Aplicação de equipamentos totalmente fechados de filtragem, lavagem e secagem três em um na linha de produção automática de pó de ouro e pó de prata.

Para atender aos requisitos de proteção ambiental cada vez mais rigorosos para o pós-processamento de pó de ouro, a Wuxi ZhangHua Machinery desenvolveu e projetou um novo tipo de equipamento multifuncional totalmente fechado para filtração, lavagem e secagem, que substitui a prensa de filtro de placas e molduras existente para filtração, lavagem e secagem de pó de prata grosso. Após um período de testes operacionais, a aplicação prática na produção real comprovou que o novo equipamento multifuncional pode reduzir significativamente a concentração de gás amônia no local, alcançando excelentes resultados.

Princípio da estrutura do equipamento três-em-um totalmente fechado para lavagem e secagem de filtros

A Wuxi ZhangHua Machinery projetou uma máquina de filtragem, lavagem e secagem, composta principalmente por dispositivo de transmissão, dispositivo de elevação, selo mecânico, boca de visita, corpo do tanque, sistema de mistura, dispositivo de válvula de descarga, estabilizadores, etc.

Seu princípio de funcionamento consiste em utilizar nitrogênio de alta pressão para gerar pressão positiva no tanque, realizando assim a separação sólido-líquido. Todo o processo, desde a alimentação até a filtragem, lavagem, secagem e, finalmente, a descarga, pode ser realizado de forma contínua no mesmo recipiente.

Como o novo equipamento multifuncional três em um, totalmente fechado para filtragem, lavagem e secagem, foi utilizado pela primeira vez no pós-processamento da produção de pó de prata metalúrgica grossa, não havia experiência prévia para servir de referência no projeto, e o uso desse equipamento na indústria metalúrgica é extremamente raro. A posterior aquisição e instalação revelaram algumas falhas no projeto devido às limitações de espaço e outros aspectos. Ao mesmo tempo, após um período de operação experimental, alguns problemas existentes foram identificados. O processo prático da operação experimental é descrito brevemente a seguir:

Primeira etapa: Após a alimentação e filtragem dos materiais no primeiro reator, observou-se a presença de pó de prata, que correspondia a cerca de um terço do volume. Em seguida, adicionou-se mais materiais ao reator e prosseguiu-se com as etapas subsequentes. Ao descarregar o material, notou-se uma resistência relativamente grande à agitação e um forte odor de amônia, indicando baixa eficiência de lavagem. A cada adição, adicionou-se solução de prata ao reator, que foi então transferido para o segundo reator após o tratamento.

Na segunda etapa: após vários testes, constatou-se que a velocidade de alimentação estava diminuindo progressivamente. Ao verificar o reator, verificou-se que o pó de prata se depositava no fundo do reator de imersão, obstruindo a saída e causando o acúmulo de uma grande quantidade de pó. Para solucionar o problema, foi adicionado um sistema integrado de ar comprimido ao reator para elevar a pressão interna para 0,2 MPa e, em seguida, abrir a válvula de alimentação. Isso impediu a deposição do pó de prata e, ao mesmo tempo, permitiu que o líquido no reator passasse por uma filtração permanente. Com isso, o número de operações repetidas da etapa de filtração e alimentação foi significativamente reduzido, assim como o tempo de operação, com uma redução média de 20 minutos por recipiente.

Três etapas: Como a máquina multifuncional é usada principalmente na indústria farmacêutica, a principal função do tubo de água projetado é reduzir a poeira e lavar o rolamento da pá de agitação. A vazão de água do bocal não atende às necessidades reais de produção da nossa fábrica, e o tempo de reabastecimento de água é muito longo, o que aumenta o tempo de processamento do reator individual. O tubo de reabastecimento de água original do reator é utilizado como tubo de reabastecimento de água da máquina multifuncional. Além de reduzir o tempo de operação, o reabastecimento com água limpa através do reator desempenha uma dupla função: remove uma pequena quantidade de pó de prata residual no fundo do reator e o pó de prata residual na mangueira metálica de alimentação da máquina multifuncional.

Quatro etapas: A espessura do pó de prata acima da placa sinterizada da máquina integrada aumenta continuamente com o progresso do teste, resultando em um aumento da carga na pá de agitação, que excede a faixa normal e afeta a segurança da produção. Isso exige a limpeza frequente da camada densa de pó de prata, um processo trabalhoso e de difícil operação, que impacta a produção normal. Após observação, constatou-se que a função de inversão e nivelamento do material pelo agitador da máquina integrada causava o adensamento gradual do pó de prata acima da placa sinterizada, resultando em um aumento gradual na espessura da camada de pó de prata. Após a remoção da camada densa de pó de prata pela máquina integrada, o teste foi repetido sem a função de nivelamento do material. Com o progresso do teste, a camada de pó de prata manteve-se sempre no ponto mais baixo da pá de agitação, sem aumentar, permanecendo estável. Ao mesmo tempo, a camada de pó de prata e a placa sinterizada formam um pré-filtro → filtro secundário. A estrutura avançada do filtro não só garante a eficácia da filtragem, como também protege a placa sinterizada.

Dessa forma, prolonga-se o período de limpeza da placa sinterizada, o que é favorável à produção normal.

Após um período de produção experimental, o pó de prata filtrado pela máquina integrada mostrou-se mais estável do que o pó de prata filtrado pela prensa de filtro tradicional. O índice de teor de água foi geralmente reduzido em 7% a 8%, o ambiente de produção melhorou significativamente e a concentração de amônia na oficina diminuiu consideravelmente, sem presença significativa de gás amônia. Além disso, a intensidade do trabalho dos operários foi reduzida, porém, as exigências de precisão operacional aumentaram e o tempo de operação se prolongou em comparação com o período anterior.

Problemas existentes e ideias de melhoria para um novo tipo de equipamento multifuncional totalmente fechado para lavagem e secagem de pó de ouro e pó de prata.

Além dos problemas que foram descobertos e resolvidos no decorrer da prática, existem alguns problemas não resolvidos que são brevemente descritos a seguir:

Problema 1: A vedação do eixo do reator não está bem vedada. Como a máquina multifuncional foi adquirida e instalada posteriormente, o dimensionamento da pressão do reator não foi realizado na fase inicial do projeto. Após essa transformação, a vedação dinâmica do reator não está bem vedada, o que afeta a pressão do processo e, consequentemente, o funcionamento normal da pá de agitação do reator.

Problema 2: O tubo de descarga da máquina multifuncional é longo, a diferença de altura entre a entrada e a saída do tubo é grande e a saída de líquido da máquina multifuncional está em uma posição baixa. Sob a ação do filtrado na tubulação, a resistência na saída de líquido da máquina multifuncional aumenta, o que não é favorável à filtração. Prolongar o tempo de filtração afetará o andamento da produção e, ao mesmo tempo, poderá causar o depósito de partículas extremamente finas na saída de líquido da máquina multifuncional, bloqueando a tubulação.

Questão 3: A válvula de descarga manual da máquina multifuncional deve ser aberta e limpa após o término de cada ciclo de processamento. Caso contrário, o pó de prata aderirá à parede interna, impedindo a vedação adequada da válvula e aumentando o risco de vazamento de líquido. Essa etapa é complexa e gera uma pequena quantidade de gás amônia durante o processo. A alta concentração local de amônia pode causar poluição ambiental e afetar a saúde dos operadores no local.

Diretrizes futuras para aprimoramento do novo equipamento totalmente selado de filtragem, lavagem e secagem três em um.

Após a resolução básica dos problemas de emissão de gás amônia e teor de água no pó de prata, a direção de melhoria se concentra principalmente nos dois pontos seguintes.

(1) Reduza ao máximo o tempo de trabalho. Atualmente, dependendo dos materiais, a máquina integrada leva de 1,2 a 1,6 horas para processar o material de 1 reator, e o tempo para a prensa de filtro de placas existente processar o material de 2 reatores é de cerca de 1,5 a 2 horas. Considerando o tempo de trabalho e descanso atual de nossa fábrica, a capacidade de processamento da máquina integrada é ligeiramente insuficiente, portanto, é particularmente importante reduzir o tempo de operação da máquina integrada para processar o material de 1 reator para 0,6 a 0,8 horas, a fim de adequá-lo melhor às necessidades reais de produção.

(2) Todo o processo de operação é controlado automaticamente. A própria máquina multifuncional pode ser controlada automaticamente por configuração, mas para resolver os problemas práticos encontrados na produção, as etapas de controle das válvulas relacionadas ao reator são adicionadas ao processo de operação, porque a maioria das válvulas relacionadas no reator são válvulas de controle manual, portanto, não podem ser diretamente conectadas à máquina integrada para obter controle automático.

Ao mesmo tempo, o processo de operação da máquina multifuncional é mais complexo do que o da prensa de filtro tradicional de placas e molduras, exigindo maior precisão nas operações. Se todo o processo puder ser controlado automaticamente, haverá redução de erros humanos e custos de produção. Se tudo correr bem, será extremamente útil e vantajoso.