尾礦處理行業(yè)快開隔膜式壓濾機臺時產(chǎn)能核算方法研究

張 芃

（國家電投山西鋁業(yè)有限公司，山西 原平 034100）

快開隔膜式壓濾機是尾礦處理行業(yè)主要固液分離設(shè)備之一，其具有產(chǎn)能高、過濾效果好、高效節(jié)能等優(yōu)點，被廣泛用于尾礦處理生產(chǎn)過程中[1]。山西某氧化鋁廠在進行尾礦處理過程中使用快開隔膜式壓濾機對礦漿進行固液分離，產(chǎn)出固體尾礦濾餅和濾液。濾液通過濾液泵送至廠區(qū)重新利用，同時尾礦濾餅經(jīng)皮帶輸送至卸料口裝車后駛?cè)霂靺^(qū)進行堆存作業(yè)，使用此種尾礦處理工藝具有尾礦堆存占用面積小、安全系數(shù)高等優(yōu)點。

根據(jù)尾礦物料參數(shù)和設(shè)備參數(shù)條件，核算快開隔膜式壓濾機臺時產(chǎn)能，產(chǎn)能核算主要通過以下三種方法進行：一是根據(jù)設(shè)備參數(shù)對設(shè)備臺時產(chǎn)能進行理論計算[2]；二是通過測量尾礦濾餅厚度，對設(shè)備臺時產(chǎn)能計算分析；三是測量尾礦濾餅重量對設(shè)備臺時產(chǎn)能進行計算分析。

1 設(shè)備參數(shù)理論計算

（1）計算1臺快開隔膜式壓濾機1個小時產(chǎn)生濾餅體積。

快開隔膜式壓濾機的濾室容積17m3，每小時工作2.6個循環(huán)，濾室利用率按80%計算。

則：V濾餅＝快開隔膜式壓濾機臺數(shù)×快開隔膜式壓濾機單位時間循環(huán)個數(shù)×快開隔膜式壓濾機濾室容積×濾室利用率：V濾餅=1×2.6×17m3×80%≈35.36m3

（2）計算濾餅絕干質(zhì)量（假設(shè)濾餅絕干質(zhì)量為M）

根據(jù)公式V濾餅≈濾餅絕干量的體積﹢濾餅中水分的體積＝M÷干尾礦比重﹢濾餅絕干量÷濾餅干泥質(zhì)量分數(shù)×濾餅含水率÷濾液密度：計算過程為M÷3.05t/m3+M÷0.68×0.32÷1.0t/m3≈35.36m3

濾餅絕干質(zhì)量M=44.2t

（3）計算快開隔膜式壓濾機臺時產(chǎn)能

快開隔膜式壓濾機臺時產(chǎn)能=濾餅絕干質(zhì)量÷料漿質(zhì)量比÷料漿密度；計算結(jié)果快開隔膜式壓濾機臺時產(chǎn)能=M÷41%÷1.5t/m3=72 m3/h。通過對快開隔膜式壓濾機設(shè)備參數(shù)進行理論計算，其臺時產(chǎn)能為72 m3/h。

2 濾餅厚度結(jié)果分析

通過快開隔膜式壓濾機濾餅進行測厚，快開隔膜式壓濾機濾餅平均厚度為3.7cm（濾餅測厚結(jié)果詳見表1），快開隔膜式壓濾機共有濾室92個。

表1 濾餅測厚結(jié)果（cm）

快開隔膜式壓濾機產(chǎn)能=濾餅厚度×濾餅長度×濾餅寬度×壓濾機濾室個數(shù)×快開隔膜式壓濾機單位時間循環(huán)個數(shù)，即：3.70cm×2×2×92×2.6≈35.40m3

根據(jù)公式V體積≈絕干量的體積﹢水分的體積＝M÷干尾礦比重﹢濾餅絕干量÷濾餅干泥質(zhì)量分數(shù)×濾餅含水率÷濾液密度

計算濾餅絕干質(zhì)量過程為：

M÷3.05t/m3+M÷0.68×0.32÷1.0t/m3≈35.40m3

濾餅絕干質(zhì)量M=44.25t

根據(jù)公式快開隔膜式壓濾機臺時產(chǎn)能=濾餅絕干質(zhì)量÷料漿質(zhì)量比÷料漿密度，計算快開隔膜式壓濾機臺時產(chǎn)能：臺時產(chǎn)能=M÷41%÷1.5t/m3=71.95m3/h

通過測量濾餅厚度計算：快開隔膜式壓濾機產(chǎn)能為71.95m3/h。

3 濾餅稱重測量結(jié)果分析

經(jīng)過測量，新型濾板快開隔膜式壓濾機的濾餅平均重量為190kg（濾餅稱重結(jié)果詳見表2）；濾餅含水率為32%；料漿固含平均為430g/l；快開隔膜式壓濾機濾室個數(shù)為92個；快開隔膜式壓濾機單位時間循環(huán)個數(shù)為2.6個。

表2 濾餅稱重結(jié)果（kg）

計算分析如下：

單個循環(huán)濾餅總重量=濾餅平均重量×濾餅個數(shù)

計算結(jié)果190kg×92≈17.48噸

單個循環(huán)濾餅絕干重量=單個循環(huán)濾餅總重量×（1-濾餅含水率）；計算結(jié)果17480×（1-0.32）=11886.4kg

單個循環(huán)快開隔膜式壓濾機處理料漿量=單個循環(huán)濾餅絕干重量÷料漿固含；計算結(jié)果11886.4kg÷430 g/l=27.64m3

單位時間快開隔膜式壓濾機處理尾礦量=單個循環(huán)快開隔膜式壓濾機處理料漿量×單位時間循環(huán)個數(shù)：計算結(jié)果27.64m3×2.6=71.86m3。通過測量濾餅重量計算；快開隔膜式壓濾機的產(chǎn)能為71.86m3/h

4 管道式電磁流量計測量結(jié)果

管道式電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成，被廣泛應(yīng)于高腐蝕性介質(zhì)和固液兩相難測量的場所，具有耐腐蝕、測量精度高等優(yōu)點。通過對壓濾機進料管道安裝管道式電磁流量計（規(guī)格型號：LD200）對壓濾機進料量進行測量。

在濾餅厚度測量和濾餅稱重測量過程中同時記錄快開隔膜式壓濾機臺時進料量，記錄結(jié)果如下（表3）：

表3 管道式電磁流量計測量結(jié)果（m3/h）

從表3可以看出，通過對設(shè)備參數(shù)理論計算、濾餅厚度測量和濾餅稱重核算壓濾機臺時產(chǎn)能結(jié)果與管道式電磁流量計測量結(jié)果誤差均在0.05%以內(nèi)，可以認為結(jié)果一致。

5 結(jié)語

本文通過設(shè)備參數(shù)理論計算、濾餅厚度測量和濾餅稱重核算對快開隔膜式壓濾機臺時產(chǎn)能進行核算，將三種計算方法核算的結(jié)果與管道式流量計測量結(jié)果進行比較，發(fā)現(xiàn)三種核算結(jié)果與測量結(jié)果基本相同，可在尾礦處理生產(chǎn)過程中使用上述核算方法對產(chǎn)能進行核算以指導(dǎo)尾礦處理生產(chǎn)。

[1]解文貴.淺談快開式隔膜壓濾機的維護與保養(yǎng)[J].科學(xué)之友，2010,(35)；

[2]葉建春，金志江.帶隔膜壓榨裝置的壓濾機試驗研究[J].輕工機械，2009,(2)