1 前言

鹵水凈化工藝是制鹽行業提高精制鹽產品純度，降低鹽中雜質含量，提高鹽產品白度的一個關鍵過程，是提高制鹽企業有效工作時間，延長設備使用壽命，降低能源消耗的一個重要工序；是提高資源綜合利用率，保障鹽化工穩定生產的重要措施之一；是制鹽行業降低生產成本的重要途徑之一。

鹵水凈化工藝一般以“兩堿法”和“石灰煙道氣法”為主，即通過加入一定量的藥劑進行化學反應除去原鹵中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質離子。上述兩種鹵水凈化工藝均產生鹽泥漿料，由于鹽泥的生成量大、成分復雜、附加值較低，所以行業內普遍采用注入鹽井回填的方式處理。注井回填之前需對鹽泥進行脫水處理，業內常用的鹽泥脫水設備包括：真空轉鼓過濾機、板框隔膜壓濾機、帶式過濾機等。這些設備在使用過程中出現能耗高、維修成本高、占地面積大、脫水效果不理想等問題，不僅增加生產成本，也限制了鹽泥的綜合循環利用。所以選擇一種能耗和維修成本低，占地面積小，且脫水效果好的設備，是鹽泥綜合利用亟需解決的一個關鍵性問題。

臥螺離心機是一種利用離心沉降原理進行不同比重間物料分離的設備，其基本結構由轉鼓、螺旋、動力系統和變速系統等組成。轉鼓與螺旋同向高速旋轉但存在可以調整的速差，物料連續進入螺旋內筒時，由于螺旋的高速旋轉，物料被加速后進入轉鼓，在轉鼓中進一步加速旋轉，在離心力場作用下，物料因比重不同將進行分離，其中比重較大的固相物在轉鼓內壁上形成沉積層，比重較輕的液相物則形成內層液環。在螺旋和轉鼓差速的作用下，螺旋將沉積的固相物推至轉鼓錐端，經排渣口排出機外，而內層液環也就是澄清液由轉鼓溢流堰板處溢出轉鼓，完成分離過程。該機能在全速運轉下，連續進料、分離、洗滌和卸料，是一種連續式脫水設備。

臥螺式離心機目前已廣泛應用于石油化工、煤炭、醫藥、輕工、食品等工業部門和污水處理工程，它利用離心沉降法來分離懸浮液、能連續操作、處理量大、無濾布和濾網、單位產量的耗電量較少、適應性強、維修方便、能長期運轉。

由于鹽泥與污泥的物理性質類似，且臥螺式離心機在污泥脫水領域應用情況良好，但在鹽行業還沒有進行過工業化應用，因此本文主要探討臥螺式離心機在鹽行業的鹽泥脫水領域中的應用。

2 鹽泥的特點及處理現狀

2.1 鹽泥的理化性質

原鹵屬芒硝型，其中Ca²⁺含量約2.0g/L，Mg²⁺含量約0.25g/L，在實際生產系統中采用連續式兩堿法鹵水凈化工藝，產生的鹽泥總量近200t/d。經過鹵水凈化后，其鹽泥主要化學成分為Mg（OH）₂、CaCO₃和少量CaSO₄等不溶性化合物，以及未完全分離的鹵水中所含雜的NaCl、Na₂SO₄、MgCl₂等可溶性化合物。兩堿法鹽泥的兩個基本特點為：（1）顆粒度大小為60μm左右；（2）固液密度差比較大。

2.2 真空轉鼓過濾機

真空轉鼓過濾機屬于連續式過濾設備，以負壓（真空度）作為過濾推動力，隨著部分浸入漿料槽的水平圓柱形轉鼓的旋轉，漿料中的固體顆粒被吸附在轉鼓表面的濾布（過濾面）上，連續完成過濾、洗渣、吸干、卸渣和濾布再生等操作。

該公司兩堿法工藝中采用“間歇式”兩堿法生產工藝，反應時間較長；選用真空轉鼓過濾機進行鹽泥脫水，過濾效果比較理想，在濾布孔徑為75μm的條件下，濾餅厚度約40～50mm，生產能力約4800kg/㎡·h（干基），濾餅含水率18～22%，濾餅易從濾布表面脫落，脫餅率高，濾液固含量低，小于10g/L，因鹽泥量少，過濾面積5㎡的轉鼓，每天一個班次即可完成全天產生的鹽泥的過濾，滿足現場的實際生產要求。后來將工藝改為“連續式”，選用同型號的真空轉鼓過濾機進行鹽泥脫水。由于反應條件改變，鹽泥的形態發生變化，致使過濾效果很差，濾餅厚度5～10mm，含水率高且不易脫餅，造成生產能力大幅下降，并且濾液固含量高；后將濾布更換為75μm以上的孔徑，濾餅厚度變化不大，濾餅含水率隨濾布孔徑增加而增加，濾液固含量相應減少。

2.3 板框壓濾機

板框式壓濾機屬間隙式過濾機的一種，以正壓（漿料壓力）作為過濾推動力，混合液流經過濾介質（濾布），固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過濾泥餅。而濾液部分則滲透過濾布，成為不含固體的清液。隨著過濾過程的進行，濾餅過濾開始，泥餅厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時間越長，分離效率越高。過濾完畢后停止供料，打開濾板和濾框卸除濾渣，清洗濾布，重新壓緊濾板和濾框，完成一個循環，重復進料過濾。

“連續式”兩堿法的鹽泥選用板框壓濾機脫水，在確定與鹽泥量相適應的過濾面積后，脫水后鹽泥的產量能滿足生產需要，但使用常規的板框壓濾機鹽泥濾餅含水率高達40%以上，不利于鹽泥后期處理，選用隔膜式板框壓濾機對濾餅二次加壓，鹽泥含水率得以降低至27%左右。

3 臥螺式離心機脫水實驗

3.1 設備選型及主要技術規格

針對該公司鹵水凈化的處理量以及鹽泥的理化性質，選取LW650×2800-N型臥式螺旋卸料沉降式離心機進行鹽泥脫水實驗。該離心機主要技術規格為：轉鼓內徑650mm，工作長度2800mm，設計轉速2500r/min，分離因數2270G，差轉速10～35r/min，主電機功率90kW，使用壽命20年。

針對物料中含有NaCl等腐蝕性較強物質，該設備的主要材料為：螺旋、轉鼓及內壁、罩殼等與物料接觸部分，使用2507雙相不銹鋼；在螺旋葉片等易磨損部位，噴涂硬質合金。

3.2 鹽泥脫水試驗

臥螺離心機要實現連續的對輸入機器內的物料進行分離，就要求將已經在其內部完成分離的物料排除除去，以便能夠繼續處理新物料。這種連續排料就是通過螺旋和離心機轉鼓之間的相對旋轉運動也就是離心機的“差速”來實現的。

在固定的離心力作用之下，合理的差速對離心機分離效果起到非常關鍵的輔助作用，也是實際生產中，為適應物料的變化，常用的調整手段。沒有合理的差速，離心機就無法達到物料平衡，就無法實現良好的連續分離功能。因為差速度直接決定著離心機的處理能力和處理效果，所以作為實際運行中常用的調節參數之一來進行分析。

提高差速度，有利于盡快地將沉積物推出機外，進而減少固體沉積層厚度，提高處理能力，而且因為減少了沉積物向澄清液的滲透，澄清液的固含量得到很好的降低；不利的方面是因為沉積物在離心機內停留時間短，脫水效果降低，脫水后干泥含水率將增大。相反降低差速度時，有利于增大沉積層厚度，進而增加沉渣的脫水時間，干泥含水率降低；不利的方面是固渣向清液方向的滲透加大，所以降低差速，提高排渣干度的同時會得到相對渾濁的澄清液。

轉鼓轉速也對脫水效果產生重要影響。適當地提高轉速可以使鹽泥更干，清液更清。而且轉速的提高增加了沉降速度，離心機處理量也隨之上升。

但是過高的轉鼓轉速也會帶來不利的影響，首先轉鼓電機功耗隨著轉速的增加而增加。其次由于附著在轉鼓內壁上的固渣更加致密，要維持轉鼓和螺旋之間的速差，也必將增大螺旋電機的功耗。從設備本身來說，隨著轉速的增加，設備的機械磨損也大大增加。因此，設置經濟合理的轉速非常重要。

在實際應用中，轉鼓轉速一般在2500～2800rpm之間。

3.3 幾種不同脫水設備比較

將該公司現階段使用的真空轉鼓過濾機、板框壓濾機與臥螺式離心機進行比較。在相同處理量，相同處理條件情況下，比較結果如下：

（1）臥螺式離心機和真空轉鼓過濾機均可連續式運行，而板框壓濾機為間歇式運行。間歇式過濾設備的操作周期更長、人工勞動強度更大，在工作效率及工作穩定性方面，都遠低于連續式過濾設備。

（2）由臥螺式離心機的分離原理可知，鹽泥粒徑對分離效果的影響不明顯，所以對不同鹵水凈化工藝的鹽泥均有較好的脫水效果；而真空轉鼓過濾機和板框壓濾機都是通過濾布進行固液分離，對鹽泥的粒徑有著嚴格的要求，在連續法鹽泥顆粒較細情況下，脫水效果較差。

（3）臥螺式離心機屬于全封閉運行的脫水設備，運行環境相對較好，且不需要更好濾布，整體運行穩定，運行成本低。

4 結束語

針對鹽泥固有的特性，通過對比不同脫水設備對鹽泥脫水的實際效果，結果表明臥螺式離心機具有結構簡單，安裝、維護方便，脫水效果好，符合環保要求等特點，選用其作為制鹽行業的鹽泥脫水設備是比較理想的，值得推廣應用。當然，該設備也存在電機功率較高、材質要求高等不足，這還需要設備廠家和相關設備配套廠家在這些方面多做研究，爭取盡早解決這些問題。