丁鳳蓮

（中條山有色金屬集團有限公司，山西運城 043700）

0 引言

北方銅業(yè)銅礦峪礦選礦廠渣選銅尾礦系統(tǒng)，由1 臺TT-120 陶瓷過濾機和1 臺TT-60 陶瓷過濾機配合完過濾脫水任務，TT-120 陶瓷過濾機處理量占尾礦系統(tǒng)的2/3。由于生產(chǎn)任務增大，TT-120 陶瓷過濾機有效過濾時間17.23 h/d、低于設(shè)計要求的20 h/d，這會導致濃縮后產(chǎn)品不能及時過濾脫水，上道工序的濃密機頻繁出現(xiàn)壓耙現(xiàn)象，影響渣選銅系統(tǒng)正常生產(chǎn)。因此，對其工作過程進行研究分析，提出系統(tǒng)優(yōu)化方案。

1 影響TT-120 陶瓷過濾機有效過濾時間的因素

TT 系列陶瓷過濾機基于毛細微孔的作用原理，采用微孔陶瓷為過濾介質(zhì)，對濃縮后的產(chǎn)品進行過濾脫水作業(yè)。為保證過濾板過濾效果，每經(jīng)過6～8 h 的運行后，必須啟動聯(lián)合清洗程序，對過濾板表面積存的微細顆粒和化學結(jié)垢物進行清洗。陶瓷過濾機的有效過濾時間為工作運行周期中除去聯(lián)合清洗、維設(shè)備護、處理故障及其他因素影響時間。

2020 年9—11 月，對TT-120 陶瓷過濾機每天有效過濾時間進行統(tǒng)計分析（表1）。由表1 可知，聯(lián)合清洗時間和清理堆礦用時占總影響因素的87.54%，所以這是造成陶瓷過濾機有效過濾時間短的主要原因。

表1 影響TT-120 陶瓷過濾機有效過濾時間因素

1.1 主要因素分析

對影響TT-120 陶瓷過濾機有效過濾時間的兩個主要因素，運用關(guān)聯(lián)圖進行原因分析（圖1）。

圖1 影響過濾機有效過濾時間的原因分析

經(jīng)關(guān)聯(lián)圖進行原因分析后，確定了9 個末端因素，但還需經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)測定，以確定造成陶瓷過濾機有效過濾時間短的因素。

1.2 現(xiàn)場技術(shù)測定

（1）排料管徑。對TT-120 過濾機排料流量進行現(xiàn)場測量，排料流量均大于標準1.5 m3/min，能夠滿足要求（圖2）。

圖2 過濾機排料流量流量測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計

（2）放料池容積。經(jīng)過現(xiàn)場測量，放料池有效容積為2.4×1.2×1.5×0.9=3.89 m3，低于設(shè)計標準≥13 m3，由于放料池容積小，造成間斷性放料，延長放料時間也就延長了聯(lián)合清洗的時間，從而影響有效過濾時間。

（3）槽體注水管徑。對過濾機槽體注水流量進行了多次測量，測得平均流量0.47 m3/min，小于設(shè)計要求≥1.5 m3/min。注水時間延長也就延長了聯(lián)合清洗時間，從而影響有效過濾時間（圖3）。

圖3 過濾機槽體注水流量

（4）支撐架。經(jīng)過現(xiàn)場測量刮刀支架寬50 mm，支撐架的寬度為110 mm，支撐架比刮刀支架寬60 mm，刮刀卸下的產(chǎn)品就會堆積在支撐架上，堆礦會堵塞卸料通道影響卸料后續(xù)卸料，堆礦高于刮刀會造成刮刀損壞，2020 年12 月對陶瓷過濾機支撐架堆礦清理時間進行統(tǒng)計，平均用時1.11 h/d，從而影響有效過濾時間（圖4）。

圖4 12 月份過濾機支撐架每天堆礦清理時間

（5）超聲波發(fā)生器輸出電流。TT-120 陶瓷過濾機超聲波發(fā)生器輸出電流設(shè)計標準4～6 A，在聯(lián)合清洗的過程中發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振蕩波而傳播到清洗液中，沖擊濾板表面從而凈化濾板，2020 年12 月份對超聲波發(fā)生器輸出電流進行統(tǒng)計，輸出電流符合設(shè)計要求。

（6）培訓情況。對2020 年過濾工綜合技能考試成績進行統(tǒng)計，合格率為100%，職工操作水平達到要求。

（7）給料濃度。TT-120 陶瓷過濾機給料濃度設(shè)計要求55%～65%，2020 年12 月份對TT-120 陶瓷過濾機給料濃度進行了統(tǒng)計，給料濃度符合設(shè)計要求。

（8）真空度。TT-120 陶瓷過濾機在工作狀態(tài)下，真空度標準范圍-0.097～-0.070 MPa，2020 年12 月份對TT-120 陶瓷過濾機真空度進行統(tǒng)計，真空度符合設(shè)計要求

（9）反沖洗區(qū)域。對TT-120 陶瓷過濾機卸料口堆礦情況進行現(xiàn)場測量，反沖洗區(qū)域位置高于卸料區(qū)域25°，導致反沖洗水外滲至濾餅，產(chǎn)品水分高，卸出的產(chǎn)品堆積在卸料口影響后續(xù)卸料，2020 年12 月份對陶瓷過濾機支撐架堆礦清理時間進行統(tǒng)計，平均用時0.72 h/d，從而影響有效過濾時間。

經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)測定，找出影響TT-120 陶瓷過濾機有效過濾時間的主要原因是放料池容積小、槽體注水管徑小、支撐架寬、反沖洗區(qū)域位置偏高。

2 方案的實施

2.1 擴大放料池容積

TT-120 陶瓷過濾機的放料池原有效容積為3.89 m3，在保證陶瓷過濾機正常生產(chǎn)條件下，在原有放料池旁邊新建一個長3.5 m、寬2 m、深1.5 m，有效容積為10.5 m3的放料池，建好后將兩個放料池貫通，有效容積為14.39 m3，大于設(shè)計要求≥13 m3，放料滿足要求；容積增大使得TT-120 陶瓷過濾機平均放料時間由原來的0.78 h/d 縮短至0.14 h/d，為聯(lián)合清洗時間平均節(jié)省0.64 h/d。

2.2 增加一根注水管

TT-120 陶瓷過濾機注水流量設(shè)計≥1.5 m3/min，原注水流量平均為0.47 m3/min，相差1.03 m3/min。在原流速不變情況下，保留原Φ80 mm 注水管路并新增注水管路，則：

式中 Q——水流量，m3/min

r1——新增管路的半徑，mm

d1——新增管路的直徑，mm

s——管道橫截面積，mm2

v——水的平均流速，m/s

方案實施后，陶瓷過濾機槽體注水流量大于標準值，平均時間由原來的0.50 h/d 縮短到0.12 h/d，使得聯(lián)合清洗平均節(jié)省0.38 h/d（圖5）。

圖5 方案實施前后TT-120 陶瓷過濾機槽體平均注水時間

2.3 更換寬度小的支撐架

TT-120 陶瓷過濾機刮刀支架的寬度為50 mm，刮刀下方有兩組支撐架，寬度為110 mm，在滿足支撐強度的情況下將TT-120 陶瓷過濾機原有兩個寬度為110 mm 中空支撐架拆除，更換為50 mm 的鋼支撐架，這樣支撐架與刮刀支架寬度一致且在同一平面上，刮刀卸下的產(chǎn)品順利進入卸料槽，方案實施后清理用時縮短為0 h，使得過濾機有效過濾時間比原來延長1.11 h/d。

2.4 調(diào)整反沖洗區(qū)域位置

陶瓷過濾機的反沖洗區(qū)域高于卸料區(qū)25°，將分配閥順時針調(diào)節(jié)25°，使反沖洗區(qū)域位置低于卸料區(qū)，方案實施后過濾產(chǎn)品干燥，徹底解決了過濾機卸料口堆礦問題，清理用時縮短為0 h，使得過濾機有效過濾時間比原來延長0.72 h/d。

3 方案實施后的運行情況

方案實施后，TT-120 陶瓷過濾機聯(lián)合清洗過程用時由原來的2.5 h/d，縮短至1.48 h/d；清理堆礦用間由原來的1.83 h/d縮短為0 h/d；有效過濾時間由原來的17.23 h/d 延長至20.25 h/d，高于設(shè)計標準20.12 h/d，解決了影響有效過濾時間的主要癥結(jié)，延長設(shè)備有效過濾時間。另外，陶瓷過濾機處理能力按30.76 t/h 計算，其處理能力也由原來的約530 t/d 提高到實施后的約623 t/d。

4 結(jié)束語

通過優(yōu)化TT-120 陶瓷過濾機工作過程，延長了有效過濾時間，自2021 年2 月投入運行至今，設(shè)備運行平穩(wěn)，降低了生產(chǎn)成本和工人勞動強度，提高資源綜合回收利用率，年可創(chuàng)效100余萬元，保證渣選銅系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。