題。以下是圖示詳解：

圖六

圖二標識5處為限位開關設計裝置（圖七所示），其作用是限制提升機提升和下降的最高、最低位。提升機提升振子盒時不能過高和過低，否則會撞壞橫梁裝置或提升螺桿總成。有了限位器就可以防止人的誤操作損傷設備。

圖七

經過一年的振子盒使用量統計，損毀有了明顯的減少，一年的損壞率從40%下降到了10%。更換維修工作也更加便捷有效了。提升架子的整個結構設計是根據車間庫房現有的鋼材綜合而定的，為車間解決一部分陳舊的鋼材庫存，其結構簡潔，所用材料和設備，只增加了一臺1T提升機，其余部分只有常用鋼材和螺栓，所以制造成本低，便于推廣使用。