一种新型清洗方式在陶瓷过滤机中的运用

1、一种新型清洗方式在陶瓷过滤机中的运用A new type of cleaning method used in the ceramic filter李雷忠 闫常河 孙建国紫金矿业集团青海有限公司，青海西宁，811600摘要： 该文主要是根据紫金矿业青海某公司生产中的主要设备陶瓷过滤机在运行后进行药剂清洗的改进进行试验探索，通过对药剂的选择、清洗方法、工艺参数的调整，达到了节约成本、延长了陶瓷过滤机的使用寿命的目的。Abstract：This paper is mainly based on zijin qinghai a company in the production of major e

2、quipmentCeramic filter in operation after improvement of pharmaceutical cleaning，Through the selection of agents, cleaning method, adjustment of process parameters,To save costs, extend the service life of the ceramic filter.关键词：陶瓷过滤机 药剂 清洗方式Keywords：Ceramic filter potion Cleaning method一、生产工艺简介青海某公

3、司有一条年处理30万吨硫铁矿的生产线，该生产线于2011年10月份建成投产。年设计生产硫酸40万吨，烧渣19.84万吨。其生产工艺是将含水9-11%硫铁矿通过皮带送往150M2焙烧炉沸腾焙烧，产出的烧渣经进一步浸出洗涤后外售。焙烧过程中产生的烟气经废热锅炉、旋风收尘器及电收尘器收尘降温后送往制酸系统。焙烧产生的烟气中的热量经余热锅炉回收，用于汽轮机发电，年设计发电量12MW。焙烧炉产生的烧渣经酸浸、洗涤、调浆后进入陶瓷过滤机，进一步回收有价金属元素后生产的铁精粉外售。在铁精粉生产工艺中配置了三台陶瓷过滤机，用于55%-58%铁精粉矿浆脱水而生产含水量在20%左右的铁精粉。陶瓷机型号TP-48、

4、辽宁鞍山陶瓷过滤机厂两台，TC-48山东核工业公司一台（一开一清洗一备用）。二、改造前使用情况及存在的主要问题生产系统投产以来，由于硫精矿经焙烧脱硫而形成的铁焙砂酸浸收铜时有钙、硅、硫酸亚铁等矿物质伴生，使55%-58%铁焙砂矿浆在进入陶瓷过滤机生产过程中，其伴生矿物质随滤水进入陶瓷过滤机滤板表层，粘结滤板毛细微孔使陶瓷滤板表面堵塞而丧失脱水效能，被迫更换新陶瓷滤板，影响生产严重。一副（12圈、每圈12块4m2、共144块48m2）新滤板使用时间15-20天、严重时只能使用一周左右。为了解决陶瓷机滤板堵塞问题先后请山东核工业、鞍山厂家技术人员多次到现场，并取样邮寄到设备制造厂分析、化验，制定滤

5、板联合清洗方案，都未能解决问题。在滤板的清洗方法上采取硝酸和草酸同时清洗也未有较好效果，而草酸还严重腐蚀了陶瓷机槽体（材质304）和清洗使用的超声波振子盒（材质304）。仅2012年陶瓷机消耗滤板2137余块、振子盒47只。造成了巨大浪费还严重影响生产稳定安全运行。三、陶瓷机改造情况说明为了解决陶瓷机滤板堵塞问题，根据铁焙砂矿浆性质、陶瓷机工作原理、使用中存在的问题，提出了利用空气和蒸汽及硝酸替代新水、草酸、振子盒对滤板进行联合清洗，对使用时间长表面粘结不易清洗的滤板进行人工研磨再重新安装使用，对原来的废旧滤板进行人工研磨 再使用的方法。重新编制了联合清洗操作规程，经过系统改造、试用达到了良好

6、的效果，具体做法如下。(一)、陶瓷过滤机的工作原理及特点如图：陶瓷过滤机工作原理及机理与盘式真空过滤机的工作原理相类似，即在压强差的作用下，55%-58%铁焙砂矿浆液陶瓷机槽体内进入过滤介质（滤板）时铁精粉颗粒被截留在介质表面形成滤饼，而液体则通过过滤介质（滤板）内空腔由真空吸引流出系统，达到了固液分离的目的。其不同之处在于过滤介质陶瓷过滤板具有产生毛细效应的微孔，使微孔中的毛细作用力大于真空所施加的力，使微孔始终保持充满液体状态，无论在什么情况下，陶瓷过滤板不允许空气透过，由于没有空气透过，固液分离时能耗低、真空度高。其特点主要有：1、真空度一般在0.0400.06MPa ，滤饼水分低，产量

7、高；2、真空损失少，节能显著；3、陶瓷过滤板的微孔一般都在0.5-3um，滤液清澈，无环境污染，水资源循环利用。 陶瓷过滤机的工作分以下几个过程：吸浆过程：在驱动装置的带动下,辊筒连同过滤板围绕主轴朝刮刀方向旋转,在真空泵负压作用下,浸没在陶瓷机槽体内矿浆中的陶瓷过滤板吸附矿浆,固体物吸在滤板表面,滤液经滤板内部空腔由真空吸入滤液罐中由滤液泵排放掉。吸干过程：滤板旋转出液面,在真空泵产生的负压下,吸附在滤板表面的滤饼被干燥,滤液吸入滤液罐中由滤液泵排放掉。刮料：吸附着被干燥后滤饼的过滤板转过刮刀时,刮刀将滤饼刮落,经由溜槽送入铁精粉料仓。反冲洗过程：刮除滤饼后,新水经由清洗管路、分配头进入过滤

8、板,从内向外将残留在滤板表面的物料冲洗掉,保持滤板的过滤效率。联合清洗过程：陶瓷过滤板工作一段时间后会发生表面和表层堵塞,为恢复其过滤效能,经过一段时间（一般8小时）运行后,按照设定的时间和程序,在PLC控制下,设备自动进入联合清洗过程,此时,设置在陶瓷机槽体内的超声波振子盒以30KHz左右的频率进行振动,振动产生的气泡发生“空化效应”,对过滤板表面的附着物进行“轰击”,以机械方法促使其脱落,实现对滤板表面和表层的清洗；酸洗（配制40-50%稀硝酸）用硝酸泵（0.17-0.2MPa）泵入清洗管道与新水混合（1.0-2.0%稀硝酸）进入分配头 、过滤板内部空腔,从内向外对滤板微孔内的堵塞物进行溶

9、洗。经过联合清洗,滤板可以恢复 过滤效能。（二）、解决措施1、针对矿浆中各类矿物质温度降低易粘结的问题，在陶瓷机槽体中配置低压蒸汽管（来自低压蒸汽管网），使槽体内待过滤的矿浆温度提高3-5，经过试运行发现滤板使用时间有所延长。2、针对草酸等酸性溶液温度提高洗涤效果变化规律，对槽体内草酸清洗溶液加蒸汽提高温度5左右，同时将草酸加入量减少至12.5-15Kg/次，清洗时间3-4小时，清洗后投入使用的滤板运行时间与原方法相比变化不大，有效果。3、针对陶瓷机滤板正常运行反冲洗新水压力低（0.15MPa、用量7.0-10.0m3/h），在滤板内部空腔向外冲洗力弱，对滤板毛细微孔洗涤效果差的问题，在陶瓷机

10、新水管道上增加空气管线（加硝酸管道后面），利用空气压力高（0.20.3MPa、用量200m3/h左右来自压缩空气管网）压迫滤板空腔内的滤液对滤板毛细微孔进行强制冲洗，经过试运行滤板使用时间有所延长。用空气替代新水进行反冲洗，节省了新水。4、根据超声波清洗原理，在联合清洗过程利用空气自滤板内通过毛细微孔对槽体内的清洗液强制冲击，形成无数的小微汽泡对滤板表面反复敲击，敲打清洗滤板表面粘结物，达到滤板的清洗效果。从而试行替代超声波清洗，经过试运行滤板的运行时间与超声波清洗效果相比变化不大，达到了清洗效果，在联合清洗程序停用了超声波振子盒。5、通过逐步的改造、试运行，滤板的使用时间逐渐延长，效果逐渐趋

11、于正常使用。针对草酸对陶瓷机槽体的腐蚀问题，提出停止使用草酸清洗，利用蒸汽提高温度和空气强制冲洗替代草酸的清洗程序，经过试运行滤板的生产时间也可以满足需要。自此停止使用草酸。6、在以上改造的前提下，又对硝酸的使用量进行调整，由原来的70-100Kg/次减少为60-70kg/次，经过试运行滤板使用时间变化不大。效果可以。7.以上改造试验经过60余天的时间，使陶瓷机滤板的使用时间可以达到8小时的使用要求。但经过一段时间（30-40天）陶瓷机滤板毛细微孔逐渐堵塞还会使滤板失去效能。经过对失去效能滤板破坏性观察，发现粘结物集中粘结在滤板表面和表层。这时又提出了人工对失去效能的滤板表面及表层进行研磨，用

12、手磨机研磨和水冲洗磨掉滤板表层粘结物，研磨后滤板重新安装陶瓷机再重复使用，这样可以完全达到滤板的过滤效能。8、在对陶瓷机改造和滤板清洗改进、研磨再使用的同时，对铁焙砂矿浆的酸度利用碳酸钠进行适度调整到PH5.5-6，使矿浆中部分粘结物转化为固体随铁精粉进入产品，从而减少其对滤板的使用时间的影响，也取得了一定效果。9、陶瓷板结构形式优化，统一采用一体化空心管结构。将两台陶瓷机陶瓷板的分体粘接结构，也定制成一体化空心管结构，使用后破损率大大减少。四、改造后使用情况经过以上方法的改进，使陶瓷机完全达到了使用效果，滤板可以反复研磨循环使用，寿命达一年以上。滤板使用时间可以达10-12小时再进行联合清洗

13、。极大的减少了员工的劳动强度，稳定了生产安全运行。减少了陶瓷机滤板、超声波振子盒、草酸、硝酸、新水的消耗，减少了环境污染。实现了良好的经济效益。陶瓷过滤机改造前后使用参数项目设计参数改造后陶瓷过滤机产家辽宁鞍山二台、山东核工业一台辽宁鞍山二台、山东核工业一台陶瓷过滤机规格、型号TP-48、TC-48TP-48、TC-48过滤面积48m3/台48m3/台矿浆名称铁焙砂酸性矿浆铁焙砂弱酸性矿浆过滤矿粉粒度-100目-400 目-100目-400目矿浆浓度55%-58%55%-58%矿浆pH值3-55.5-7滤液pH值3-55.5-7滤饼处理量30-35t/h38-45t/h运行周期8h(一开一清洗

14、一备)8h(一开一清洗一备)清洗方式及时间硝酸加清水与超声波联合清洗空气、蒸汽加硝酸联合清洗陶瓷板使用寿命1年左右 (滤板损坏除外)1年以上 (滤板损坏除外)反冲洗介质新水加陶瓷滤液空气加陶瓷滤液滤饼厚度0.4 -0.6cm0.8 -1.0cm带滤机滤饼经调浆、调PH值去陶瓷机55%-58%PH3-5去陶瓷机55%-58%PH5.5-7.0去陶瓷机五、经济效益分析1、 陶瓷机滤板年节省2137块，480元/块，2137480=102.57万元/年2、 超声波振子盒年节省47只，3600元/只473600=16.62万元/年3、 草酸年节省20Kg3次/d300d/a=18t/a， 6700元/吨186700=12.06万元/年4、 硝酸年节省30Kg/次3次/d300d/a=27t/a，2700元/吨，272700=7.29万元/年5、 新水年节省7.0m3/h24300=50400m3/年，2.68元/吨 504002.68=13.51万元/年合计102.57+16.62+