延长TT-120 陶瓷过滤机有效过滤时间的研究

丁凤莲

（中条山有色金属集团有限公司，山西运城 043700）

0 引言

北方铜业铜矿峪矿选矿厂渣选铜尾矿系统，由1 台TT-120 陶瓷过滤机和1 台TT-60 陶瓷过滤机配合完过滤脱水任务，TT-120 陶瓷过滤机处理量占尾矿系统的2/3。由于生产任务增大，TT-120 陶瓷过滤机有效过滤时间17.23 h/d、低于设计要求的20 h/d，这会导致浓缩后产品不能及时过滤脱水，上道工序的浓密机频繁出现压耙现象，影响渣选铜系统正常生产。因此，对其工作过程进行研究分析，提出系统优化方案。

1 影响TT-120 陶瓷过滤机有效过滤时间的因素

TT 系列陶瓷过滤机基于毛细微孔的作用原理，采用微孔陶瓷为过滤介质，对浓缩后的产品进行过滤脱水作业。为保证过滤板过滤效果，每经过6～8 h 的运行后，必须启动联合清洗程序，对过滤板表面积存的微细颗粒和化学结垢物进行清洗。陶瓷过滤机的有效过滤时间为工作运行周期中除去联合清洗、维设备护、处理故障及其他因素影响时间。

2020 年9—11 月，对TT-120 陶瓷过滤机每天有效过滤时间进行统计分析（表1）。由表1 可知，联合清洗时间和清理堆矿用时占总影响因素的87.54%，所以这是造成陶瓷过滤机有效过滤时间短的主要原因。

表1 影响TT-120 陶瓷过滤机有效过滤时间因素

1.1 主要因素分析

对影响TT-120 陶瓷过滤机有效过滤时间的两个主要因素，运用关联图进行原因分析（图1）。

图1 影响过滤机有效过滤时间的原因分析

经关联图进行原因分析后，确定了9 个末端因素，但还需经现场技术测定，以确定造成陶瓷过滤机有效过滤时间短的因素。

1.2 现场技术测定

（1）排料管径。对TT-120 过滤机排料流量进行现场测量，排料流量均大于标准1.5 m3/min，能够满足要求（图2）。

图2 过滤机排料流量流量测试数据统计

（2）放料池容积。经过现场测量，放料池有效容积为2.4×1.2×1.5×0.9=3.89 m3，低于设计标准≥13 m3，由于放料池容积小，造成间断性放料，延长放料时间也就延长了联合清洗的时间，从而影响有效过滤时间。

（3）槽体注水管径。对过滤机槽体注水流量进行了多次测量，测得平均流量0.47 m3/min，小于设计要求≥1.5 m3/min。注水时间延长也就延长了联合清洗时间，从而影响有效过滤时间（图3）。

图3 过滤机槽体注水流量

（4）支撑架。经过现场测量刮刀支架宽50 mm，支撑架的宽度为110 mm，支撑架比刮刀支架宽60 mm，刮刀卸下的产品就会堆积在支撑架上，堆矿会堵塞卸料通道影响卸料后续卸料，堆矿高于刮刀会造成刮刀损坏，2020 年12 月对陶瓷过滤机支撑架堆矿清理时间进行统计，平均用时1.11 h/d，从而影响有效过滤时间（图4）。

图4 12 月份过滤机支撑架每天堆矿清理时间

（5）超声波发生器输出电流。TT-120 陶瓷过滤机超声波发生器输出电流设计标准4～6 A，在联合清洗的过程中发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡波而传播到清洗液中，冲击滤板表面从而净化滤板，2020 年12 月份对超声波发生器输出电流进行统计，输出电流符合设计要求。

（6）培训情况。对2020 年过滤工综合技能考试成绩进行统计，合格率为100%，职工操作水平达到要求。

（7）给料浓度。TT-120 陶瓷过滤机给料浓度设计要求55%～65%，2020 年12 月份对TT-120 陶瓷过滤机给料浓度进行了统计，给料浓度符合设计要求。

（8）真空度。TT-120 陶瓷过滤机在工作状态下，真空度标准范围-0.097～-0.070 MPa，2020 年12 月份对TT-120 陶瓷过滤机真空度进行统计，真空度符合设计要求

（9）反冲洗区域。对TT-120 陶瓷过滤机卸料口堆矿情况进行现场测量，反冲洗区域位置高于卸料区域25°，导致反冲洗水外渗至滤饼，产品水分高，卸出的产品堆积在卸料口影响后续卸料，2020 年12 月份对陶瓷过滤机支撑架堆矿清理时间进行统计，平均用时0.72 h/d，从而影响有效过滤时间。

经现场技术测定，找出影响TT-120 陶瓷过滤机有效过滤时间的主要原因是放料池容积小、槽体注水管径小、支撑架宽、反冲洗区域位置偏高。

2 方案的实施

2.1 扩大放料池容积

TT-120 陶瓷过滤机的放料池原有效容积为3.89 m3，在保证陶瓷过滤机正常生产条件下，在原有放料池旁边新建一个长3.5 m、宽2 m、深1.5 m，有效容积为10.5 m3的放料池，建好后将两个放料池贯通，有效容积为14.39 m3，大于设计要求≥13 m3，放料满足要求；容积增大使得TT-120 陶瓷过滤机平均放料时间由原来的0.78 h/d 缩短至0.14 h/d，为联合清洗时间平均节省0.64 h/d。

2.2 增加一根注水管

TT-120 陶瓷过滤机注水流量设计≥1.5 m3/min，原注水流量平均为0.47 m3/min，相差1.03 m3/min。在原流速不变情况下，保留原Φ80 mm 注水管路并新增注水管路，则：

式中 Q——水流量，m3/min

r1——新增管路的半径，mm

d1——新增管路的直径，mm

s——管道横截面积，mm2

v——水的平均流速，m/s

方案实施后，陶瓷过滤机槽体注水流量大于标准值，平均时间由原来的0.50 h/d 缩短到0.12 h/d，使得联合清洗平均节省0.38 h/d（图5）。

图5 方案实施前后TT-120 陶瓷过滤机槽体平均注水时间

2.3 更换宽度小的支撑架

TT-120 陶瓷过滤机刮刀支架的宽度为50 mm，刮刀下方有两组支撑架，宽度为110 mm，在满足支撑强度的情况下将TT-120 陶瓷过滤机原有两个宽度为110 mm 中空支撑架拆除，更换为50 mm 的钢支撑架，这样支撑架与刮刀支架宽度一致且在同一平面上，刮刀卸下的产品顺利进入卸料槽，方案实施后清理用时缩短为0 h，使得过滤机有效过滤时间比原来延长1.11 h/d。

2.4 调整反冲洗区域位置

陶瓷过滤机的反冲洗区域高于卸料区25°，将分配阀顺时针调节25°，使反冲洗区域位置低于卸料区，方案实施后过滤产品干燥，彻底解决了过滤机卸料口堆矿问题，清理用时缩短为0 h，使得过滤机有效过滤时间比原来延长0.72 h/d。

3 方案实施后的运行情况

方案实施后，TT-120 陶瓷过滤机联合清洗过程用时由原来的2.5 h/d，缩短至1.48 h/d；清理堆矿用间由原来的1.83 h/d缩短为0 h/d；有效过滤时间由原来的17.23 h/d 延长至20.25 h/d，高于设计标准20.12 h/d，解决了影响有效过滤时间的主要症结，延长设备有效过滤时间。另外，陶瓷过滤机处理能力按30.76 t/h 计算，其处理能力也由原来的约530 t/d 提高到实施后的约623 t/d。

4 结束语

通过优化TT-120 陶瓷过滤机工作过程，延长了有效过滤时间，自2021 年2 月投入运行至今，设备运行平稳，降低了生产成本和工人劳动强度，提高资源综合回收利用率，年可创效100余万元，保证渣选铜系统的正常生产。