陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)故障分析及改造

王新華

(南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司)

陶瓷過濾機的真空抽濾系統(tǒng)是陶瓷過濾機核心工作系統(tǒng)，在實際生產應用過程中，系統(tǒng)中的真空泵、濾液泵、液位電極等設備、控制部分經常出現(xiàn)故障，會影響產品的水分，有時還會對整個生產系統(tǒng)造成影響。根據(jù)大氣壓虹吸原理，把抽濾系統(tǒng)的排液裝置改造成為利用高差進行排液，解決了抽濾系統(tǒng)故障高的問題，達到了預期效果。

1 陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)簡介

陶瓷過濾機是一種新型、高效、節(jié)能的固液分離設備，真空抽濾系統(tǒng)抽出陶瓷板內腔空氣，使陶瓷板內部產生真空，內部與外部形成的壓差使槽體內的懸浮物(礦漿)在負壓的作用下吸附在陶瓷板上，固體物料(精礦)因不能通過陶瓷板而被截留在陶瓷板表面，而液體因真空壓差及微孔陶瓷板的毛細作用而順利通過，再用真空抽濾系統(tǒng)把陶瓷板內的液體排出外部，從而達到固液分離的目的。陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)主要由真空泵、氣動閥、真空表、液位電極、閘閥、濾液罐、濾液泵、各類管線等組成(抽濾系統(tǒng)示意見圖1)，它的作用是為陶瓷過濾機提供生產所需要的真空環(huán)境，并且起到陶瓷板內部的濾液經由濾液罐達到外排的作用。

2 陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)使用中出現(xiàn)的問題

銀茂鉛鋅礦業(yè)公司選礦廠各類精礦脫水用設備均為陶瓷過濾機，共有8臺，總過濾面積達200 m2以上。使用中主要出現(xiàn)了以下問題。

圖1 陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)示意

2.1 真空泵使用周期短且維護成本高

真空泵使用過程中出現(xiàn)的主要故障有：

(1)泵體內側沿著葉輪最大徑一周處磨損變薄，直至泵體磨通后漏水、漏氣。

(2)葉輪的葉片變薄，葉輪與泵體間的間隙變大。

(3)真空泵的機械密封失效，從主軸處漏水。

(4)真空泵電機損壞。

真空泵出現(xiàn)上述故障后，可使整個系統(tǒng)的真空度達不到使用要求，精礦的水分就會受到影響，直到不能正常開機。

造成真空泵使用周期短，維修頻繁的原因為：

(1)與真空泵內部循環(huán)水的水質有關。選礦廠選礦廢水和尾砂全部回用，大部分尾砂進入采場充填，多余部分尾砂過濾外銷給水泥廠作水輔料，實現(xiàn)了選礦廢水和尾砂的兩個“零排放”。將選礦廢水經過深度處理后，達到選礦用水標準，用水泵打到高位水池，然后再接到真空泵前高位水箱內，真空泵正常運轉時的工作液就用此水箱內的水。選礦深度處理過的水質存在一定酸性或堿性，對真空泵的零部件造成腐蝕；水質內含有一定的污物(污泥)，真空泵工作時會吸到殼腔內，在葉輪高速旋轉下污物(污泥)會對泵體、葉輪等部件造成較大的磨損，縮短了真空泵的使用壽命。

(2)與濾液罐內的液位電極是否準確探測罐內的實際液位有關。若濾液罐內用于探測液位高低的電極棒受潮，不能準確顯示濾液罐內的液位，當電極棒因受潮等原因出現(xiàn)故障時，液位會顯示低液位(其實，罐內水已滿)，真空泵還在繼續(xù)工作，此時真空泵抽的不是空氣而是濾液罐內的水，這是真空泵工作絕對不允許的，當真空泵抽濾液罐內的水時，真空泵負荷會增大，造成真空泵的電機過載而不能正常工作，如果電氣熱元件失效時，還會造成真空泵電機因過電流而燒壞，影響正常生產。當遇到陶瓷過濾機的真空管或者是真空管與陶瓷板之間的聯(lián)接處有漏氣時，這樣會有部分礦漿被吸到濾液罐內，水和砂的混合液在葉輪高速旋轉下，加劇了真空泵過流件(圓盤、泵蓋、葉輪、閥板、壓板等)的磨損。

2.2 濾液泵故障率高且維修頻繁

陶瓷過濾機使用過程中濾液泵的故障較多，新保養(yǎng)好的濾液泵使用周期短，分析主要為以下原因造成。

濾液罐內真空度有時會達到-0.098 MPa，由于受生產場地的限制，濾液罐與濾液泵的最大高差約為1.5～1.7 m，所以濾液泵相當于要把-8.3～-8.1 m的水抽上來，這對于濾液泵的性能要求很高，只要濾液泵工作性能下降，就不會把濾液罐內的水抽出來，濾液罐內的水位就會升高，會出現(xiàn)真空泵“抽水”現(xiàn)象，導致真空泵故障率居高不下、液位電極棒受潮，不能正確探測罐內的液面等故障。陶瓷過濾機不能工作，維修工作增大。

3 真空抽濾系統(tǒng)改造

雖然對陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設備設施采取了較多改進措施，但收效甚微，陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)的故障居高不下。經分析，造成故障率高的原因主要是抽濾系統(tǒng)的濾液水不能及時排出造成。

陶瓷過濾機的排液有3種形式：濾液泵排液裝置，高差排液裝置，自動排液裝置[1]。選礦廠初裝的陶瓷過濾機采用的是濾液泵排液裝置。經研究，選礦廠對陶瓷過濾機抽濾系統(tǒng)的排液裝置改造成高差排液，把原來陶瓷過濾機的濾液泵及其控制系統(tǒng)全部拆除不再使用，在脫水廠房外深挖了一個長3 m、寬3 m、深6 m的水池，用來做抽濾系統(tǒng)的濾液池，且確保濾液池底到每臺陶瓷過濾機濾液罐排水口之間的高差≥9 m。改造后陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)示意見圖2。

圖2 改造后陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)示意

改造理論依據(jù)ρ水gh-0.090×10-6≥0，既h=9 m增強塑料管內的水柱和濾液罐內的高差大于9 m時，濾液水就在重力的作用下會源源不斷的流淌到低位的濾液水池內，濾液池內的水滿后再通過水泵送到高位水池。通過這樣利用高差排液裝置改造[2]，原來陶瓷過濾機成套設備自帶的濾液泵及控制系統(tǒng)不再使用。

如圖2所示，在濾液罐的排水口A端處(原來濾液泵的進口)接增強塑料管，增強塑料管另一處B端放在濾液水池內，濾液罐的出口A到濾液水池內增強塑料管口B端之間的垂直距離確?！? m(與陶瓷過濾機抽濾系統(tǒng)的真空度有關，真空度越高，距離越大)，且管出口B端沒入水中。

4 改造效果

目前，選礦廠7臺陶瓷過濾機抽濾系統(tǒng)均改造為利用高差排濾液水。原抽濾系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障的問題得到有效解決。改造后減少了維修工作量，節(jié)省了生產成本，提高了設備運轉率。

改造及使用過程中應注意的問題如下：

(1)在改造時，濾液管線需要至少大于5‰的坡度，確保濾液水暢通無阻的流到濾液池內。

(2)整條管線的接頭、法蘭處必須全密閉，濾液罐、抽濾管等處也不得有漏氣的地方。

(3)管道的出口必須深入水中，濾液池上的水泵在打水時不能見底。

(4)陶瓷過濾機的真空管、陶瓷板與真空管之間的聯(lián)接不得有真空瀉漏，否則濾液池內會有積礦，使濾液管的出口埋入積礦內，影響正常抽濾。

(5)陶瓷過濾機在首次開機時，根據(jù)真空泵抽濾時的負載情況，需要開停1～2次，以排除抽濾管內的空氣。

5 結 語

通過把陶瓷過濾機抽濾系統(tǒng)濾液泵排液裝置改造為利用高差排濾液裝置，有效的降低了陶瓷過濾機的故障率，提高了設備運行的可靠性。但高差排液裝置要求現(xiàn)場濾液罐和濾液池之間存在9 m多的高差，用戶改造時，陶瓷過濾機的濾液罐和濾液池的布置可能會受到場地的限制，會增加改造成本。在設備安裝地理位置高差允許的情況下，陶瓷過濾機真空抽濾系統(tǒng)利用高差排液裝置的改造非常值得推廣。

[1] 龔 靜,李棋政，魏 泉，等.陶瓷過濾機三種排液裝置的比較[J].有色金屬：選礦部分，2011(S)：286-287，292.

[2] 簡富容.陶瓷過濾機的高差排水[J].礦山機械， 2009(12)：110.