阮建軍 朱愛云

(金川鎳鈷研究設(shè)計院， 甘肅 金昌 137100)

過濾設(shè)備在硫酸鎳生產(chǎn)中的應(yīng)用比較

阮建軍 朱愛云

(金川鎳鈷研究設(shè)計院， 甘肅 金昌 137100)

在硫酸鎳生產(chǎn)中，針對硫酸鎳懸浮液物料特性，及各工序間設(shè)備連接的狀況，對比和分析了臥式離心機(jī)與真空帶式過濾機(jī)的不同性能，通過生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，確定了較適合于硫酸鎳物料固液分離的設(shè)備——臥式離心機(jī)。

硫酸鎳； 固液分離； 臥式活塞推料離心機(jī)； 真空水平帶式過濾機(jī)； 變頻器

金川集團(tuán)年產(chǎn)5 000 t硫酸鎳項(xiàng)目投產(chǎn)后，固液分離設(shè)備原采用3臺SS- 1000三足式人工卸料離心機(jī)，但工作效率極低，工人勞動強(qiáng)度極高，產(chǎn)能只能達(dá)到2 000 t/a，針對存在的問題，重新進(jìn)行了設(shè)備選型試驗(yàn)研究分析，并定型應(yīng)用取得了良好成效。

1 硫酸鎳固液分離設(shè)備的特點(diǎn)

(1)能夠自動連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)出料，效率高，勞動強(qiáng)度低。

(2)能夠適應(yīng)較大的固液比變化(固液比25%～35%)以及濃度、粒度的變化，而不會造成分離效果的降低。同時，有良好的穩(wěn)定性，設(shè)備過濾網(wǎng)孔應(yīng)有良好的再生性能，連續(xù)固液分離過程中，過濾性能不會由于時間的推移而降低；或由于布料不均，造成設(shè)備的強(qiáng)烈振動等。

(3)不能對硫酸鎳晶體顆粒造成嚴(yán)重?fù)p傷，以影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量。

(4)固液分離脫水后物料含水量須不大于5%，以滿足后序干燥設(shè)備的運(yùn)行要求。

(5)產(chǎn)出濾渣量達(dá)到4～6 t，能夠替代三臺SS- 1000三足式人工卸料離心機(jī)的產(chǎn)能。

通過對硫酸鎳懸浮液物料固液分離設(shè)備五項(xiàng)基本特性的分析，結(jié)合目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的各種固液分離設(shè)備的特性，我們初步選擇真空水平帶式過濾機(jī)與臥式活塞推料離心機(jī)，分析其能否滿足硫酸鎳物料懸浮液的固液分離要求。

2 真空水平帶式過濾機(jī)的特點(diǎn)

2.1 真空水平帶式過濾機(jī)工作原理及特點(diǎn)

料漿通過布料器均勻布于濾布帶上，頭輪帶動濾帶以0.1～0.6 m/min的速度向前移動，料漿在真空吸附作用下快速過濾。進(jìn)料、過濾、洗滌、脫渣、濾布清洗、出料均連續(xù)自動化；濾餅厚度、洗水量、真空度和循環(huán)速度，可根據(jù)物料脫水狀況調(diào)整。

2.2 設(shè)備工業(yè)試驗(yàn)狀況

PBF- 20型真空水平帶式過濾機(jī)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的試驗(yàn)狀況見表1。

表1 PBF- 20型真空水平帶式過濾機(jī)工業(yè)試驗(yàn)狀況表

圖1 真空水平帶式過濾機(jī)工作原理圖

2.3 設(shè)備的實(shí)驗(yàn)分析和適用性

真空水平帶式過濾機(jī)過濾、洗滌、脫渣、濾布清洗再生、進(jìn)出物料都實(shí)現(xiàn)了自動化連續(xù)運(yùn)行，并且洗滌效果良好，晶體能夠保持完整晶形，沒有絲毫損傷。但存在細(xì)晶體板結(jié)在濾布網(wǎng)孔中，造成濾布再生不徹底，真空度很難提高，以致濾渣含水量超過8%；進(jìn)入下一工序振動流化床干燥時，干燥溫度需達(dá)到120 ℃，干燥困難，極易返潮結(jié)塊。同時，通過振動流化床干燥出來的物料，晶體結(jié)團(tuán)嚴(yán)重，晶體表面失去光澤，影響了晶體的外觀質(zhì)量，并且還存在過濕的晶漿阻塞振動流化床的孔板，極大降低振動流化床熱效率，只能提升干燥溫度，大幅增加了熱能消耗，非常不經(jīng)濟(jì)，不適于生產(chǎn)。

3 臥式活塞推料離心機(jī)的特點(diǎn)

3.1 臥式活塞推料離心機(jī)工作原理和特點(diǎn)

主電機(jī)帶動轉(zhuǎn)鼓全速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入，均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)段濾網(wǎng)壁上，在離心力作用下，液相物穿過濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)機(jī)殼排液管排出機(jī)外，固相物截留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，形成環(huán)形濾餅層。推料盤與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)的同時，在活塞推動下，連續(xù)軸向往復(fù)運(yùn)動，推動濾餅層間歇不斷地向轉(zhuǎn)鼓外端移動排出轉(zhuǎn)鼓，從前機(jī)殼底部排出機(jī)外。設(shè)備可在全速下連續(xù)不斷完成進(jìn)料、分離、洗滌和卸料，自動化程度和工作效率高。

圖2 臥式活塞推料離心機(jī)工作原理圖

3.2 設(shè)備工業(yè)試驗(yàn)狀況及適用性

設(shè)備工業(yè)試驗(yàn)狀況和適用性分析采用WH- 800型臥式活塞推料離心機(jī)在生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行試驗(yàn)，該機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：轉(zhuǎn)鼓直徑φ800，篩網(wǎng)孔隙0.25～0.3 mm，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速650 r/min,推料次數(shù)0～25次/min，電機(jī)總功率22.5 kW。

根據(jù)該機(jī)特性，最適應(yīng)的物料比重是1.3左右，固液比濃度40%，由于硫酸鎳物料比重達(dá)1.89，固液比濃度在30%～45%變化，當(dāng)料層厚40 mm時，推料盤推料困難，存在推不動物料的情況；通過調(diào)整布料厚度調(diào)節(jié)環(huán)，將料層厚度調(diào)到20 mm，解決了推料困難的問題。

經(jīng)過試驗(yàn)運(yùn)行，物料進(jìn)料、脫水、洗滌、出料都達(dá)到了工藝要求，物料含水量≤3%，符合下一工序振動流化床干燥機(jī)要求；由于含水量較低，干燥溫度僅90 ℃即可滿足要求，大大降低了能耗，比真空水平帶式過濾機(jī)的干燥溫度降低了30 ℃，成品物料不存在返潮現(xiàn)象。

臥式活塞推料離心機(jī)轉(zhuǎn)速較高，固液分離效率高，但出料在較強(qiáng)離心力作用下，硫酸鎳結(jié)晶顆粒損傷嚴(yán)重，晶形破損，造成A級品(0.9～1.2 mm顆粒)僅占20%。而本設(shè)計工藝要求A級品(0.9～1.2 mm顆粒)須占到總顆粒的60%，B級品(0.7～0.9 mm顆粒)須占到總顆粒的30%，C級品(0.7 mm以下顆粒)須占到總顆粒的10%。

加接了變頻器來調(diào)整轉(zhuǎn)鼓速度，經(jīng)多次試驗(yàn)后確定將原機(jī)650 r/min降至450 r/min,既能滿足物料脫水要求又能保持晶體完整的轉(zhuǎn)速，從而使結(jié)晶粒度A、B、C三種品級比例達(dá)到了工藝設(shè)計要求，滿足了生產(chǎn)要求。

4 結(jié)束語

通過真空水平帶式過濾機(jī)與臥式活塞推料離心機(jī)在硫酸鎳物料的固液分離過程中的應(yīng)用比較可知，靈活運(yùn)用變頻調(diào)速裝置的臥式活塞推料離心機(jī)用于硫酸鎳的生產(chǎn)，達(dá)到了較大效能，實(shí)現(xiàn)了固液分離工序用一臺設(shè)備代替原來三臺設(shè)備的目的，大大降低了工人勞動強(qiáng)度，有效減少了干燥的熱能損耗和電耗，取得了良好的成效。

[1] 蔣德民，周梓榮，龔存宇，等. 臥式活塞離心機(jī)系統(tǒng)分析和改進(jìn)[J]. 流體機(jī)械，2009．

[2] 孫波．臥式活塞離心機(jī)性能研究[J]．機(jī)電信息，2013．

[3] 曾評，王訣明. 移動式帶式真空過濾機(jī)的研究[J]. 化工裝備， 2009．

[4] 丁啟圣，王唯一，等．新型實(shí)用過濾技術(shù)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2011．

ComparisonofFiltersApplicationinNickelSulfateProduction

RUAN Jian-jun, ZHU Ai-yun

Aiming at the material characteristics of nickel sulfate suspension liquid and the connection conditions of every device in different processes in nickel sulfate production, this paper compares and analyzes the different performance between horizontal centrifuge and horizontal vacuum belt filter. By production practice test, it confirmed that the horizontal centrifuge is more suitable to the solid-liquid separation of nickel sulfate materials.

nickel sulfate; solid-liquid separation; horizontal piston pushing centrifuge; horizontal vacuum belt filter; frequency converter

2014-09-22

阮建軍(1966—)，男，浙江臺州人，大專，工程師，主要從事火法冶煉、鍛軋、濕法冶金、粉末冶金設(shè)備技術(shù)管理工作。

TF815

B

1008-5122(2015)01-0024-03