過濾洗滌干燥一體機(jī)在冶金中的生產(chǎn)實(shí)踐

方 準(zhǔn)

（大冶有色金屬有限責(zé)任公司 稀貴金屬?gòu)S，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(jìn)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(tǒng)壓濾機(jī)因其開放性導(dǎo)致大量氨氣散排空氣中，污染現(xiàn)場(chǎng)生成環(huán)境，造成環(huán)保問題［2］，同時(shí)傳統(tǒng)板框壓濾機(jī)的密閉性較差，吹風(fēng)干燥的作用有限，造成粗銀粉含水量較高［3］，不利于后續(xù)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，因此如何減少過濾過程中的氨氣散排，同時(shí)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(guān)文獻(xiàn)［4-6］，結(jié)合實(shí)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(jī)，代替現(xiàn)有板框壓濾機(jī)進(jìn)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(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐，并且經(jīng)過一段時(shí)間的試運(yùn)行，期間顯著的降低了現(xiàn)場(chǎng)氨氣濃度，取得了良好的效果。

2 一體機(jī)工作原理、結(jié)構(gòu)及工藝流程簡(jiǎn)介

大冶有色稀貴金屬?gòu)S粗煉車間目前使用一臺(tái)過濾洗滌干燥一體機(jī)（以下簡(jiǎn)稱一體機(jī)），一體機(jī)主要由傳動(dòng)裝置、升降裝置、機(jī)械密封、人孔、罐體、攪拌系統(tǒng)、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(fēng)，在罐體內(nèi)產(chǎn)生正壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固液分離。在同一容器內(nèi)可完成從進(jìn)料到過濾、洗滌，干燥，最后到出料等全過程的連續(xù)操作（見圖2）。

3 一體機(jī)生產(chǎn)實(shí)踐及存在問題

3.1 生產(chǎn)實(shí)踐

一體機(jī)設(shè)計(jì)過濾面積2m2，罐內(nèi)容積3.5m3，罐內(nèi)使用壓力-0.097～0.4MPa，罐內(nèi)使用溫度0～60℃，試生產(chǎn)風(fēng)壓為0.2MPa，由于我廠首次使

圖1 一體機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 一體機(jī)工藝流程簡(jiǎn)圖

用過濾洗滌干燥一體設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以參考，并且該設(shè)備在冶金行業(yè)的運(yùn)用極其少見，同時(shí)由于廠房已經(jīng)建成設(shè)，設(shè)備為后期采購(gòu)安裝，受到場(chǎng)地等多方面的限制，所以在設(shè)計(jì)上存在一定的缺陷，同時(shí)經(jīng)過一段時(shí)間的試運(yùn)行，也暴露了一些存在的問題，現(xiàn)將試運(yùn)行實(shí)踐過程簡(jiǎn)述如下：

一階段，進(jìn)料并過濾完一反應(yīng)釜沉銀反應(yīng)釜的物料后，觀察一體機(jī)內(nèi)部，銀粉大約占三分之一容積，本著簡(jiǎn)化操作流程的目的，將第二反應(yīng)釜沉銀反應(yīng)釜的物料加入，繼續(xù)后續(xù)步驟，出料時(shí)發(fā)現(xiàn)攪拌槳所受阻力較大，且出料后現(xiàn)場(chǎng)氨味較重，說明洗滌效果較差，同時(shí)進(jìn)兩反應(yīng)釜沉銀后液的做法不可取，改為每次進(jìn)一反應(yīng)釜沉銀后液，處理完畢后再進(jìn)第二鍋。

二階段，經(jīng)過幾次試車后，發(fā)現(xiàn)進(jìn)料速度越來越慢，檢查反應(yīng)釜后發(fā)現(xiàn)沉銀反應(yīng)釜底部銀粉沉積，導(dǎo)致反應(yīng)釜放料口堵塞且后續(xù)銀粉大量堆積，銀粉無法通過自流方式進(jìn)入一體機(jī)，于是在反應(yīng)釜上增設(shè)一趟壓縮風(fēng)管道，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力提升至0.2MPa后打開放料閥門進(jìn)料，杜絕銀粉沉積現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)可以將反應(yīng)釜內(nèi)沉銀后液一次性過濾完畢，極大的減少了進(jìn)料過濾步驟的重復(fù)操作次數(shù)，降低了操作繁瑣程度與進(jìn)料操作時(shí)間，平均每鍋減少20min（見圖3）。

圖3 試車期間操作時(shí)間統(tǒng)計(jì)圖

三階段，由于一體機(jī)多為制藥行業(yè)應(yīng)用，設(shè)計(jì)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(chǎn)實(shí)際需求，補(bǔ)水時(shí)間過長(zhǎng)，增加單反應(yīng)釜處理時(shí)間，于是將反應(yīng)釜上原有補(bǔ)清水管道作為一體機(jī)補(bǔ)水管道使用，減少操作時(shí)間的同時(shí)通過反應(yīng)釜補(bǔ)清水，可以起到?jīng)_刷反應(yīng)釜底部少量殘余銀粉及一體機(jī)進(jìn)料金屬軟管內(nèi)殘余銀粉的雙重作用。

四階段，一體機(jī)燒結(jié)板上方銀粉隨著試車的進(jìn)行，其厚度不斷增加，造成攪拌槳負(fù)荷增大，超出正常范圍，影響生產(chǎn)安全，導(dǎo)致需經(jīng)常清理致密銀粉層，清理勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作難度高，影響正常生產(chǎn)進(jìn)行，經(jīng)過觀察后，發(fā)現(xiàn)是一體機(jī)攪拌槳反轉(zhuǎn)平整物料功能，使燒結(jié)板上方銀粉逐漸密實(shí)，造成銀粉層厚度逐漸增加，進(jìn)入一體機(jī)內(nèi)部將致密銀粉層鏟除清理后，重新進(jìn)行試車，不再使用平整物料功能，隨著試車的進(jìn)行，銀粉層始終保持在攪拌槳的最低點(diǎn)且不再增加，保持穩(wěn)定（見圖4），同時(shí)銀粉層與燒結(jié)板形成了預(yù)過濾→二次過濾的過濾結(jié)構(gòu)，既保證了過濾效果，又保護(hù)了燒結(jié)板（見圖5）。從而延長(zhǎng)了燒結(jié)板的清理周期，有利于生產(chǎn)正常進(jìn)行。

圖4 穩(wěn)定銀粉層

圖5 鑿開銀粉層后露出的部分燒結(jié)板

經(jīng)過一段時(shí)間試生產(chǎn)，一體機(jī)過濾的銀粉較使用傳統(tǒng)壓濾機(jī)過濾的銀粉，含水量指標(biāo)更加穩(wěn)定且普遍下降7%～8%（見圖6），并且生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)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(dòng)強(qiáng)度降低，但操作精細(xì)程度要求提高，操作時(shí)間與之前相比有所延長(zhǎng)。

圖6 粗銀粉含水量對(duì)比圖

圖7 現(xiàn)場(chǎng)氨氣濃度對(duì)比圖

3.2 存在的問題及改進(jìn)思路

除開實(shí)踐過程中已發(fā)現(xiàn)并且解決的問題以外，還有部分未解決的問題簡(jiǎn)述如下：

問題1，反應(yīng)釜軸封密封不嚴(yán)，因一體機(jī)為后期采購(gòu)加裝設(shè)備，前期設(shè)計(jì)階段反應(yīng)釜未進(jìn)行壓力設(shè)計(jì)，導(dǎo)致后期改造之后，反應(yīng)釜?jiǎng)用芊馓幟芊獠粐?yán)，影響反應(yīng)釜加壓過程，且對(duì)反應(yīng)釜攪拌槳正常工作有一定影響。

問題2，一體機(jī)排液管道較長(zhǎng)，管道進(jìn)出口垂直落差較大，且一體機(jī)出液口處于低位，在管道內(nèi)濾液的作用下，導(dǎo)致一體機(jī)出液口阻力增大，不利于過濾的進(jìn)行，延長(zhǎng)過濾時(shí)間，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行的同時(shí)在一體機(jī)出液口處易造成極細(xì)小顆粒沉積并堵塞管道。

問題3，一體機(jī)手動(dòng)放料閥門在每鍋一體機(jī)做完后必須打開并清理，否則銀粉附著在內(nèi)壁導(dǎo)致閥門無法嚴(yán)格密封，有漏液風(fēng)險(xiǎn)。此步驟操作量較大且操作過程中會(huì)有少量氨氣逸散，局部氨氣濃度較高，造成環(huán)境污染的同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員有一定影響。

針對(duì)問題1、2，需要通過設(shè)計(jì)來解決，初步想法是將反應(yīng)釜，一體機(jī)，后液地坑，設(shè)計(jì)成上中下三級(jí)結(jié)構(gòu)，讓反應(yīng)釜放液至一體機(jī)，一體機(jī)放液至后液地坑，過程中均不會(huì)有較大阻力，同時(shí)可以降低生產(chǎn)所需風(fēng)壓，使現(xiàn)有反應(yīng)釜滿足使用需求。

針對(duì)問題3，由于需要保證密封的嚴(yán)密性，與廠家經(jīng)過一段時(shí)間的溝通后暫時(shí)還未發(fā)現(xiàn)一種較好的閥門結(jié)構(gòu)能夠很好的解決嚴(yán)密性的同時(shí)又方便開關(guān)清理，初步想法是在出料口附近增設(shè)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(nèi)壁上的附著銀粉沖刷干凈，之后閥門能完全關(guān)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(jìn)方向

在基本解決氨氣散排與銀粉含水量問題以后，改進(jìn)方向主要有以下兩點(diǎn)。

（1）盡量壓縮作業(yè)時(shí)間，目前一體機(jī)根據(jù)物料情況不同，處理1反應(yīng)釜物料時(shí)間在1.2到1.6h之間，現(xiàn)有板框壓濾機(jī)處理2反應(yīng)釜物料時(shí)間在1.5～2h左右，根據(jù)我廠現(xiàn)行作息時(shí)間，一體機(jī)處理能力稍顯不足，所以將一體機(jī)處理1反應(yīng)釜物料作業(yè)時(shí)間壓縮至0.6到0.8h，使其更加符合實(shí)際生產(chǎn)需求，變得尤為重要。

（2）作業(yè)全流程自動(dòng)化控制，一體機(jī)本身可以通過設(shè)定完成自動(dòng)化控制，但為了解決生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題，在作業(yè)流程中加入了反應(yīng)釜相關(guān)閥門的控制步驟，因?yàn)榉磻?yīng)釜上相關(guān)閥門大多為手動(dòng)控制閥門，所以無法直接與一體機(jī)形成聯(lián)動(dòng)，達(dá)到自動(dòng)控制。同時(shí)一體機(jī)本身的操作流程相對(duì)于傳統(tǒng)板框壓濾機(jī)來說更為復(fù)雜，對(duì)于精細(xì)化操作要求也更高，如果能做到全流程自動(dòng)化控制，對(duì)于減少人為操作產(chǎn)生的失誤，以及生產(chǎn)的順利進(jìn)行，都有非常大的幫助與益處。