一種新型清洗方式在陶瓷過濾機中的運用

1、一種新型清洗方式在陶瓷過濾機中的運用A new type of cleaning method used in the ceramic filter李雷忠 閆常河 孫建國紫金礦業(yè)集團青海有限公司，青海西寧，811600摘要： 該文主要是根據(jù)紫金礦業(yè)青海某公司生產(chǎn)中的主要設(shè)備陶瓷過濾機在運行后進行藥劑清洗的改進進行試驗探索，通過對藥劑的選擇、清洗方法、工藝參數(shù)的調(diào)整，達(dá)到了節(jié)約成本、延長了陶瓷過濾機的使用壽命的目的。Abstract：This paper is mainly based on zijin qinghai a company in the production of major e

2、quipmentCeramic filter in operation after improvement of pharmaceutical cleaning，Through the selection of agents, cleaning method, adjustment of process parameters,To save costs, extend the service life of the ceramic filter.關(guān)鍵詞：陶瓷過濾機 藥劑 清洗方式Keywords：Ceramic filter potion Cleaning method一、生產(chǎn)工藝簡介青海某公

3、司有一條年處理30萬噸硫鐵礦的生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線于2011年10月份建成投產(chǎn)。年設(shè)計生產(chǎn)硫酸40萬噸，燒渣19.84萬噸。其生產(chǎn)工藝是將含水9-11%硫鐵礦通過皮帶送往150M2焙燒爐沸騰焙燒，產(chǎn)出的燒渣經(jīng)進一步浸出洗滌后外售。焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)廢熱鍋爐、旋風(fēng)收塵器及電收塵器收塵降溫后送往制酸系統(tǒng)。焙燒產(chǎn)生的煙氣中的熱量經(jīng)余熱鍋爐回收，用于汽輪機發(fā)電，年設(shè)計發(fā)電量12MW。焙燒爐產(chǎn)生的燒渣經(jīng)酸浸、洗滌、調(diào)漿后進入陶瓷過濾機，進一步回收有價金屬元素后生產(chǎn)的鐵精粉外售。在鐵精粉生產(chǎn)工藝中配置了三臺陶瓷過濾機，用于55%-58%鐵精粉礦漿脫水而生產(chǎn)含水量在20%左右的鐵精粉。陶瓷機型號TP-48、

4、遼寧鞍山陶瓷過濾機廠兩臺，TC-48山東核工業(yè)公司一臺（一開一清洗一備用）。二、改造前使用情況及存在的主要問題生產(chǎn)系統(tǒng)投產(chǎn)以來，由于硫精礦經(jīng)焙燒脫硫而形成的鐵焙砂酸浸收銅時有鈣、硅、硫酸亞鐵等礦物質(zhì)伴生，使55%-58%鐵焙砂礦漿在進入陶瓷過濾機生產(chǎn)過程中，其伴生礦物質(zhì)隨濾水進入陶瓷過濾機濾板表層，粘結(jié)濾板毛細(xì)微孔使陶瓷濾板表面堵塞而喪失脫水效能，被迫更換新陶瓷濾板，影響生產(chǎn)嚴(yán)重。一副（12圈、每圈12塊4m2、共144塊48m2）新濾板使用時間15-20天、嚴(yán)重時只能使用一周左右。為了解決陶瓷機濾板堵塞問題先后請山東核工業(yè)、鞍山廠家技術(shù)人員多次到現(xiàn)場，并取樣郵寄到設(shè)備制造廠分析、化驗，制定濾

5、板聯(lián)合清洗方案，都未能解決問題。在濾板的清洗方法上采取硝酸和草酸同時清洗也未有較好效果，而草酸還嚴(yán)重腐蝕了陶瓷機槽體（材質(zhì)304）和清洗使用的超聲波振子盒（材質(zhì)304）。僅2012年陶瓷機消耗濾板2137余塊、振子盒47只。造成了巨大浪費還嚴(yán)重影響生產(chǎn)穩(wěn)定安全運行。三、陶瓷機改造情況說明為了解決陶瓷機濾板堵塞問題，根據(jù)鐵焙砂礦漿性質(zhì)、陶瓷機工作原理、使用中存在的問題，提出了利用空氣和蒸汽及硝酸替代新水、草酸、振子盒對濾板進行聯(lián)合清洗，對使用時間長表面粘結(jié)不易清洗的濾板進行人工研磨再重新安裝使用，對原來的廢舊濾板進行人工研磨 再使用的方法。重新編制了聯(lián)合清洗操作規(guī)程，經(jīng)過系統(tǒng)改造、試用達(dá)到了良好

6、的效果，具體做法如下。(一)、陶瓷過濾機的工作原理及特點 如圖：  陶瓷過濾機工作原理及機理與盤式真空過濾機的工作原理相類似，即在壓強差的作用下，55%-58%鐵焙砂礦漿液陶瓷機槽體內(nèi)進入過濾介質(zhì)（濾板）時鐵精粉顆粒被截留在介質(zhì)表面形成濾餅，而液體則通過過濾介質(zhì)（濾板）內(nèi)空腔由真空吸引流出系統(tǒng)，達(dá)到了固液分離的目的。其不同之處在于過濾介質(zhì)陶瓷過濾板具有產(chǎn)生毛細(xì)效應(yīng)的微孔，使微孔中的毛細(xì)作用力大于真空所施加的力，使微孔始終保持充滿液體狀態(tài)，無論在什么情況下，陶瓷過濾板不允許空氣透過，由于沒有空氣透過，固液分離時能耗低、真空度高。 其特點主要有：1、真空度一

7、般在0.0400.06MPa ，濾餅水分低，產(chǎn)量高；2、真空損失少，節(jié)能顯著；3、陶瓷過濾板的微孔一般都在0.5-3um，濾液清澈，無環(huán)境污染，水資源循環(huán)利用。 陶瓷過濾機的工作分以下幾個過程：吸漿過程：在驅(qū)動裝置的帶動下,輥筒連同過濾板圍繞主軸朝刮刀方向旋轉(zhuǎn),在真空泵負(fù)壓作用下,浸沒在陶瓷機槽體內(nèi)礦漿中的陶瓷過濾板吸附礦漿,固體物吸在濾板表面,濾液經(jīng)濾板內(nèi)部空腔由真空吸入濾液罐中由濾液泵排放掉。吸干過程：濾板旋轉(zhuǎn)出液面,在真空泵產(chǎn)生的負(fù)壓下,吸附在濾板表面的濾餅被干燥,濾液吸入濾液罐中由濾液泵排放掉。刮料：吸附著被干燥后濾餅的過濾板轉(zhuǎn)過刮刀時,刮刀將濾餅刮落,經(jīng)由溜槽送入鐵精粉料倉。反沖洗過

8、程：刮除濾餅后,新水經(jīng)由清洗管路、分配頭進入過濾板,從內(nèi)向外將殘留在濾板表面的物料沖洗掉,保持濾板的過濾效率。聯(lián)合清洗過程：陶瓷過濾板工作一段時間后會發(fā)生表面和表層堵塞,為恢復(fù)其過濾效能,經(jīng)過一段時間（一般8小時）運行后,按照設(shè)定的時間和程序,在PLC控制下,設(shè)備自動進入聯(lián)合清洗過程,此時,設(shè)置在陶瓷機槽體內(nèi)的超聲波振子盒以30KHz左右的頻率進行振動,振動產(chǎn)生的氣泡發(fā)生“空化效應(yīng)”,對過濾板表面的附著物進行“轟擊”,以機械方法促使其脫落,實現(xiàn)對濾板表面和表層的清洗；酸洗（配制40-50%稀硝酸）用硝酸泵（0.17-0.2MPa）泵入清洗管道與新水混合（1.0-2.0%稀硝酸）進入分配頭 、過

9、濾板內(nèi)部空腔,從內(nèi)向外對濾板微孔內(nèi)的堵塞物進行溶洗。經(jīng)過聯(lián)合清洗,濾板可以恢復(fù) 過濾效能。（二）、解決措施1、針對礦漿中各類礦物質(zhì)溫度降低易粘結(jié)的問題，在陶瓷機槽體中配置低壓蒸汽管（來自低壓蒸汽管網(wǎng)），使槽體內(nèi)待過濾的礦漿溫度提高3-5，經(jīng)過試運行發(fā)現(xiàn)濾板使用時間有所延長。2、針對草酸等酸性溶液溫度提高洗滌效果變化規(guī)律，對槽體內(nèi)草酸清洗溶液加蒸汽提高溫度5左右，同時將草酸加入量減少至12.5-15Kg/次，清洗時間3-4小時，清洗后投入使用的濾板運行時間與原方法相比變化不大，有效果。3、針對陶瓷機濾板正常運行反沖洗新水壓力低（0.15MPa、用量7.0-10.0m3/h），在濾板內(nèi)部空腔向外沖

10、洗力弱，對濾板毛細(xì)微孔洗滌效果差的問題，在陶瓷機新水管道上增加空氣管線（加硝酸管道后面），利用空氣壓力高（0.20.3MPa、用量200m3/h左右來自壓縮空氣管網(wǎng)）壓迫濾板空腔內(nèi)的濾液對濾板毛細(xì)微孔進行強制沖洗，經(jīng)過試運行濾板使用時間有所延長。用空氣替代新水進行反沖洗，節(jié)省了新水。4、根據(jù)超聲波清洗原理，在聯(lián)合清洗過程利用空氣自濾板內(nèi)通過毛細(xì)微孔對槽體內(nèi)的清洗液強制沖擊，形成無數(shù)的小微汽泡對濾板表面反復(fù)敲擊，敲打清洗濾板表面粘結(jié)物，達(dá)到濾板的清洗效果。從而試行替代超聲波清洗，經(jīng)過試運行濾板的運行時間與超聲波清洗效果相比變化不大，達(dá)到了清洗效果，在聯(lián)合清洗程序停用了超聲波振子盒。5、通過逐步的

11、改造、試運行，濾板的使用時間逐漸延長，效果逐漸趨于正常使用。針對草酸對陶瓷機槽體的腐蝕問題，提出停止使用草酸清洗，利用蒸汽提高溫度和空氣強制沖洗替代草酸的清洗程序，經(jīng)過試運行濾板的生產(chǎn)時間也可以滿足需要。自此停止使用草酸。6、在以上改造的前提下，又對硝酸的使用量進行調(diào)整，由原來的70-100Kg/次減少為60-70kg/次，經(jīng)過試運行濾板使用時間變化不大。效果可以。7.以上改造試驗經(jīng)過60余天的時間，使陶瓷機濾板的使用時間可以達(dá)到8小時的使用要求。但經(jīng)過一段時間（30-40天）陶瓷機濾板毛細(xì)微孔逐漸堵塞還會使濾板失去效能。經(jīng)過對失去效能濾板破壞性觀察，發(fā)現(xiàn)粘結(jié)物集中粘結(jié)在濾板表面和表層。這時又

12、提出了人工對失去效能的濾板表面及表層進行研磨，用手磨機研磨和水沖洗磨掉濾板表層粘結(jié)物，研磨后濾板重新安裝陶瓷機再重復(fù)使用，這樣可以完全達(dá)到濾板的過濾效能。8、在對陶瓷機改造和濾板清洗改進、研磨再使用的同時，對鐵焙砂礦漿的酸度利用碳酸鈉進行適度調(diào)整到PH5.5-6，使礦漿中部分粘結(jié)物轉(zhuǎn)化為固體隨鐵精粉進入產(chǎn)品，從而減少其對濾板的使用時間的影響，也取得了一定效果。9、陶瓷板結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化，統(tǒng)一采用一體化空心管結(jié)構(gòu)。將兩臺陶瓷機陶瓷板的分體粘接結(jié)構(gòu)，也定制成一體化空心管結(jié)構(gòu)，使用后破損率大大減少。四、改造后使用情況經(jīng)過以上方法的改進，使陶瓷機完全達(dá)到了使用效果，濾板可以反復(fù)研磨循環(huán)使用，壽命達(dá)一年以上

13、。濾板使用時間可以達(dá)10-12小時再進行聯(lián)合清洗。極大的減少了員工的勞動強度，穩(wěn)定了生產(chǎn)安全運行。減少了陶瓷機濾板、超聲波振子盒、草酸、硝酸、新水的消耗，減少了環(huán)境污染。實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效益。陶瓷過濾機改造前后使用參數(shù)項目設(shè)計參數(shù)改造后陶瓷過濾機產(chǎn)家遼寧鞍山二臺、山東核工業(yè)一臺遼寧鞍山二臺、山東核工業(yè)一臺陶瓷過濾機規(guī)格、型號TP-48、TC-48TP-48、TC-48過濾面積48m3/臺48m3/臺礦漿名稱鐵焙砂酸性礦漿鐵焙砂弱酸性礦漿過濾礦粉粒度-100目-400 目-100目-400目礦漿濃度55%-58%55%-58%礦漿pH值3-55.5-7濾液pH值3-55.5-7濾餅處理量30-3

14、5t/h38-45t/h運行周期8h(一開一清洗一備)8h(一開一清洗一備)清洗方式及時間硝酸加清水與超聲波聯(lián)合清洗空氣、蒸汽加硝酸聯(lián)合清洗陶瓷板使用壽命1年左右 (濾板損壞除外)1年以上 (濾板損壞除外)反沖洗介質(zhì)新水加陶瓷濾液空氣加陶瓷濾液濾餅厚度0.4 -0.6cm0.8 -1.0cm帶濾機濾餅經(jīng)調(diào)漿、調(diào)PH值去陶瓷機55%-58%PH3-5去陶瓷機55%-58%PH5.5-7.0去陶瓷機五、經(jīng)濟效益分析1、 陶瓷機濾板年節(jié)省2137塊，480元/塊，2137×480=102.57萬元/年2、 超聲波振子盒年節(jié)省47只，3600元/只47×3600=16.62萬元/年3、 草酸年節(jié)省20Kg×3次/d×300d/a=18t/a， 6700元/噸18×6700=12.06萬元/年4、 硝酸年節(jié)省30Kg/次×3次/d×300d/a=27t/a，2700元/噸，27×2700=7.29萬元/年5、 新水年節(jié)省7.0m3/h×24×300=50400m3/年，2.68元/噸 50400×2.68=13.51萬元/年合計102.57+1