论文部分内容阅读
摘要：某矿山装备应用陶瓷过滤机后，精矿质量得到提高，环境大大改善，取得了良好的经济效益和社会效益。但在使用中也发现一些问题，我们对其进行了数次技改：通过自制压力缓冲装置解决了反冲洗压力波动大的问题;改变错气头固定方式，稳定了真空度和反冲洗压力;对管道泵进行换型，提高管道泵使用寿命，降低劳动强度;更改酸洗流程，取消配酸作业，杜绝了酸雾对人和设备的威胁。改进后提高了陶瓷过滤机的性能，降低了维护成本。
关键词：陶瓷过滤机;压力缓冲装置;四点固定
某矿山于2006年引进第一台TT-45型陶瓷过滤机，用于铜精矿脱水工艺。陶瓷过滤机作为一种新型、高效、节能的固液分离设备，以其显著的节能、产量高、滤饼水分低、无环境污染、水资源循环利用、设备的自动化程度高、劳动强度低等优点，很快得到认可，后陆续投产两台陶瓷过滤机，全面淘汰圆筒压滤机和盘式过滤机。
本文将介绍陶瓷过滤机的工作原理，在铜绿山矿实际应用中发现的几点问题以及改进措施。
一、陶瓷过滤机工作原理
陶瓷过滤机核心技术就是利用陶瓷亲水性。过滤过程中，陶瓷板和水之间形成表面张力，使陶瓷板微孔内始终充满水，抽吸真空时，水能通过陶瓷板微孔，而空气不能通过，达到固液分离目的。
陶瓷过滤机脱水作业运转一周，完成四个工作过程：
吸浆过程：陶瓷板运转至液面下，浸没在矿浆中的陶瓷板吸附矿浆，固体物吸附在陶瓷板表面，滤液吸入滤液桶中由滤液泵排放掉。
吸干过程：陶瓷板旋转出液面，在真空泵产生的负压下，吸附在陶瓷板表面的滤饼被干燥，滤液吸入滤液桶中由滤液泵排放掉。
卸料：吸附着干燥滤饼的陶瓷板转过刮刀时，刮刀将滤饼刮落。
反冲洗过程：刮除滤饼后，管道泵将水经分配头打入陶瓷板，由内向外将残留在表面的物料冲洗掉，保持陶瓷板性能。
陶瓷板工作一段时间后，会发生堵塞，为恢复其工作性能，陶瓷过滤机将进入联合清洗过程：设置在矿槽内的超声波振板以30KHZ左右的频率进行振动，振动产生的气泡发生“空化作用”，对陶瓷板表面的附着物进行“轰击”，以机械方法促使其脱落，实现对陶瓷板表面的清洗;酸洗是将硝酸与清水混合经分配头打入陶瓷板，由内向外对陶瓷板微孔内的堵塞物进行溶洗。
二、陶瓷过滤机应用中发现的问题
1. 在TT-45型陶瓷过滤机投入生产后，我们发现新陶瓷板在使用3 个月后，表面变黑，失去光泽;5个月后，表面全黑，性能下降;8个月后基本失去过滤能力，这与陶瓷板10个月以上的使用寿命相去甚远。在排除陶瓷板质量问题后，我们加大联合清洗频率，由每8 个小时清洗一次，增加到每4 个小时清洗，并加入草酸辅助清洗，但未能从根本上解决问题。通过讨论分析，问题出在反冲洗压力上。因为陶瓷板内部压力不能超过0.15MPa，受最高压限制，陶瓷过滤机能达到最理想反冲洗压力工作范围为0.01MPa～0.15MPa，而反冲洗压力低于0.05MPa时，在反冲洗过程中，将不能有效冲洗陶瓷板表面附着物料，造成陶瓷板微孔堵塞，降低陶瓷板性能和使用寿命。要想从根本上解决问题，必须从反冲洗系统入手，缩小反冲洗压力波动范围。
2. TT-45型陶瓷过滤机投入生产以来，经常出现错气片和摩擦片结合处漏水泄真空现象，造成反冲洗压力和真空度打不到标准要求。分析原因，是由于陶瓷过滤机运转时，错气片与摩擦片发生相对结合面的滑动，造成已磨合好的紧密结合纹路错动，产生间隙，破坏密封效果。这种滑动的频繁发生是由于错气片和摩擦片的压紧装置不合理造成：错气片和摩擦片为平面接触，而只采用中间一点固定压紧，并不能限制平面间相对滑动。更改压紧装置是唯一可行办法。
三、改进措施
1. 要缩小反冲洗压力波动范围，必须在压力过小时，对反冲洗管道压力进行补给。为实现这一目的，我在查阅机械设计手册等相关资料后，自行设计制作了一个压力缓冲装置。此装置由三部分組成：
（1） 上盖：用十寸钢管取300mm长，一端用钢板封死;一端加装法兰。法兰与刚板焊接完成后，必须将内角打磨成圆弧，避免对胶皮造成损坏。
（2） 下盖：用十寸钢管取200mm长，一端用钢板封死，同时在钢板中间开孔，焊接6 分短接，用来连接反冲洗管道;一端加装法兰，要求同上。
（3） 弹性胶皮：胶皮用于上盖与下盖中间。胶皮要求弹性好，同时要耐酸，起初我用的是汽车内胎皮，由于不耐酸，使用不到三个月就得更换，现都是在外采购。
2. 要限制错气片和摩擦片平面间的相对滑动，必须增加固定点，决定将中间一点的固定方式改为四周四点固定方式。在错气头上焊上法兰盘，法兰盘周边开四个孔，孔心法向直径必须大于错气片直径;在拐轴支架上相对法兰盘穿孔并攻丝，按上丝杆，将错气头通过法兰盘固定在丝杆上，进行四点固定。采用此固定方式后，限制了错气片与摩擦片的相对错动，只能相对圆心转动，实现设计初衷。改造完成后，错气片与摩擦片间漏水泄真空现象大大改善，保证了真空度和反冲洗压力的稳定。
3. 针对管道泵故障频发问题，决定对管道泵换型。陶瓷过滤机厂家原配管道泵型号为ISG65-125，是把普通管道泵，不具备耐酸能力。我查阅相关资料，比对流量、安装尺寸等因素后，决定将采用IHG65-125型化工管道泵。此泵叶轮和叶轮紧固螺母都是采用耐酸的不锈钢材质，具体良好的耐酸性能，能较好适用陶瓷过滤机管道泵工作环境。采用化工型管道泵后，没有出现叶轮脱落故障，管道泵使用寿命达到一年。节约成本，同时降低劳动强度。
四、改造效益
压力缓冲装置的安装，使陶瓷板使用寿命由八个月提高到一年。每块陶瓷板单价为1000元左右，一台陶瓷过滤机更换一次陶瓷板价值为18万元左右，改进后陶瓷板使用寿命的提高，每年可节约陶瓷板成本9 万元左右。更间接降低了工人劳动强度和铜精矿过滤水分。
错气片固定方式的改变，保证了真空度和反冲洗压力稳定的同时，也提高了错气片和摩擦片的使用寿命，间接降低了铜精矿过滤水分，取得了一定经济效益。
酸洗流程的改变，杜绝了配酸作业存在的安全隐患，同时减少了一台氟塑料磁力驱动泵，此泵单价为6000元左右，使用寿命为一年，改造后每年可节约泵的维护费用和电费约1 万元。
五、结束语
对TT型陶瓷过滤机的应用，让我明白设备设计不可能是完美的，应用后的反馈也是促进设计进步的重要环节。我们作为设备的使用者，应结合现场实际使用情况，大胆改造，使其更加适应实际生产环境。只有这样才能推动设备发展。
作者简介：
纪仙赐（1985年 2月 5日），男（汉族），湖北大冶，本科，机械工程师，主要研究方向：设备应用。
关键词：陶瓷过滤机;压力缓冲装置;四点固定
某矿山于2006年引进第一台TT-45型陶瓷过滤机，用于铜精矿脱水工艺。陶瓷过滤机作为一种新型、高效、节能的固液分离设备，以其显著的节能、产量高、滤饼水分低、无环境污染、水资源循环利用、设备的自动化程度高、劳动强度低等优点，很快得到认可，后陆续投产两台陶瓷过滤机，全面淘汰圆筒压滤机和盘式过滤机。
本文将介绍陶瓷过滤机的工作原理，在铜绿山矿实际应用中发现的几点问题以及改进措施。
一、陶瓷过滤机工作原理
陶瓷过滤机核心技术就是利用陶瓷亲水性。过滤过程中，陶瓷板和水之间形成表面张力，使陶瓷板微孔内始终充满水，抽吸真空时，水能通过陶瓷板微孔，而空气不能通过，达到固液分离目的。
陶瓷过滤机脱水作业运转一周，完成四个工作过程：
吸浆过程：陶瓷板运转至液面下，浸没在矿浆中的陶瓷板吸附矿浆，固体物吸附在陶瓷板表面，滤液吸入滤液桶中由滤液泵排放掉。
吸干过程：陶瓷板旋转出液面，在真空泵产生的负压下，吸附在陶瓷板表面的滤饼被干燥，滤液吸入滤液桶中由滤液泵排放掉。
卸料：吸附着干燥滤饼的陶瓷板转过刮刀时，刮刀将滤饼刮落。
反冲洗过程：刮除滤饼后，管道泵将水经分配头打入陶瓷板，由内向外将残留在表面的物料冲洗掉，保持陶瓷板性能。
陶瓷板工作一段时间后，会发生堵塞，为恢复其工作性能，陶瓷过滤机将进入联合清洗过程：设置在矿槽内的超声波振板以30KHZ左右的频率进行振动，振动产生的气泡发生“空化作用”，对陶瓷板表面的附着物进行“轰击”，以机械方法促使其脱落，实现对陶瓷板表面的清洗;酸洗是将硝酸与清水混合经分配头打入陶瓷板，由内向外对陶瓷板微孔内的堵塞物进行溶洗。
二、陶瓷过滤机应用中发现的问题
1. 在TT-45型陶瓷过滤机投入生产后，我们发现新陶瓷板在使用3 个月后，表面变黑，失去光泽;5个月后，表面全黑，性能下降;8个月后基本失去过滤能力，这与陶瓷板10个月以上的使用寿命相去甚远。在排除陶瓷板质量问题后，我们加大联合清洗频率，由每8 个小时清洗一次，增加到每4 个小时清洗，并加入草酸辅助清洗，但未能从根本上解决问题。通过讨论分析，问题出在反冲洗压力上。因为陶瓷板内部压力不能超过0.15MPa，受最高压限制，陶瓷过滤机能达到最理想反冲洗压力工作范围为0.01MPa～0.15MPa，而反冲洗压力低于0.05MPa时，在反冲洗过程中，将不能有效冲洗陶瓷板表面附着物料，造成陶瓷板微孔堵塞，降低陶瓷板性能和使用寿命。要想从根本上解决问题，必须从反冲洗系统入手，缩小反冲洗压力波动范围。
2. TT-45型陶瓷过滤机投入生产以来，经常出现错气片和摩擦片结合处漏水泄真空现象，造成反冲洗压力和真空度打不到标准要求。分析原因，是由于陶瓷过滤机运转时，错气片与摩擦片发生相对结合面的滑动，造成已磨合好的紧密结合纹路错动，产生间隙，破坏密封效果。这种滑动的频繁发生是由于错气片和摩擦片的压紧装置不合理造成：错气片和摩擦片为平面接触，而只采用中间一点固定压紧，并不能限制平面间相对滑动。更改压紧装置是唯一可行办法。
三、改进措施
1. 要缩小反冲洗压力波动范围，必须在压力过小时，对反冲洗管道压力进行补给。为实现这一目的，我在查阅机械设计手册等相关资料后，自行设计制作了一个压力缓冲装置。此装置由三部分組成：
（1） 上盖：用十寸钢管取300mm长，一端用钢板封死;一端加装法兰。法兰与刚板焊接完成后，必须将内角打磨成圆弧，避免对胶皮造成损坏。
（2） 下盖：用十寸钢管取200mm长，一端用钢板封死，同时在钢板中间开孔，焊接6 分短接，用来连接反冲洗管道;一端加装法兰，要求同上。
（3） 弹性胶皮：胶皮用于上盖与下盖中间。胶皮要求弹性好，同时要耐酸，起初我用的是汽车内胎皮，由于不耐酸，使用不到三个月就得更换，现都是在外采购。
2. 要限制错气片和摩擦片平面间的相对滑动，必须增加固定点，决定将中间一点的固定方式改为四周四点固定方式。在错气头上焊上法兰盘，法兰盘周边开四个孔，孔心法向直径必须大于错气片直径;在拐轴支架上相对法兰盘穿孔并攻丝，按上丝杆，将错气头通过法兰盘固定在丝杆上，进行四点固定。采用此固定方式后，限制了错气片与摩擦片的相对错动，只能相对圆心转动，实现设计初衷。改造完成后，错气片与摩擦片间漏水泄真空现象大大改善，保证了真空度和反冲洗压力的稳定。
3. 针对管道泵故障频发问题，决定对管道泵换型。陶瓷过滤机厂家原配管道泵型号为ISG65-125，是把普通管道泵，不具备耐酸能力。我查阅相关资料，比对流量、安装尺寸等因素后，决定将采用IHG65-125型化工管道泵。此泵叶轮和叶轮紧固螺母都是采用耐酸的不锈钢材质，具体良好的耐酸性能，能较好适用陶瓷过滤机管道泵工作环境。采用化工型管道泵后，没有出现叶轮脱落故障，管道泵使用寿命达到一年。节约成本，同时降低劳动强度。
四、改造效益
压力缓冲装置的安装，使陶瓷板使用寿命由八个月提高到一年。每块陶瓷板单价为1000元左右，一台陶瓷过滤机更换一次陶瓷板价值为18万元左右，改进后陶瓷板使用寿命的提高，每年可节约陶瓷板成本9 万元左右。更间接降低了工人劳动强度和铜精矿过滤水分。
错气片固定方式的改变，保证了真空度和反冲洗压力稳定的同时，也提高了错气片和摩擦片的使用寿命，间接降低了铜精矿过滤水分，取得了一定经济效益。
酸洗流程的改变，杜绝了配酸作业存在的安全隐患，同时减少了一台氟塑料磁力驱动泵，此泵单价为6000元左右，使用寿命为一年，改造后每年可节约泵的维护费用和电费约1 万元。
五、结束语
对TT型陶瓷过滤机的应用，让我明白设备设计不可能是完美的，应用后的反馈也是促进设计进步的重要环节。我们作为设备的使用者，应结合现场实际使用情况，大胆改造，使其更加适应实际生产环境。只有这样才能推动设备发展。
作者简介：
纪仙赐（1985年 2月 5日），男（汉族），湖北大冶，本科，机械工程师，主要研究方向：设备应用。