Применение полностью закрытого трехкомпонентного оборудования для фильтрации, промывки и сушки в автоматизированной линии производства золотого и серебряного порошка.

В целях соответствия все более строгим требованиям по охране окружающей среды в производстве золотого порошка после его обработки, компания Wuxi ZhangHua Machinery разработала и спроектировала новый тип полностью закрытого трехкомпонентного оборудования для фильтрации, промывки и сушки, которое заменяет существующие пластинчато-рамные фильтр-прессы для фильтрации, промывки и сушки грубого серебряного порошка. После периода опытной эксплуатации практическое применение в реальном производстве показало, что новое трехкомпонентное оборудование позволяет значительно снизить концентрацию аммиака на производстве и демонстрирует хорошие результаты.

Принцип работы полностью закрытого фильтроочистительного и сушильного оборудования «три в одном»

Компания Wuxi ZhangHua Machinery разработала фильтровально-моечно-сушильную машину, которая в основном состоит из трансмиссионного устройства, подъемного устройства, механического уплотнения, люка, корпуса резервуара, системы смешивания, выпускного клапана, опор и т. д.

Принцип его работы заключается в использовании азота под высоким давлением для создания избыточного давления в резервуаре с целью разделения твердой и жидкой фаз. Весь процесс, от подачи сырья до фильтрации, промывки, сушки и, наконец, выгрузки, может осуществляться в одном и том же контейнере.

Поскольку новое трехкомпонентное полностью закрытое оборудование для фильтрации, промывки и сушки впервые было использовано в постобработке крупнозернистого металлургического серебряного порошка, готового опыта, на который можно было бы опереться при проектировании, не существует, и использование этого оборудования в металлургической промышленности крайне редко. При последующей закупке и установке из-за ограничений площадки и других факторов были выявлены определенные недостатки в конструкции. В то же время, после периода пробной эксплуатации были обнаружены некоторые существующие проблемы. Практический процесс пробной эксплуатации кратко описан ниже:

Первый этап: После загрузки и фильтрации материалов в первый реакционный сосуд, было обнаружено, что порошок серебра составляет примерно одну треть объема. Материалы были добавлены в сосуд, и дальнейшие этапы были продолжены. При выгрузке материала было обнаружено, что сопротивление мешалки довольно велико, и после выгрузки ощущается сильный запах аммиака, что указывает на низкую эффективность промывки. Материалы каждый раз после осаждения в реакционный сосуд заливались раствором серебра, а затем после обработки – во второй сосуд.

Второй этап: После нескольких тестовых запусков было обнаружено, что скорость подачи материала неуклонно снижается. После проверки реактора выяснилось, что на дне погружного серебряного реактора оседает серебряный порошок, что приводит к засорению выпускного отверстия реактора и последующему накоплению большого количества серебряного порошка. Для предотвращения осаждения серебряного порошка и одновременного сброса жидкости из реактора после завершения окончательной фильтрации, количество повторных операций фильтрации значительно сокращается, а трудоемкость и время подачи материала уменьшаются в среднем на 20 минут на один реактор.

Три этапа: Поскольку универсальные машины в основном используются в фармацевтической промышленности, основная функция разработанной водопроводной трубы заключается в уменьшении пыли и промывке подшипника мешалки. Выход воды из сопла не соответствует фактическим производственным потребностям нашего завода, а время пополнения воды слишком велико, что увеличивает время обработки в отдельном реакторе. В качестве водопроводной трубы универсальной машины используется штатный водопроводный трубопровод реактора. Сокращая время работы, пополнение чистой водой через реактор выполняет двойную функцию: промывает небольшое количество остаточного серебряного порошка на дне реактора и остаточный серебряный порошок в подающем металлическом шланге универсальной машины.

Четыре этапа: Толщина слоя серебряного порошка над спеченной пластиной интегрированной машины непрерывно увеличивается по мере выполнения тестового запуска, что приводит к увеличению нагрузки на мешалку, превышающей нормальный диапазон и влияющей на безопасность производства, что влечет за собой необходимость частой очистки плотного слоя серебряного порошка, что является трудоемким и сложным в эксплуатации процессом, влияющим на нормальное производство. После наблюдений было обнаружено, что функция реверсивного вращения мешалки моноблочной машины и выравнивания материала приводит к постепенному уплотнению слоя серебряного порошка над спеченной пластиной, что приводит к постепенному увеличению толщины слоя серебряного порошка. После удаления плотного слоя серебряного порошка из моноблочной машины, повторный тестовый запуск без использования функции выравнивания материала. По мере выполнения тестового запуска слой серебряного порошка постоянно удерживается в самой нижней точке мешалки и не увеличивается, оставаясь стабильным. Одновременно слой серебряного порошка и спеченная пластина образуют предварительный фильтр → вторичный фильтр. Усовершенствованная структура фильтра не только обеспечивает фильтрующий эффект, но и защищает спеченную пластину.

Таким образом, продлевается период очистки спеченной пластины, что способствует нормальному производственной деятельности.

После периода опытного производства серебряный порошок, отфильтрованный с помощью интегрированного оборудования, оказался более стабильным, чем серебряный порошок, отфильтрованный традиционным фильтр-прессом. Содержание влаги в порошке снизилось на 7-8%, значительно улучшились производственные условия, и концентрация аммиака в цехе существенно уменьшилась. Отсутствует явное выделение аммиака, снижается трудозатраты рабочих, но повышаются требования к точности операций и увеличивается время работы по сравнению с предыдущим периодом.

Существующие проблемы и идеи по усовершенствованию нового типа полностью закрытого фильтропромывочного и сушащего оборудования «три в одном» для золотого и серебряного порошка.

Помимо проблем, выявленных и решенных в ходе практической работы, существуют и некоторые нерешенные проблемы, которые кратко описаны ниже:

Проблема 1: Негерметичность вала реактора нарушена. Поскольку установка моноблочного оборудования была приобретена и смонтирована на более позднем этапе, проектирование давления в реакторе не проводилось на начальном этапе проектирования. После последующей модернизации динамическое уплотнение реактора оказалось негерметичным, что влияет на давление в реакторе и оказывает определенное воздействие на нормальную работу мешалки реактора.

Проблема 2: Выходной патрубок универсального оборудования имеет большую длину, перепад высот между входом и выходом патрубка значителен, а выходное отверстие для жидкости расположено низко. Под действием фильтрата в трубопроводе сопротивление на выходе жидкости увеличивается, что не способствует фильтрации. Увеличение времени фильтрации негативно сказывается на бесперебойном процессе производства и одновременно приводит к легкому осаждению очень мелких частиц на выходе жидкости и засорению трубопровода.

Вопрос 3: После завершения работы каждого аппарата необходимо открывать и очищать ручной сливной клапан. В противном случае серебряный порошок прилипнет к внутренней стенке, клапан не будет герметично закрыт, и возникнет риск утечки жидкости. Этот этап сопряжен с большим объемом операций, и в процессе работы происходит утечка небольшого количества аммиака. Высокая концентрация аммиака в окружающей среде может оказывать определенное воздействие на операторов на месте.

Перспективы дальнейшего совершенствования нового полностью герметичного фильтрующего, промывочного и сушильного оборудования «три в одном».

После решения основных проблем, связанных с выбросами аммиака и содержанием воды в серебряном порошке, дальнейшее развитие проекта в основном сводится к двум пунктам.

(1) Максимально сократить время работы. В настоящее время, в зависимости от материала, универсальная машина обрабатывает материал одного реактора за 1,2–1,6 часа, а время обработки материала двух реакторов существующим пластинчато-рамным фильтр-прессом составляет около 1,5–2 часов. Учитывая текущее рабочее и свободное время нашего завода, производительность интегрированной машины несколько недостаточна, поэтому особенно важно сократить время работы интегрированной машины для обработки материала одного реактора до 0,6–0,8 часа, чтобы оно больше соответствовало реальным производственным потребностям.

(2) Весь процесс работы контролируется автоматически. Сама универсальная машина может автоматически управляться путем настройки, но для решения практических проблем, возникающих в производстве, в процесс работы добавлены этапы управления клапанами, связанными с реактором, поскольку большинство клапанов на реакторе управляются вручную, поэтому их нельзя напрямую связать с интегрированной машиной для достижения автоматического управления.

В то же время, сам процесс работы универсальной машины сложнее, чем у традиционного пластинчато-рамного фильтр-пресса, и предъявляет более высокие требования к точности операций. Если весь процесс можно будет контролировать автоматически, это снизит количество человеческих ошибок и уменьшит производственные затраты. Если все пройдет гладко, это будет очень полезно и выгодно.