TT型陶瓷過濾機(jī)在某礦山銅精礦脫水中的應(yīng)用與改進(jìn)

摘要：某礦山裝備應(yīng)用陶瓷過濾機(jī)后，精礦質(zhì)量得到提高，環(huán)境大大改善，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但在使用中也發(fā)現(xiàn)一些問題，我們對其進(jìn)行了數(shù)次技改：通過自制壓力緩沖裝置解決了反沖洗壓力波動大的問題;改變錯氣頭固定方式，穩(wěn)定了真空度和反沖洗壓力;對管道泵進(jìn)行換型，提高管道泵使用壽命，降低勞動強(qiáng)度;更改酸洗流程，取消配酸作業(yè)，杜絕了酸霧對人和設(shè)備的威脅。改進(jìn)后提高了陶瓷過濾機(jī)的性能，降低了維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：陶瓷過濾機(jī);壓力緩沖裝置;四點(diǎn)固定

某礦山于2006年引進(jìn)第一臺TT-45型陶瓷過濾機(jī)，用于銅精礦脫水工藝。陶瓷過濾機(jī)作為一種新型、高效、節(jié)能的固液分離設(shè)備，以其顯著的節(jié)能、產(chǎn)量高、濾餅水分低、無環(huán)境污染、水資源循環(huán)利用、設(shè)備的自動化程度高、勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，很快得到認(rèn)可，后陸續(xù)投產(chǎn)兩臺陶瓷過濾機(jī)，全面淘汰圓筒壓濾機(jī)和盤式過濾機(jī)。

本文將介紹陶瓷過濾機(jī)的工作原理，在銅綠山礦實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的幾點(diǎn)問題以及改進(jìn)措施。

一、陶瓷過濾機(jī)工作原理

陶瓷過濾機(jī)核心技術(shù)就是利用陶瓷親水性。過濾過程中，陶瓷板和水之間形成表面張力，使陶瓷板微孔內(nèi)始終充滿水，抽吸真空時(shí)，水能通過陶瓷板微孔，而空氣不能通過，達(dá)到固液分離目的。

陶瓷過濾機(jī)脫水作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)一周，完成四個工作過程：

吸漿過程：陶瓷板運(yùn)轉(zhuǎn)至液面下，浸沒在礦漿中的陶瓷板吸附礦漿，固體物吸附在陶瓷板表面，濾液吸入濾液桶中由濾液泵排放掉。

吸干過程：陶瓷板旋轉(zhuǎn)出液面，在真空泵產(chǎn)生的負(fù)壓下，吸附在陶瓷板表面的濾餅被干燥，濾液吸入濾液桶中由濾液泵排放掉。

卸料：吸附著干燥濾餅的陶瓷板轉(zhuǎn)過刮刀時(shí)，刮刀將濾餅刮落。

反沖洗過程：刮除濾餅后，管道泵將水經(jīng)分配頭打入陶瓷板，由內(nèi)向外將殘留在表面的物料沖洗掉，保持陶瓷板性能。

陶瓷板工作一段時(shí)間后，會發(fā)生堵塞，為恢復(fù)其工作性能，陶瓷過濾機(jī)將進(jìn)入聯(lián)合清洗過程：設(shè)置在礦槽內(nèi)的超聲波振板以30KHZ左右的頻率進(jìn)行振動，振動產(chǎn)生的氣泡發(fā)生“空化作用”，對陶瓷板表面的附著物進(jìn)行“轟擊”，以機(jī)械方法促使其脫落，實(shí)現(xiàn)對陶瓷板表面的清洗;酸洗是將硝酸與清水混合經(jīng)分配頭打入陶瓷板，由內(nèi)向外對陶瓷板微孔內(nèi)的堵塞物進(jìn)行溶洗。

二、陶瓷過濾機(jī)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題

1.??? 在TT-45型陶瓷過濾機(jī)投入生產(chǎn)后，我們發(fā)現(xiàn)新陶瓷板在使用3 個月后，表面變黑，失去光澤;5個月后，表面全黑，性能下降;8個月后基本失去過濾能力，這與陶瓷板10個月以上的使用壽命相去甚遠(yuǎn)。在排除陶瓷板質(zhì)量問題后，我們加大聯(lián)合清洗頻率，由每8 個小時(shí)清洗一次，增加到每4 個小時(shí)清洗，并加入草酸輔助清洗，但未能從根本上解決問題。通過討論分析，問題出在反沖洗壓力上。因?yàn)樘沾砂鍍?nèi)部壓力不能超過0.15MPa，受最高壓限制，陶瓷過濾機(jī)能達(dá)到最理想反沖洗壓力工作范圍為0.01MPa～0.15MPa，而反沖洗壓力低于0.05MPa時(shí)，在反沖洗過程中，將不能有效沖洗陶瓷板表面附著物料，造成陶瓷板微孔堵塞，降低陶瓷板性能和使用壽命。要想從根本上解決問題，必須從反沖洗系統(tǒng)入手，縮小反沖洗壓力波動范圍。

2.??? TT-45型陶瓷過濾機(jī)投入生產(chǎn)以來，經(jīng)常出現(xiàn)錯氣片和摩擦片結(jié)合處漏水泄真空現(xiàn)象，造成反沖洗壓力和真空度打不到標(biāo)準(zhǔn)要求。分析原因，是由于陶瓷過濾機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，錯氣片與摩擦片發(fā)生相對結(jié)合面的滑動，造成已磨合好的緊密結(jié)合紋路錯動，產(chǎn)生間隙，破壞密封效果。這種滑動的頻繁發(fā)生是由于錯氣片和摩擦片的壓緊裝置不合理造成：錯氣片和摩擦片為平面接觸，而只采用中間一點(diǎn)固定壓緊，并不能限制平面間相對滑動。更改壓緊裝置是唯一可行辦法。

三、改進(jìn)措施

1.??? 要縮小反沖洗壓力波動范圍，必須在壓力過小時(shí)，對反沖洗管道壓力進(jìn)行補(bǔ)給。為實(shí)現(xiàn)這一目的，我在查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊等相關(guān)資料后，自行設(shè)計(jì)制作了一個壓力緩沖裝置。此裝置由三部分組成：

（1）???? 上蓋：用十寸鋼管取300mm長，一端用鋼板封死;一端加裝法蘭。法蘭與剛板焊接完成后，必須將內(nèi)角打磨成圓弧，避免對膠皮造成損壞。

（2）???? 下蓋：用十寸鋼管取200mm長，一端用鋼板封死，同時(shí)在鋼板中間開孔，焊接6 分短接，用來連接反沖洗管道;一端加裝法蘭，要求同上。

（3）???? 彈性膠皮：膠皮用于上蓋與下蓋中間。膠皮要求彈性好，同時(shí)要耐酸，起初我用的是汽車內(nèi)胎皮，由于不耐酸，使用不到三個月就得更換，現(xiàn)都是在外采購。

2.??? 要限制錯氣片和摩擦片平面間的相對滑動，必須增加固定點(diǎn)，決定將中間一點(diǎn)的固定方式改為四周四點(diǎn)固定方式。在錯氣頭上焊上法蘭盤，法蘭盤周邊開四個孔，孔心法向直徑必須大于錯氣片直徑;在拐軸支架上相對法蘭盤穿孔并攻絲，按上絲桿，將錯氣頭通過法蘭盤固定在絲桿上，進(jìn)行四點(diǎn)固定。采用此固定方式后，限制了錯氣片與摩擦片的相對錯動，只能相對圓心轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)初衷。改造完成后，錯氣片與摩擦片間漏水泄真空現(xiàn)象大大改善，保證了真空度和反沖洗壓力的穩(wěn)定。

3.??? 針對管道泵故障頻發(fā)問題，決定對管道泵換型。陶瓷過濾機(jī)廠家原配管道泵型號為ISG65-125，是把普通管道泵，不具備耐酸能力。我查閱相關(guān)資料，比對流量、安裝尺寸等因素后，決定將采用IHG65-125型化工管道泵。此泵葉輪和葉輪緊固螺母都是采用耐酸的不銹鋼材質(zhì)，具體良好的耐酸性能，能較好適用陶瓷過濾機(jī)管道泵工作環(huán)境。采用化工型管道泵后，沒有出現(xiàn)葉輪脫落故障，管道泵使用壽命達(dá)到一年。節(jié)約成本，同時(shí)降低勞動強(qiáng)度。

四、改造效益

壓力緩沖裝置的安裝，使陶瓷板使用壽命由八個月提高到一年。每塊陶瓷板單價(jià)為1000元左右，一臺陶瓷過濾機(jī)更換一次陶瓷板價(jià)值為18萬元左右，改進(jìn)后陶瓷板使用壽命的提高，每年可節(jié)約陶瓷板成本9 萬元左右。更間接降低了工人勞動強(qiáng)度和銅精礦過濾水分。

錯氣片固定方式的改變，保證了真空度和反沖洗壓力穩(wěn)定的同時(shí)，也提高了錯氣片和摩擦片的使用壽命，間接降低了銅精礦過濾水分，取得了一定經(jīng)濟(jì)效益。

酸洗流程的改變，杜絕了配酸作業(yè)存在的安全隱患，同時(shí)減少了一臺氟塑料磁力驅(qū)動泵，此泵單價(jià)為6000元左右，使用壽命為一年，改造后每年可節(jié)約泵的維護(hù)費(fèi)用和電費(fèi)約1 萬元。

五、結(jié)束語

對TT型陶瓷過濾機(jī)的應(yīng)用，讓我明白設(shè)備設(shè)計(jì)不可能是完美的，應(yīng)用后的反饋也是促進(jìn)設(shè)計(jì)進(jìn)步的重要環(huán)節(jié)。我們作為設(shè)備的使用者，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際使用情況，大膽改造，使其更加適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境。只有這樣才能推動設(shè)備發(fā)展。

作者簡介：

紀(jì)仙賜（1985年 2月 5日），男（漢族），湖北大冶，本科，機(jī)械工程師，主要研究方向：設(shè)備應(yīng)用。