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冶煉廠100kｔ/ａ鋅氧壓浸出鎵鍺回收技改項(xiàng)目投產(chǎn)已3年,為使礦漿液置換后快速分離，實(shí)現(xiàn)鎵鍺的回收，浸出車間采用XMZ160型廂式隔膜自動壓濾機(jī)進(jìn)行了過濾分離。該filter press是一種間歇性操作的加壓過濾設(shè)備，采用機(jī)、電、儀一體化設(shè)計(jì)制造,結(jié)構(gòu)合理、操作簡單、維護(hù)方便、安全可靠。

結(jié)構(gòu)及工作原理

冶煉廠采用的XMZ160型廂式隔膜自動壓濾機(jī)由機(jī)架、自動拉板、過濾部分、液壓部分和電氣控制部分等五大部分組成,其結(jié)構(gòu)見圖1。XMZ160型廂式隔膜自動壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)如下：

1)機(jī)架部分機(jī)架是整套設(shè)備的基礎(chǔ),主要用于支撐過濾機(jī)構(gòu)和拉板機(jī)構(gòu),由止推板、壓緊板、機(jī)座、油缸體和主梁等連接組成。

2)自動拉板部分拉板系統(tǒng)由變頻電機(jī)、拉板小車、鏈輪、鏈條等組成,在PLC的控制下,變頻電機(jī)轉(zhuǎn)動,通過鏈條帶動拉板小車完成取拉板動作。除程序控制外,還可手動控制,能隨時(shí)控制拉板過程中的前進(jìn)、停止、后退動作,以保證卸料的順利進(jìn)行。3)過濾部分過濾部分是由整齊排列在主梁上的普通廂式濾板、隔膜濾板和夾在濾板之間的過濾介質(zhì)所組成。

4)液壓部分液壓部分是主機(jī)完成各種動作的動力裝置,在電氣控制系統(tǒng)的作用下,通過油缸、油泵及液壓元件來完成各種工作,可實(shí)現(xiàn)自動壓緊、自動補(bǔ)壓及自動松開等功能。

5)電氣控制部分電氣控制部分是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心,主要由變頻器、可編程控制器(PLC)、熱繼電器、斷路器、空氣開關(guān)、中間繼電器、接觸器、按扭開關(guān)及電源指示燈等組成。自動壓濾機(jī)工作過程的轉(zhuǎn)換是靠PLC內(nèi)計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、中間繼電器和PLC外部的限位開關(guān)、壓力繼電器、電接點(diǎn)壓力表、控制按鈕等的信號轉(zhuǎn)換而完成的。工作過程可分為高壓卸荷(僅配柱塞泵的泵站有此工作程序)、松開、取板、拉板、壓緊、保壓和補(bǔ)壓等。

PLC

PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī),其編程語言包括：梯形圖編程語言LD、指令語句表編程語言、功能塊圖編程語言、順序功能圖編程語言等[1]。丹霞冶煉廠使用的PLC的型號是CPU224,其硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

PLC的周期掃描機(jī)制

當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí),CPU逐個(gè)執(zhí)行用戶程序操作,PLC利用系統(tǒng)軟件在其內(nèi)部建立一個(gè)輸入輸出映像區(qū)。當(dāng)PLC的CPU執(zhí)行用戶程序時(shí),從輸入映像區(qū)讀取輸入信號,進(jìn)行相應(yīng)操作,并通過數(shù)據(jù)線連接到中控室的DCS，并通過PLS操作畫面顯示使操作者直觀了解壓濾機(jī)的狀態(tài)。對輸入、輸出信號的操作過程稱為I/O刷新。當(dāng)I/O刷新完成后,CPU再從用戶程序的第一條指令開始，進(jìn)行下一次程序執(zhí)行,PLC的這種工作方式被稱為掃描方式。

存在問題

壓濾機(jī)的工作環(huán)境惡劣,長期處于多介質(zhì)、潮濕的腐蝕空氣中，導(dǎo)致電氣控制箱結(jié)晶嚴(yán)重,線路導(dǎo)電性能差。部分線路因?yàn)榻Y(jié)晶導(dǎo)電出現(xiàn)短路,程序自動運(yùn)行，執(zhí)行誤操作，如自動卸壓、翻板打開等。壓濾機(jī)的PLC多是輸入、輸出接口,長期處于潮濕且?guī)в袑?dǎo)電離子的環(huán)境當(dāng)中，也非常容易造成短路現(xiàn)象。如果行程開關(guān)或者按鈕的按點(diǎn)發(fā)生短路，會給PLC提供錯(cuò)誤的信號輸入,系統(tǒng)程序易出錯(cuò),使得壓濾機(jī)自動誤操作,造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。且由于酸霧長期籠罩在接口上,水汽一干,便會出現(xiàn)嚴(yán)重的硫酸鋅結(jié)晶,不易清理,大量消耗備品備件。

改進(jìn)措施

1)電氣控制系統(tǒng)為克服復(fù)雜的環(huán)境，本車間改進(jìn)控制柜門的開關(guān),盡量減少柜門的開關(guān)次數(shù)。其次在安裝PLC的控制柜里加裝燈泡給各線路加熱，并進(jìn)行簡易的烘烤。試驗(yàn)證明,改進(jìn)措施效果顯著。限位開關(guān)、行程開關(guān)、電磁閥由于直接暴露在環(huán)境當(dāng)中,極易被結(jié)晶卡住,使得PLC一直有信號輸入或者一直都沒有輸入信號，因此需要經(jīng)常清理結(jié)晶。本車間專門為液壓站系統(tǒng)加裝了防護(hù)蓋，既避免了偶爾液體噴濺造成的環(huán)境衛(wèi)生問題,也阻止了溶液對電磁換向閥接頭的污染。

2)壓濾機(jī)材質(zhì)的改進(jìn)

(1)濾布的改進(jìn)與選型。為了進(jìn)一步簡化壓濾機(jī)的操作,減少工人的勞動強(qiáng)度,車間大膽對濾布原有安裝方法加以改進(jìn),將原來用濾布穿孔式的布帶捆綁固定方法,改為濾布夾板式,同時(shí)試驗(yàn)了各種濾布型號,最終選擇了一種渣易壓干、濾液不跑渾、工人卸渣方便的濾布。試驗(yàn)結(jié)果表明,壓濾機(jī)過濾效果有明顯提高,工人的勞動強(qiáng)度也大大降低。

(2)更換翻板、進(jìn)液軸。壓濾溶液因?yàn)闇囟群退岫容^高極易對普通材質(zhì)造成腐蝕。溶液進(jìn)入壓濾機(jī)后,原配進(jìn)液軸被腐蝕速度快,漏點(diǎn)難找,補(bǔ)焊較困難,且次數(shù)頻繁；其次翻板材質(zhì)薄,易變形,造成漏液現(xiàn)象。針對上述情況,將原來的304不銹鋼升級為316L,改進(jìn)后基本沒有再出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

(3)取消濾板出液閥。原裝的濾板上都安裝了出液閥,但由于溶液含鋅高,容易造成濾板孔堵塞,影響出液流量；且更換濾布時(shí)需要重新安裝和拆除出液閥,工作量大而繁瑣。為解決這一難題,技術(shù)人員決定取消出液閥,在接液溜槽一邊進(jìn)行加高，作為擋液板，改進(jìn)后流量增大,結(jié)晶易清理。

總結(jié)

XMZ160/1250-65U型壓濾機(jī)的應(yīng)用情況，證明該種類型的壓濾機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)濾板壓緊、過濾、壓榨、反吹、洗滌、濾板松開、卸料等各道工序的自動化控制,較快地完成固液分離,應(yīng)用前景非常廣泛。在實(shí)際使用過程中，對于各種工況下出現(xiàn)的新問題,技術(shù)人員還需不斷地分析試驗(yàn),盡量避開缺點(diǎn),利用優(yōu)點(diǎn),從而有效地發(fā)揮其最大作用。