過濾洗滌干燥一體機在冶金中的生產實踐

方 準

（大冶有色金屬有限責任公司 稀貴金屬廠，湖北 黃石 435005）

1 引言

目前我廠采用的工藝是氨氣氨浸分銀后再用水合肼進行還原沉銀［1］，還原過程中有大量的氨氣生成并溶解在在沉銀后液中，使用傳統壓濾機因其開放性導致大量氨氣散排空氣中，污染現場生成環境，造成環保問題［2］，同時傳統板框壓濾機的密閉性較差，吹風干燥的作用有限，造成粗銀粉含水量較高［3］，不利于后續轉爐生產，因此如何減少過濾過程中的氨氣散排，同時降低粗銀粉中的含水量，成為著重需要解決的問題。通過查閱相關文獻［4-6］，結合實際條件考慮后，我廠決定使用一種新型過濾洗滌干燥一體機，代替現有板框壓濾機進行粗銀粉的過濾，洗滌，干燥。本文介紹了一種過濾洗滌干燥一體機在實際生產中的應用實踐，并且經過一段時間的試運行，期間顯著的降低了現場氨氣濃度，取得了良好的效果。

2 一體機工作原理、結構及工藝流程簡介

大冶有色稀貴金屬廠粗煉車間目前使用一臺過濾洗滌干燥一體機（以下簡稱一體機），一體機主要由傳動裝置、升降裝置、機械密封、人孔、罐體、攪拌系統、出料閥裝置、支腿等（見圖1），過濾面積為2m3。其工作原理是利用空壓風，在罐體內產生正壓，進而實現固液分離。在同一容器內可完成從進料到過濾、洗滌，干燥，最后到出料等全過程的連續操作（見圖2）。

3 一體機生產實踐及存在問題

3.1 生產實踐

一體機設計過濾面積2m2，罐內容積3.5m3，罐內使用壓力-0.097～0.4MPa，罐內使用溫度0～60℃，試生產風壓為0.2MPa，由于我廠首次使

圖1 一體機設備結構簡圖

圖2 一體機工藝流程簡圖

用過濾洗滌干燥一體設備，設計時沒有現成的經驗可以參考，并且該設備在冶金行業的運用極其少見，同時由于廠房已經建成設，設備為后期采購安裝，受到場地等多方面的限制，所以在設計上存在一定的缺陷，同時經過一段時間的試運行，也暴露了一些存在的問題，現將試運行實踐過程簡述如下：

一階段，進料并過濾完一反應釜沉銀反應釜的物料后，觀察一體機內部，銀粉大約占三分之一容積，本著簡化操作流程的目的，將第二反應釜沉銀反應釜的物料加入，繼續后續步驟，出料時發現攪拌槳所受阻力較大，且出料后現場氨味較重，說明洗滌效果較差，同時進兩反應釜沉銀后液的做法不可取，改為每次進一反應釜沉銀后液，處理完畢后再進第二鍋。

二階段，經過幾次試車后，發現進料速度越來越慢，檢查反應釜后發現沉銀反應釜底部銀粉沉積，導致反應釜放料口堵塞且后續銀粉大量堆積，銀粉無法通過自流方式進入一體機，于是在反應釜上增設一趟壓縮風管道，將反應釜內壓力提升至0.2MPa后打開放料閥門進料，杜絕銀粉沉積現象的發生，同時可以將反應釜內沉銀后液一次性過濾完畢，極大的減少了進料過濾步驟的重復操作次數，降低了操作繁瑣程度與進料操作時間，平均每鍋減少20min（見圖3）。

圖3 試車期間操作時間統計圖

三階段，由于一體機多為制藥行業應用，設計的水管主要作用為降塵及沖洗攪拌槳軸承，噴頭出水量不滿足我廠生產實際需求，補水時間過長，增加單反應釜處理時間，于是將反應釜上原有補清水管道作為一體機補水管道使用，減少操作時間的同時通過反應釜補清水，可以起到沖刷反應釜底部少量殘余銀粉及一體機進料金屬軟管內殘余銀粉的雙重作用。

四階段，一體機燒結板上方銀粉隨著試車的進行，其厚度不斷增加，造成攪拌槳負荷增大，超出正常范圍，影響生產安全，導致需經常清理致密銀粉層，清理勞動強度大，操作難度高，影響正常生產進行，經過觀察后，發現是一體機攪拌槳反轉平整物料功能，使燒結板上方銀粉逐漸密實，造成銀粉層厚度逐漸增加，進入一體機內部將致密銀粉層鏟除清理后，重新進行試車，不再使用平整物料功能，隨著試車的進行，銀粉層始終保持在攪拌槳的最低點且不再增加，保持穩定（見圖4），同時銀粉層與燒結板形成了預過濾→二次過濾的過濾結構，既保證了過濾效果，又保護了燒結板（見圖5）。從而延長了燒結板的清理周期，有利于生產正常進行。

圖4 穩定銀粉層

圖5 鑿開銀粉層后露出的部分燒結板

經過一段時間試生產，一體機過濾的銀粉較使用傳統壓濾機過濾的銀粉，含水量指標更加穩定且普遍下降7%～8%（見圖6），并且生產現場環境改善明顯，廠房氨氣濃度有較大改善（見圖7），已無明顯氨氣，工人勞動強度降低，但操作精細程度要求提高，操作時間與之前相比有所延長。

圖6 粗銀粉含水量對比圖

圖7 現場氨氣濃度對比圖

3.2 存在的問題及改進思路

除開實踐過程中已發現并且解決的問題以外，還有部分未解決的問題簡述如下：

問題1，反應釜軸封密封不嚴，因一體機為后期采購加裝設備，前期設計階段反應釜未進行壓力設計，導致后期改造之后，反應釜動密封處密封不嚴，影響反應釜加壓過程，且對反應釜攪拌槳正常工作有一定影響。

問題2，一體機排液管道較長，管道進出口垂直落差較大，且一體機出液口處于低位，在管道內濾液的作用下，導致一體機出液口阻力增大，不利于過濾的進行，延長過濾時間，影響生產的順利進行的同時在一體機出液口處易造成極細小顆粒沉積并堵塞管道。

問題3，一體機手動放料閥門在每鍋一體機做完后必須打開并清理，否則銀粉附著在內壁導致閥門無法嚴格密封，有漏液風險。此步驟操作量較大且操作過程中會有少量氨氣逸散，局部氨氣濃度較高，造成環境污染的同時對現場操作人員有一定影響。

針對問題1、2，需要通過設計來解決，初步想法是將反應釜，一體機，后液地坑，設計成上中下三級結構，讓反應釜放液至一體機，一體機放液至后液地坑，過程中均不會有較大阻力，同時可以降低生產所需風壓，使現有反應釜滿足使用需求。

針對問題3，由于需要保證密封的嚴密性，與廠家經過一段時間的溝通后暫時還未發現一種較好的閥門結構能夠很好的解決嚴密性的同時又方便開關清理，初步想法是在出料口附近增設一趟水管，并配高壓水槍，每次出料完畢后，通過高壓水槍噴射水流將閥門管道內壁上的附著銀粉沖刷干凈，之后閥門能完全關閉，從而解決 每次需要拆卸螺絲，徹底打開閥門才能將銀粉清理干凈的情況。

4 今后改進方向

在基本解決氨氣散排與銀粉含水量問題以后，改進方向主要有以下兩點。

（1）盡量壓縮作業時間，目前一體機根據物料情況不同，處理1反應釜物料時間在1.2到1.6h之間，現有板框壓濾機處理2反應釜物料時間在1.5～2h左右，根據我廠現行作息時間，一體機處理能力稍顯不足，所以將一體機處理1反應釜物料作業時間壓縮至0.6到0.8h，使其更加符合實際生產需求，變得尤為重要。

（2）作業全流程自動化控制，一體機本身可以通過設定完成自動化控制，但為了解決生產中遇到的實際問題，在作業流程中加入了反應釜相關閥門的控制步驟，因為反應釜上相關閥門大多為手動控制閥門，所以無法直接與一體機形成聯動，達到自動控制。同時一體機本身的操作流程相對于傳統板框壓濾機來說更為復雜，對于精細化操作要求也更高，如果能做到全流程自動化控制，對于減少人為操作產生的失誤，以及生產的順利進行，都有非常大的幫助與益處。