优化改造陶瓷过滤机陶瓷板清洗系统及过滤真空度来提高陶瓷过滤机的经济效益

黄映群

（凉山矿业股份有限公司拉拉公司选矿车间，四川 会理 615000）

在铜精矿脱水流程上，选矿车间2008年安装使用的陶瓷过滤机有两台TT-20系列的过滤机，刚使用时，存在许多问题：一是滤饼水分含量高，效率低；二是陶瓷板容易堵塞，不易清洗干净，使用成本高；三是超声波振子盒长期浸泡在料浆下，受到化学清洗剂的腐蚀和料浆搅拌时的磨损。当振子盒被腐蚀穿孔后，就会进水造成短路烧毁，使用成本高；四是常耗件振子盒的维修和更换的工作时间较长，且需多人配合才能完成。

本项目的主要目的是提高过滤机的经济效益，改善陶瓷板的清洗效果，延长陶瓷板的使用寿命，减少振子盒的维修工作时间和延长振子盒的使用寿命。

1 工作原理

特种陶瓷过滤机工作基于毛细微孔的作用原理，采用微孔陶瓷为过滤介质，利用微孔陶瓷大量狭小具有毛细作用原理设计的固液分离设备，在负压工作状态下的盘式过滤机，利用微孔陶瓷板其独特通水透气的特性，抽取陶瓷板内腔真空产生与外部的压差，使料槽内悬浮的物料在负压的作用下吸附在陶瓷板上，固体物料因不能通过微孔陶瓷板被截留在陶瓷板表面，而液体因真空压差的作用及陶瓷板的亲水性则顺利通过进入气液分配装置（真空桶）外排或循环利用达到了固液分离的目的。

转子（陶瓷板）运转一周，工作过程分为四个区域：吸浆（料）区、干燥区、卸料区、清洗区，反复循环区。如图一所示：

图一

2 系统的优化和改进

2.1 真空系统的改进

铜精矿陶瓷过滤机TT-20B2z原厂使用的真空泵型号是2BV2070，其额定功率2.23KW，最大气量80m3/h，工作液流量0.15m3/h，极限真空0.97MPa。在实际运行中发现两台主副泵所产生的真空度-0.06MPa左右，最高在-0.065MPa。产生的滤饼厚度在3mm左右，且水分含量高（20%以上，要求在12%以下），效率并不理想。根据铜精矿的选矿工艺，产生的铜精矿细度较高，且有石灰药剂的粘性，粘性高的精矿泥附着在陶瓷板表面降低了陶瓷板的透水性，同时也对反冲洗和联合清洗陶瓷板增加了困难。生产经验总结出，真空度太低，不能满足铜精矿的生产需要，对此，我们把2BV2070真空泵更换为2BV2071，其额定功率3.85KW，最大气量110m3/h，工作液流量0.25m3/h，极限真空0.97MPa。使用效果明显改观，真空度平均在-0.07Mpa左右，产生的精矿滤饼厚度平均在6mm左右，新陶瓷板上最厚可达到10mm。精矿水分含量控制在了12%以下，对精矿的运输成本也大大降低了。

2.2 超声波系统的改进

超声波系统功率的提升：新的陶瓷板在生产能力上，效率都很好，但随着使用时间的增多，陶瓷板表面附着物和微孔堵塞物就很难清洗干净，使用效果也大打折扣，满足不了生产需要就只能报废处理。为了延长陶瓷板的生产使用时间，降低生产成本，就要对陶瓷板的清洗系统有所改进和优化。原厂所配置的超声波功率为3kw，对于附着在陶瓷板上粘性较高的铜精矿泥，是难于清洗干净的。在询问厂家提供技术支持无果的情况下，从使用情况分析，应加大超声波的功率，把3kw的发生源提高到6kw，并定制了配套的超声波能量振子盒更换掉原有的振子盒。清洗效果明显改观。经过一年的生产使用陶瓷板统计，从原先的四套板降低到三套板。一套陶瓷板计划价格在10万元左右。同时开车8小时清洗时间大于1小时降低到小于50分钟，时间上也得到节约。

在陶瓷过滤机料槽外增加一套提升式的振子盒装置：铜精矿陶瓷过滤机TT-20B2z的原有振子盒装置是设计在料槽内部特定位置的，长期浸泡在料液之下，料液具有碱性腐蚀（石灰药剂遗留产生的碱性），加上陶瓷过滤机槽底搅拌系统搅拌料液流动，使得料液对振子盒的对流产生摩擦磨损，严重降低了振子盒的有效使用时间。一天24小时，一个班开车时间8小时，其中只有不到一个小时的联合清洗时间，也就是一天的联合清洗时间小于3小时。振子盒只有在联合清洗的时候才能作用，大部分无用的时间（一天21小时）浸泡在料液下。

这套提升式振子盒装置目的在于不进行联合清洗的时候把振子盒提升到料液上面，防止料液对它的的腐蚀和磨损，进而降低振子盒的损耗。

提升架子的的设计理念：1、提升架子前置设计，并不影响陶瓷板的拆装和其具有的功能性；2、提升架子强度要满足吊装振子盒的重量要求；3、提升架子可以便捷拆装，且不破坏原有设备结构；4、后期维护尽量减少人工和材料的使用，如（焊接材料）等。总体结构设计如下详解：

图二中洋红色部分为提升架子的设计效果简图。

图2 提升架子的设计简图

两根立柱、主梁用两根120mm槽钢合并焊接而成，横梁用两根80mm的槽钢合并焊接而成，加强筋用40mm的角钢合并焊接而成，其结构如同方钢，结实耐用，保证了整个架子的刚性，不易变形和移位。横梁连接到振子盒的部分用1寸的不锈钢管连接，因为这部分振子盒工作的时候要跟随振子盒浸泡到料液下面。1寸的不锈钢管在强度上能够满足振子盒自身的重量。因为现有材料的限制，最理想的是用不锈方钢为好。架子材料的选用都是根据库房现有钢材选取，一定程度上解决了库存压力，并创收经济效益。

各部件的连接关系：图二标识1处结构进行了优化设计，选用螺栓的连接方式，把立柱和主梁连接起来，其优点是便于调节主梁的水平位置，后期维修也比较方便，可做到资源的再利用（图三）。

图三

图二标识2处的结构螺杆螺母是作为加强筋的节点，其与加强筋的连接也是用螺栓紧固，加强筋的作用是平衡横梁水平，高度一致。螺杆的末端有接头，在横梁上焊接了两块钢板用螺栓与其连接（图四）。

图四

图五

图二标识3处设计了调节主梁水平度的螺钉，另一作用是承载部分的主梁重力（图五）。

图二标识4处是整个提升架子的基础连接。陶瓷过滤机主轴承座与平台的连接如图所示,显然最直接的做法是直接把立柱调整好位置焊接到平台处，但是后期更换滚筒会有阻碍，会用气割枪破除焊点把立柱拆下才能更换滚筒，这样耗时费力又不经济。基于这点设计了如下解决方案，在平台上增加一块基础与主轴承座A平面水平对齐。这块基础由两块钢板组成，一大一小，形成一个底空台面，在这个台面上设计两个螺栓孔位用于与立柱底座螺栓紧固连接。这个基础是直接焊接到架体平台上，可以看出这个平台区域除了增加的基础预留的两个孔位外，还有主轴承座上的两个螺栓孔位可以利用，这样就形成了四孔紧固的稳定结构。基于这样的设想在立柱底面增加一块钢板平面，在平面上打四个孔位对应增加基础的孔位和主轴承座孔位，通过这用螺栓把立柱和架体紧固，这样就决解了维修问题。以下是图示详解：

图六

图二标识5处为限位开关设计装置（图七所示），其作用是限制提升机提升和下降的最高、最低位。提升机提升振子盒时不能过高和过低，否则会撞坏横梁装置或提升螺杆总成。有了限位器就可以防止人的误操作损伤设备。

图七

经过一年的振子盒使用量统计，损毁有了明显的减少，一年的损坏率从40%下降到了10%。更换维修工作也更加便捷有效了。提升架子的整个结构设计是根据车间库房现有的钢材综合而定的，为车间解决一部分陈旧的钢材库存，其结构简洁，所用材料和设备，只增加了一台1T提升机，其余部分只有常用钢材和螺栓，所以制造成本低，便于推广使用。