尾矿处理行业快开隔膜式压滤机台时产能核算方法研究

张 芃

（国家电投山西铝业有限公司，山西 原平 034100）

快开隔膜式压滤机是尾矿处理行业主要固液分离设备之一，其具有产能高、过滤效果好、高效节能等优点，被广泛用于尾矿处理生产过程中[1]。山西某氧化铝厂在进行尾矿处理过程中使用快开隔膜式压滤机对矿浆进行固液分离，产出固体尾矿滤饼和滤液。滤液通过滤液泵送至厂区重新利用，同时尾矿滤饼经皮带输送至卸料口装车后驶入库区进行堆存作业，使用此种尾矿处理工艺具有尾矿堆存占用面积小、安全系数高等优点。

根据尾矿物料参数和设备参数条件，核算快开隔膜式压滤机台时产能，产能核算主要通过以下三种方法进行：一是根据设备参数对设备台时产能进行理论计算[2]；二是通过测量尾矿滤饼厚度，对设备台时产能计算分析；三是测量尾矿滤饼重量对设备台时产能进行计算分析。

1 设备参数理论计算

（1）计算1台快开隔膜式压滤机1个小时产生滤饼体积。

快开隔膜式压滤机的滤室容积17m3，每小时工作2.6个循环，滤室利用率按80%计算。

则：V滤饼＝快开隔膜式压滤机台数×快开隔膜式压滤机单位时间循环个数×快开隔膜式压滤机滤室容积×滤室利用率：V滤饼=1×2.6×17m3×80%≈35.36m3

（2）计算滤饼绝干质量（假设滤饼绝干质量为M）

根据公式V滤饼≈滤饼绝干量的体积﹢滤饼中水分的体积＝M÷干尾矿比重﹢滤饼绝干量÷滤饼干泥质量分数×滤饼含水率÷滤液密度：计算过程为M÷3.05t/m³+M÷0.68×0.32÷1.0t/m³≈35.36m3

滤饼绝干质量M=44.2t

（3）计算快开隔膜式压滤机台时产能

快开隔膜式压滤机台时产能=滤饼绝干质量÷料浆质量比÷料浆密度；计算结果快开隔膜式压滤机台时产能=M÷41%÷1.5t/m3=72 m3/h。通过对快开隔膜式压滤机设备参数进行理论计算，其台时产能为72 m3/h。

2 滤饼厚度结果分析

通过快开隔膜式压滤机滤饼进行测厚，快开隔膜式压滤机滤饼平均厚度为3.7cm（滤饼测厚结果详见表1），快开隔膜式压滤机共有滤室92个。

表1 滤饼测厚结果（cm）

快开隔膜式压滤机产能=滤饼厚度×滤饼长度×滤饼宽度×压滤机滤室个数×快开隔膜式压滤机单位时间循环个数，即：3.70cm×2×2×92×2.6≈35.40m³

根据公式V体积≈绝干量的体积﹢水分的体积＝M÷干尾矿比重﹢滤饼绝干量÷滤饼干泥质量分数×滤饼含水率÷滤液密度

计算滤饼绝干质量过程为：

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

滤饼绝干质量M=44.25t

根据公式快开隔膜式压滤机台时产能=滤饼绝干质量÷料浆质量比÷料浆密度，计算快开隔膜式压滤机台时产能：台时产能=M÷41%÷1.5t/m3=71.95m3/h

通过测量滤饼厚度计算：快开隔膜式压滤机产能为71.95m³/h。

3 滤饼称重测量结果分析

经过测量，新型滤板快开隔膜式压滤机的滤饼平均重量为190kg（滤饼称重结果详见表2）；滤饼含水率为32%；料浆固含平均为430g/l；快开隔膜式压滤机滤室个数为92个；快开隔膜式压滤机单位时间循环个数为2.6个。

表2 滤饼称重结果（kg）

计算分析如下：

单个循环滤饼总重量=滤饼平均重量×滤饼个数

计算结果190kg×92≈17.48吨

单个循环滤饼绝干重量=单个循环滤饼总重量×（1-滤饼含水率）；计算结果17480×（1-0.32）=11886.4kg

单个循环快开隔膜式压滤机处理料浆量=单个循环滤饼绝干重量÷料浆固含；计算结果11886.4kg÷430 g/l=27.64m³

单位时间快开隔膜式压滤机处理尾矿量=单个循环快开隔膜式压滤机处理料浆量×单位时间循环个数：计算结果27.64m³×2.6=71.86m³。通过测量滤饼重量计算；快开隔膜式压滤机的产能为71.86m³/h

4 管道式电磁流量计测量结果

管道式电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成，被广泛应于高腐蚀性介质和固液两相难测量的场所，具有耐腐蚀、测量精度高等优点。通过对压滤机进料管道安装管道式电磁流量计（规格型号：LD200）对压滤机进料量进行测量。

在滤饼厚度测量和滤饼称重测量过程中同时记录快开隔膜式压滤机台时进料量，记录结果如下（表3）：

表3 管道式电磁流量计测量结果（m3/h）

从表3可以看出，通过对设备参数理论计算、滤饼厚度测量和滤饼称重核算压滤机台时产能结果与管道式电磁流量计测量结果误差均在0.05%以内，可以认为结果一致。

5 结语

本文通过设备参数理论计算、滤饼厚度测量和滤饼称重核算对快开隔膜式压滤机台时产能进行核算，将三种计算方法核算的结果与管道式流量计测量结果进行比较，发现三种核算结果与测量结果基本相同，可在尾矿处理生产过程中使用上述核算方法对产能进行核算以指导尾矿处理生产。

[1]解文贵.浅谈快开式隔膜压滤机的维护与保养[J].科学之友，2010,(35)；

[2]叶建春，金志江.带隔膜压榨装置的压滤机试验研究[J].轻工机械，2009,(2)