過(guò)濾洗滌干燥多功能機在貴金屬冶金粉末生產(chǎn)中的運用探討
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2019-09-20
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關(guān)鍵詞：洗滌過(guò)濾干燥三合一,筒錐式洗滌過(guò)濾干燥一體機,粗銀粉三合一,貴重金屬粉末干燥機,貴金屬電刷材料烘干機
目前，國內粗銀粉等貴重金屬粉末后處理的主要工藝是氨氣氨浸分銀后再用水合肼進(jìn)行還原重金屬，還原過(guò)程中有大量的氨氣生成并溶解在重金屬后液中，使用傳統壓濾機因其開(kāi)放性導致大量氨氣散排空氣中，污染現場(chǎng)生成環(huán)境，造成環(huán)保問(wèn)題，同時(shí)傳統板框壓濾機的密閉性較差，吹風(fēng)干燥的作用有限，造成粗銀粉含水量較高，不利于后續轉爐生產(chǎn)，因此如何減少過(guò)濾過(guò)程中的氨氣散排，同時(shí)降低重金屬粉末中的含水量，成為著(zhù)重需要解決的問(wèn)題。
為了滿(mǎn)足貴重金屬冶金粉末處理生產(chǎn)日益嚴格的環(huán)保要求，常州百得研制設計的新型過(guò)濾洗滌干燥多功能機，代替現有板框壓濾機進(jìn)行粗銀粉的過(guò)濾、洗滌、干燥等操作工序。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運行，在實(shí)際生產(chǎn)中的應用實(shí)踐證明，新型三合一設備可顯著(zhù)的降低了現場(chǎng)氨氣濃度，取得了良好的效果。
貴重金屬冶金粉末粉新型過(guò)濾洗滌干燥多功能機 設備概述及工作原理
過(guò)濾洗滌干燥機(業(yè)內俗稱(chēng)“三合一”)能實(shí)現物料的過(guò)濾、洗滌、干燥、滅菌、卸料等連續工藝過(guò)程，其操作方式屬于分批式操作(間歇操作)，廣泛應用于制藥、食品、農藥、化工等領(lǐng)域，可以避免物料在轉移過(guò)程中可能引起的物料損失、污染及環(huán)境污染?，F有三合一的結構是平板式，但是在長(cháng)期生產(chǎn)使用中發(fā)現一些缺陷，例如：圓形平底過(guò)濾面積??；側面出料，導致出料不徹底；干燥效果不理想，干燥過(guò)程中的物料翻動(dòng)小，換熱效率低，干燥效果受限制等。
為了克服上述單元設備組合中存在的問(wèn)題與不足，同時(shí)滿(mǎn)足化學(xué)工業(yè)向高品質(zhì)、高附加值、多品種、小批量的轉變，我公司進(jìn)行了大量的設計研發(fā)工作，終于研制成功了集過(guò)濾、洗滌、干燥于一體的多功能筒錐式反應過(guò)濾干燥多功能機，實(shí)現了裝備技術(shù)性能的較大改進(jìn)，從結構設計到應用都緊跟制藥行業(yè)相應法規要求。該設備具有過(guò)濾、洗滌、干燥三個(gè)主要功能，還兼有反應、萃取、結晶、濃縮、蒸發(fā)、混合、破碎等多項功能，屬于改進(jìn)型多功能設備。
新型過(guò)濾洗滌干燥多功能機機為筒錐式結構，在圓筒體和下部錐體上設置有加熱夾套，可對物料進(jìn)行加熱或冷卻，在多功能機內部設置有空心軸和變角度變導程空心螺旋攪拌裝置攪拌，對物料進(jìn)行攪拌和提升，在出料時(shí)推出物料。在下部錐體內設置有結構較為復雜的圓錐形過(guò)濾裝置，在設備底部有特殊設計的無(wú)死角快開(kāi)出料裝置或無(wú)死角氣動(dòng)出料球閥。
貴重金屬冶金粉末新型過(guò)濾洗滌干燥多功能機 生產(chǎn)實(shí)踐及存在問(wèn)題
常州百得設計了一臺過(guò)濾洗滌干燥一體機，主要由傳動(dòng)裝置、升降裝置、機械密封、人孔、罐體、攪拌系統、出料閥裝置、支腿等。其工作原理是利用高壓氮氣，在罐體內產(chǎn)生正壓，進(jìn)而實(shí)現固液分離。在同一容器內可完成從進(jìn)料到過(guò)濾、洗滌，干燥，最后到出料等全過(guò)程的連續操作。
由于新型洗滌過(guò)濾干燥三合一首次運用于冶金粗銀粉的后處理生產(chǎn)，設計時(shí)沒(méi)有現成的經(jīng)驗可以參考，并且該設備在冶金行業(yè)的運用極其少見(jiàn)，同時(shí)由于廠(chǎng)房已經(jīng)建成設，設備為后期采購安裝，受到場(chǎng)地等多方面的限制，所以在設計上存在一定的缺陷，同時(shí)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運行，也暴露了一些存在的問(wèn)題，現將試運行實(shí)踐過(guò)程簡(jiǎn)述如下：
一階段：進(jìn)料并過(guò)濾完一反應釜沉銀反應釜的物料后，觀(guān)察一體機內部，銀粉大約占三分之一容積，本著(zhù)簡(jiǎn)化操作流程的目的，將第二反應釜沉銀反應釜的物料加入，繼續后續步驟，出料時(shí)發(fā)現攪拌槳所受阻力較大，且出料后現場(chǎng)氨味較重，說(shuō)明洗滌效果較差，同時(shí)進(jìn)兩反應釜沉銀后液的做法不可取，改為每次進(jìn)一反應釜沉銀后液，處理完畢后再進(jìn)第二鍋。
二階段：經(jīng)過(guò)幾次試車(chē)后，發(fā)現進(jìn)料速度越來(lái)越慢，檢查反應釜后發(fā)現沉銀反應釜底部銀粉沉積，導致反應釜放料口堵塞且后續銀粉大量堆積，銀粉無(wú)法通過(guò)自流方式進(jìn)入一體機，于是在反應釜上增設一趟壓縮風(fēng)管道，將反應釜內壓力提升至0.2MPa后打開(kāi)放料閥門(mén)進(jìn)料，杜絕銀粉沉積現象的發(fā)生，同時(shí)可以將反應釜內沉銀后液一次性過(guò)濾完畢，極大的減少了進(jìn)料過(guò)濾步驟的重復操作次數，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。
三階段：由于一體機多為制藥行業(yè)應用，設計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(mǎn)足我廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際需求，補水時(shí)間過(guò)長(cháng)，增加單反應釜處理時(shí)間，于是將反應釜上原有補清水管道作為一體機補水管道使用，減少操作時(shí)間的同時(shí)通過(guò)反應釜補清水，可以起到?jīng)_刷反應釜底部少量殘余銀粉及一體機進(jìn)料金屬軟管內殘余銀粉的雙重作用。
四階段：一體機燒結板上方銀粉隨著(zhù)試車(chē)的進(jìn)行，其厚度不斷增加，造成攪拌槳負荷增大，超出正常范圍，影響生產(chǎn)安全，導致需經(jīng)常清理致密銀粉層，清理勞動(dòng)強度大，操作難度高，影響正常生產(chǎn)進(jìn)行，經(jīng)過(guò)觀(guān)察后，發(fā)現是一體機攪拌槳反轉平整物料功能，使燒結板上方銀粉逐漸密實(shí)，造成銀粉層厚度逐漸增加，進(jìn)入一體機內部將致密銀粉層鏟除清理后，重新進(jìn)行試車(chē)，不再使用平整物料功能，隨著(zhù)試車(chē)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，保持穩定，同時(shí)銀粉層與燒結板形成了預過(guò)濾→二次過(guò)濾的過(guò)濾結構，既保證了過(guò)濾效果，又保護了燒結板。從而延長(cháng)了燒結板的清理周期，有利于生產(chǎn)正常進(jìn)行。
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間試生產(chǎn)，一體機過(guò)濾的銀粉較使用傳統壓濾機過(guò)濾的銀粉，含水量指標更加穩定且普遍下降7%～8%，并且生產(chǎn)現場(chǎng)環(huán)境改善明顯，廠(chǎng)房氨氣濃度有較大改善，已無(wú)明顯氨氣，工人勞動(dòng)強度降低，但操作精細程度要求提高，操作時(shí)間與之前相比有所延長(cháng)。
貴重金屬冶金粉末新型過(guò)濾洗滌干燥多功能機 存在的問(wèn)題及改進(jìn)思路
除了在實(shí)踐過(guò)程中已發(fā)現并且解決的問(wèn)題，還有部分未解決的問(wèn)題簡(jiǎn)述如下：
問(wèn)題一：反應釜軸封密封不嚴，因一體機為后期采購加裝設備，前期設計階段反應釜未進(jìn)行壓力設計，導致后期改造之后，反應釜動(dòng)密封處密封不嚴，影響反應釜加壓過(guò)程，且對反應釜攪拌槳正常工作有一定影響。
問(wèn)題二：一體機排液管道較長(cháng)，管道進(jìn)出口垂直落差較大，且一體機出液口處于低位，在管道內濾液的作用下，導致一體機出液口阻力增大，不利于過(guò)濾的進(jìn)行，延長(cháng)過(guò)濾時(shí)間，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行的同時(shí)在一體機出液口處易造成極細小顆粒沉積并堵塞管道。
問(wèn)題三：一體機手動(dòng)放料閥門(mén)在每鍋一體機做完后必須打開(kāi)并清理，否則銀粉附著(zhù)在內壁導致閥門(mén)無(wú)法嚴格密封，有漏液風(fēng)險。此步驟操作量較大且操作過(guò)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)對現場(chǎng)操作人員有一定影響。
針對問(wèn)題1、2，需要通過(guò)設計來(lái)解決，初步想法是將反應釜，一體機，后液地坑，設計成上中下三級結構，讓反應釜放液至一體機，一體機放液至后液地坑，過(guò)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，使現有反應釜滿(mǎn)足使用需求。
針對問(wèn)題3，由于需要保證密封的嚴密性，與廠(chǎng)家經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的溝通后暫時(shí)還未發(fā)現一種較好的閥門(mén)結構能夠很好的解決嚴密性的同時(shí)又方便開(kāi)關(guān)清理，初步想法是在出料口附近增設一趟水管，并配高壓水槍?zhuān)看纬隽贤戤吅?，通過(guò)高壓水槍噴射水流將閥門(mén)管道內壁上的附著(zhù)銀粉沖刷干凈，之后閥門(mén)能完全關(guān)閉，從而解決每次需要拆卸螺絲，徹底打開(kāi)閥門(mén)才能將銀粉清理干凈的情況。
貴重金屬冶金粉末新型過(guò)濾洗滌干燥多功能機 今后改進(jìn)方向
在基本解決氨氣散排與貴重金屬冶金粉末含水量問(wèn)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，目前一體機根據物料情況不同，處理1反應釜物料時(shí)間在1.2～1.6h之間，現有板框壓濾機處理2反應釜物料時(shí)間在1.5～2h左右，根據我廠(chǎng)現行作息時(shí)間，一體機處理能力稍顯不足，所以將一體機處理1反應釜物料作業(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，一體機本身可以通過(guò)設定完成自動(dòng)化控制，但為了解決生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題，在作業(yè)流程中加入了反應釜相關(guān)閥門(mén)的控制步驟，因為反應釜上相關(guān)閥門(mén)大多為手動(dòng)控制閥門(mén)，所以無(wú)法直接與一體機形成聯(lián)動(dòng)，達到自動(dòng)控制。同時(shí)一體機本身的操作流程相對于傳統板框壓濾機來(lái)說(shuō)更為復雜，對于精細化操作要求也更高，如果能做到全流程自動(dòng)化控制，對于減少人為操作產(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。
