中國鋁業(yè)山東分公司采用板框壓濾機(jī)作為擬薄水鋁石生產(chǎn)的分離設(shè)備，板框過濾機(jī)具有自動化程度低，生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境差，員工勞動強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。近年來，公司一直致力于引進(jìn)新型的擬薄水鋁石分離設(shè)備替代板框壓濾機(jī)。臥螺沉降卸料離心機(jī)以液固分離速度快、能長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、無濾網(wǎng)和濾布、維修方便等優(yōu)點(diǎn)贏得了公司的青睞。為此就臥螺離心機(jī)在擬薄水鋁石生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了試驗(yàn)和探討。

1 臥螺沉降卸料離心機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理

1.1 離心機(jī)的結(jié)構(gòu)

臥螺沉降離心機(jī)參數(shù)如下：

離心機(jī)型號：LW350×1550NY

轉(zhuǎn)鼓直徑（大端）：350mm

轉(zhuǎn)鼓有效工作長度：1550mm

轉(zhuǎn)鼓型式：單頭、左旋、超前

轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：變頻調(diào)速3700rpm

轉(zhuǎn)鼓和螺旋差轉(zhuǎn)速：液壓差速器2～20rpm

溢流板直徑：D217、D214、D211、D205、D202、D199

處理能力：1～15m3/h（視物料的性能）

排渣能力：1.2m3/h

電機(jī)功率：主電機(jī)15kW，液壓站11kW

1.2 離心機(jī)的工作原理

首先啟動液壓泵站，液壓差速器中的油馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，拖動螺旋先于一個差速△N（2～20rpm之內(nèi)可調(diào)和自動補(bǔ)償），然后啟動主電機(jī)，由變頻器逐步升速到額定轉(zhuǎn)速，此時轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速為N，而螺旋的轉(zhuǎn)速為N+△N，由于螺旋比轉(zhuǎn)鼓快△N，以實(shí)現(xiàn)螺旋卸出固相沉渣的功能。當(dāng)主機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時，可開啟閥門，經(jīng)流量調(diào)節(jié)，懸浮液由進(jìn)料管進(jìn)入離心機(jī)，經(jīng)螺旋加速斗加速后再進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在強(qiáng)大的離心力場作用下，比重大的固相粒子甩在沉降壁面上，并很快沉積到轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，經(jīng)螺旋推動，沉渣不斷地被推向轉(zhuǎn)鼓小端，從出渣口經(jīng)固相收集罩殼排出，實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動快速分離。

2 試驗(yàn)?zāi)康暮涂刂浦笜?biāo)

2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>

考察臥螺沉降卸料離心機(jī)分離擬薄水鋁石漿料的可行性，與板框壓濾機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)作對比。

2.2 試驗(yàn)控制的目標(biāo)參數(shù)

清液浮游物＜1g/L

濾餅含液量＜45%

2.3 影響控制目標(biāo)參數(shù)的因素

2.3.1 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速n

提高轉(zhuǎn)速n，分離因數(shù)上升，改善分離效果，進(jìn)料量可加大或清液浮游物減少，但離心機(jī)的振動和噪音增加，機(jī)器使用壽命降低和能耗增加，一般在滿足工藝控制目標(biāo)參數(shù)情況下，選用合適的轉(zhuǎn)速。n可任意調(diào)節(jié)。

2.3.2 螺旋和轉(zhuǎn)鼓差轉(zhuǎn)速△N

△N小，螺旋對流體擾動小，分離效果好，固相沉渣在干燥區(qū)的停留時間長，濾餅水分少，但固相排渣能力下降，易產(chǎn)生堵料；反之△N增大，螺旋對流體擾動大，分離效果差，固相沉渣在轉(zhuǎn)鼓中停留時間短，濾餅水分增大，但固相排渣能力增加。差轉(zhuǎn)速△N一般根據(jù)物料固含的大小來選擇。物料固含大，△N大，物料固含小，△N小。△N可隨機(jī)調(diào)節(jié)。

2.3.3 溢流板直徑D

轉(zhuǎn)鼓大端溢流板直徑的調(diào)節(jié)，能改變轉(zhuǎn)鼓沉降區(qū)和干燥區(qū)的有效長度，D小，則液池深，沉降區(qū)增大，干燥區(qū)小，清液浮游物減少，濾餅水分增加；D大，則液池淺，沉降區(qū)就小，干燥區(qū)增加，清液浮游物增加，濾餅水分減少。通常按工藝控制參數(shù)合理調(diào)節(jié)，必須停機(jī)調(diào)節(jié)。

2.3.4 進(jìn)料量Q

進(jìn)料量Q和離心機(jī)性能既和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速n，螺旋和轉(zhuǎn)鼓差轉(zhuǎn)速△N溢流板直徑D和排渣能力（m3/h）有關(guān)外，又和控制目標(biāo)中清液的浮游物指標(biāo)和濾餅水分有關(guān)，以及所處理的物料物性（固含量、可離心分離的固體量（和固體顆粒直徑有關(guān)），溫度∝粘度、液固兩相比重差等）有關(guān)。

2.3.5 長徑比（L/D）

即轉(zhuǎn)鼓有效工作長度L和轉(zhuǎn)鼓直徑D之比（L/D），長徑比越大，產(chǎn)能越高。本次試驗(yàn)機(jī)的長徑比為1550/350≈4.4。

3 試驗(yàn)方案

使用不同工序的擬薄水鋁石漿液（即：擬薄水鋁石老化液、擬薄水鋁石一次漿液）進(jìn)行試驗(yàn)，通過調(diào)整進(jìn)料量、進(jìn)料固含、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，考察濾餅含液量、清液浮游物指標(biāo)，并與板框壓濾機(jī)做對比分析。

4 結(jié)果討論

4.1 擬薄水鋁石老化液試驗(yàn)

在進(jìn)料量1.2m3/h以下時，濾液浮游物小于1g/L，濾餅含液量平均為73.6%，較板框壓濾機(jī)高2.96%。

4.2 擬薄水鋁石一次漿液試驗(yàn)

在進(jìn)料量3m3/h以下時，濾液浮游物小于1g/L，濾餅含液量平均為72.7%，較板框壓濾機(jī)高1.95%。

4.3 臥螺離心機(jī)和板框壓濾機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較

臥螺離心機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：自動化程度高，勞動強(qiáng)度低，占地面積小；物料在機(jī)中分離，基本可做到密封輸送、蒸汽散發(fā)少、環(huán)境改善；經(jīng)試驗(yàn)測算老化液分離能耗小于2kWh/m3，一次漿液分離能耗小于1kWh/m3；因無濾布，維修周期較長，大約3～6個月。

臥螺離心機(jī)的缺點(diǎn)：濾餅含液量較板框大1.95～2.96%；維修技術(shù)要求高，較板框復(fù)雜，單次維修費(fèi)用高；初次投資費(fèi)用高。

5 結(jié)論

擬薄水老化液和一次漿液可用臥螺離心機(jī)進(jìn)行固液二相離心沉降分離；濾餅含液量較板框高2%～3%；根據(jù)折算，若采用大長徑比（L/D=5）臥螺離心機(jī)，擬薄水鋁石老化液分離能力可達(dá)到12～15m3/h，擬薄水鋁石一次漿液分離能力可達(dá)到25～30m3/h，能耗可進(jìn)一步降低。

臥螺離心機(jī)應(yīng)用時，原則上單機(jī)單泵配套應(yīng)用，進(jìn)料泵用耐堿性的螺桿泵或隔膜泵，進(jìn)料量可用變頻調(diào)速自動控制，這兩種泵的效率一般都大于90%，而離心泵的效率小于70%，漿液粘度越高，效率越低。因此可采取更換進(jìn)料泵、增加變頻調(diào)速裝置的方法，達(dá)到節(jié)能和自動控制的效果。