陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)故障分析及改造

王新華

(南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司)

陶瓷過濾機(jī)的真空抽濾系統(tǒng)是陶瓷過濾機(jī)核心工作系統(tǒng)，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，系統(tǒng)中的真空泵、濾液泵、液位電極等設(shè)備、控制部分經(jīng)常出現(xiàn)故障，會(huì)影響產(chǎn)品的水分，有時(shí)還會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)造成影響。根據(jù)大氣壓虹吸原理，把抽濾系統(tǒng)的排液裝置改造成為利用高差進(jìn)行排液，解決了抽濾系統(tǒng)故障高的問題，達(dá)到了預(yù)期效果。

1 陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)簡(jiǎn)介

陶瓷過濾機(jī)是一種新型、高效、節(jié)能的固液分離設(shè)備，真空抽濾系統(tǒng)抽出陶瓷板內(nèi)腔空氣，使陶瓷板內(nèi)部產(chǎn)生真空，內(nèi)部與外部形成的壓差使槽體內(nèi)的懸浮物(礦漿)在負(fù)壓的作用下吸附在陶瓷板上，固體物料(精礦)因不能通過陶瓷板而被截留在陶瓷板表面，而液體因真空壓差及微孔陶瓷板的毛細(xì)作用而順利通過，再用真空抽濾系統(tǒng)把陶瓷板內(nèi)的液體排出外部，從而達(dá)到固液分離的目的。陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)主要由真空泵、氣動(dòng)閥、真空表、液位電極、閘閥、濾液罐、濾液泵、各類管線等組成(抽濾系統(tǒng)示意見圖1)，它的作用是為陶瓷過濾機(jī)提供生產(chǎn)所需要的真空環(huán)境，并且起到陶瓷板內(nèi)部的濾液經(jīng)由濾液罐達(dá)到外排的作用。

2 陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)使用中出現(xiàn)的問題

銀茂鉛鋅礦業(yè)公司選礦廠各類精礦脫水用設(shè)備均為陶瓷過濾機(jī)，共有8臺(tái)，總過濾面積達(dá)200 m2以上。使用中主要出現(xiàn)了以下問題。

圖1 陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)示意

2.1 真空泵使用周期短且維護(hù)成本高

真空泵使用過程中出現(xiàn)的主要故障有：

(1)泵體內(nèi)側(cè)沿著葉輪最大徑一周處磨損變薄，直至泵體磨通后漏水、漏氣。

(2)葉輪的葉片變薄，葉輪與泵體間的間隙變大。

(3)真空泵的機(jī)械密封失效，從主軸處漏水。

(4)真空泵電機(jī)損壞。

真空泵出現(xiàn)上述故障后，可使整個(gè)系統(tǒng)的真空度達(dá)不到使用要求，精礦的水分就會(huì)受到影響，直到不能正常開機(jī)。

造成真空泵使用周期短，維修頻繁的原因?yàn)椋?/p>

(1)與真空泵內(nèi)部循環(huán)水的水質(zhì)有關(guān)。選礦廠選礦廢水和尾砂全部回用，大部分尾砂進(jìn)入采場(chǎng)充填，多余部分尾砂過濾外銷給水泥廠作水輔料，實(shí)現(xiàn)了選礦廢水和尾砂的兩個(gè)“零排放”。將選礦廢水經(jīng)過深度處理后，達(dá)到選礦用水標(biāo)準(zhǔn)，用水泵打到高位水池，然后再接到真空泵前高位水箱內(nèi)，真空泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作液就用此水箱內(nèi)的水。選礦深度處理過的水質(zhì)存在一定酸性或堿性，對(duì)真空泵的零部件造成腐蝕；水質(zhì)內(nèi)含有一定的污物(污泥)，真空泵工作時(shí)會(huì)吸到殼腔內(nèi)，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)下污物(污泥)會(huì)對(duì)泵體、葉輪等部件造成較大的磨損，縮短了真空泵的使用壽命。

(2)與濾液罐內(nèi)的液位電極是否準(zhǔn)確探測(cè)罐內(nèi)的實(shí)際液位有關(guān)。若濾液罐內(nèi)用于探測(cè)液位高低的電極棒受潮，不能準(zhǔn)確顯示濾液罐內(nèi)的液位，當(dāng)電極棒因受潮等原因出現(xiàn)故障時(shí)，液位會(huì)顯示低液位(其實(shí)，罐內(nèi)水已滿)，真空泵還在繼續(xù)工作，此時(shí)真空泵抽的不是空氣而是濾液罐內(nèi)的水，這是真空泵工作絕對(duì)不允許的，當(dāng)真空泵抽濾液罐內(nèi)的水時(shí)，真空泵負(fù)荷會(huì)增大，造成真空泵的電機(jī)過載而不能正常工作，如果電氣熱元件失效時(shí)，還會(huì)造成真空泵電機(jī)因過電流而燒壞，影響正常生產(chǎn)。當(dāng)遇到陶瓷過濾機(jī)的真空管或者是真空管與陶瓷板之間的聯(lián)接處有漏氣時(shí)，這樣會(huì)有部分礦漿被吸到濾液罐內(nèi)，水和砂的混合液在葉輪高速旋轉(zhuǎn)下，加劇了真空泵過流件(圓盤、泵蓋、葉輪、閥板、壓板等)的磨損。

2.2 濾液泵故障率高且維修頻繁

陶瓷過濾機(jī)使用過程中濾液泵的故障較多，新保養(yǎng)好的濾液泵使用周期短，分析主要為以下原因造成。

濾液罐內(nèi)真空度有時(shí)會(huì)達(dá)到-0.098 MPa，由于受生產(chǎn)場(chǎng)地的限制，濾液罐與濾液泵的最大高差約為1.5～1.7 m，所以濾液泵相當(dāng)于要把-8.3～-8.1 m的水抽上來，這對(duì)于濾液泵的性能要求很高，只要濾液泵工作性能下降，就不會(huì)把濾液罐內(nèi)的水抽出來，濾液罐內(nèi)的水位就會(huì)升高，會(huì)出現(xiàn)真空泵“抽水”現(xiàn)象，導(dǎo)致真空泵故障率居高不下、液位電極棒受潮，不能正確探測(cè)罐內(nèi)的液面等故障。陶瓷過濾機(jī)不能工作，維修工作增大。

3 真空抽濾系統(tǒng)改造

雖然對(duì)陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設(shè)備設(shè)施采取了較多改進(jìn)措施，但收效甚微，陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)的故障居高不下。經(jīng)分析，造成故障率高的原因主要是抽濾系統(tǒng)的濾液水不能及時(shí)排出造成。

陶瓷過濾機(jī)的排液有3種形式：濾液泵排液裝置，高差排液裝置，自動(dòng)排液裝置[1]。選礦廠初裝的陶瓷過濾機(jī)采用的是濾液泵排液裝置。經(jīng)研究，選礦廠對(duì)陶瓷過濾機(jī)抽濾系統(tǒng)的排液裝置改造成高差排液，把原來陶瓷過濾機(jī)的濾液泵及其控制系統(tǒng)全部拆除不再使用，在脫水廠房外深挖了一個(gè)長(zhǎng)3 m、寬3 m、深6 m的水池，用來做抽濾系統(tǒng)的濾液池，且確保濾液池底到每臺(tái)陶瓷過濾機(jī)濾液罐排水口之間的高差≥9 m。改造后陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)示意見圖2。

圖2 改造后陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)示意

改造理論依據(jù)ρ水gh-0.090×10-6≥0，既h=9 m增強(qiáng)塑料管內(nèi)的水柱和濾液罐內(nèi)的高差大于9 m時(shí)，濾液水就在重力的作用下會(huì)源源不斷的流淌到低位的濾液水池內(nèi)，濾液池內(nèi)的水滿后再通過水泵送到高位水池。通過這樣利用高差排液裝置改造[2]，原來陶瓷過濾機(jī)成套設(shè)備自帶的濾液泵及控制系統(tǒng)不再使用。

如圖2所示，在濾液罐的排水口A端處(原來濾液泵的進(jìn)口)接增強(qiáng)塑料管，增強(qiáng)塑料管另一處B端放在濾液水池內(nèi)，濾液罐的出口A到濾液水池內(nèi)增強(qiáng)塑料管口B端之間的垂直距離確保≥9 m(與陶瓷過濾機(jī)抽濾系統(tǒng)的真空度有關(guān)，真空度越高，距離越大)，且管出口B端沒入水中。

4 改造效果

目前，選礦廠7臺(tái)陶瓷過濾機(jī)抽濾系統(tǒng)均改造為利用高差排濾液水。原抽濾系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障的問題得到有效解決。改造后減少了維修工作量，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。

改造及使用過程中應(yīng)注意的問題如下：

(1)在改造時(shí)，濾液管線需要至少大于5‰的坡度，確保濾液水暢通無(wú)阻的流到濾液池內(nèi)。

(2)整條管線的接頭、法蘭處必須全密閉，濾液罐、抽濾管等處也不得有漏氣的地方。

(3)管道的出口必須深入水中，濾液池上的水泵在打水時(shí)不能見底。

(4)陶瓷過濾機(jī)的真空管、陶瓷板與真空管之間的聯(lián)接不得有真空瀉漏，否則濾液池內(nèi)會(huì)有積礦，使濾液管的出口埋入積礦內(nèi)，影響正常抽濾。

(5)陶瓷過濾機(jī)在首次開機(jī)時(shí)，根據(jù)真空泵抽濾時(shí)的負(fù)載情況，需要開停1～2次，以排除抽濾管內(nèi)的空氣。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過把陶瓷過濾機(jī)抽濾系統(tǒng)濾液泵排液裝置改造為利用高差排濾液裝置，有效的降低了陶瓷過濾機(jī)的故障率，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。但高差排液裝置要求現(xiàn)場(chǎng)濾液罐和濾液池之間存在9 m多的高差，用戶改造時(shí)，陶瓷過濾機(jī)的濾液罐和濾液池的布置可能會(huì)受到場(chǎng)地的限制，會(huì)增加改造成本。在設(shè)備安裝地理位置高差允許的情況下，陶瓷過濾機(jī)真空抽濾系統(tǒng)利用高差排液裝置的改造非常值得推廣。

[1] 龔 靜,李棋政，魏 泉，等.陶瓷過濾機(jī)三種排液裝置的比較[J].有色金屬：選礦部分，2011(S)：286-287，292.

[2] 簡(jiǎn)富容.陶瓷過濾機(jī)的高差排水[J].礦山機(jī)械， 2009(12)：110.