一、前言

泥漿水是一種水中含有一定量的微細泥顆粒的懸浮液體。泥漿的特性取決于它的成分，和當地的地質條件有關，一般有如下特性：外觀土黃色，均勻有粘性，長時間靜止不分層，比重1.20~1.46（其中黃沙比重1.6），含泥量20%~30%。PH值6~7。這些泥漿來源于建筑打樁、砂場、隧道山洞、礦山尾礦等。

建筑泥漿處理不當會污染環境、造成大量水土流失、淤塞河道、影響水質、破壞市政設施。

早期處理泥漿的方法有填埋、自然干燥等。這些較原始的方法費用高效率低，遠遠不能滿足日益增長的泥漿處理需要，成了困擾工程正常施工的難題。因此，近年推出在泥漿脫水干化處理的基礎上，進行真空吸濾、壓濾和離心分離的新工藝。

有關人員對上述三種方法進行了對比試驗，發現：

①真空吸濾法效果較差，原因是泥漿沉降在下層，抽真空時，泥層變得較密實，水難于吸出。

②壓濾法效果尚可，但考慮如果用于現場需要配置壓濾機，但這種泥漿水含泥量很高，不適于用壓濾機，所以也很難用于施工現場。

③離心脫水干化法的處理效果比上述兩種方法好的多，離心機密閉自動連續運行，不需要絮凝設備，適合于現場施工環境，可以從根本上取代目前原始落后的處理方式，提高處理效率，降低處理費用，保護城市環境，做到現場文明施工。

本文從泥漿處理對離心機的要求入手，詳細分析了泥漿離心機的結構特點，并以應用實例進行說明。

二、泥漿處理對離心機的要求

1.單機處理量大

泥漿的產生有3個特點：

①產泥量大：施工機械一旦開機，在短時間內即可產生大量的泥漿。

②存儲困難：現場沒有大容積的泥漿池，直接排放會污染環境，汽車運輸成本很高，就地處理是較好方案。

這就要求離心機的單機處理量大，有足夠的“肚量”將泥漿吃進肚子及時“消化”掉。

③容易分離：泥漿的固相和液相比重差較大，容易分離，因此設計泥漿離心機時應取較小的長徑比，而運行時應保持較大的差轉速。

2.適應于惡劣現場

泥漿離心機往往安裝在建筑工地現場，惡劣的環境要求離心機5個不怕：

①不怕風吹日曬：現場環境溫度變化大，空氣中存在大量的灰塵。

②不怕過載沖擊：泥漿成分的變化，進料流量的波動，要求離心機要有足夠的功率余量，有完善的保護措施。

③不怕泥砂磨損：轉鼓內的固相顆粒（泥砂）像砂輪機一樣在磨損著各個接觸部位，要求這些部位具有足夠高的抵抗磨損的能力。

④不怕電氣干擾：現場大功率設備頻繁起/停，各種電器設備運行時產生的電弧，致使電源電壓大幅度波動，諧波干擾可能使儀器儀表失靈。

⑤不怕錯誤操作：建筑工人文化水平不高，離心機電氣操作件要少，操作要簡單，控制程序設計要容錯。

三、泥漿離心機的設計要點

1.高耐磨

根據不同情況，關鍵部位采用硬質合金和轉鼓防磨技術設計：

①碳化鎢鎳基合金粉噴焊（含碳化鎢35%）。

②碳化鎢焊條堆焊（含碳化鎢60%）。

③硬質合金鑲塊、合金瓦、鑲套（含碳化鎢100%）。

④陶瓷鑲塊：其抗磨性能和硬質合金鑲塊基本相同。

實際應用證明，推力面硬質合金鑲塊可使螺旋輸送器的壽命提高五倍以上（普通碳鋼的硬度為HB＜241，碳化鎢合金的硬度為HRa≥90）。

由于碳化鎢合金價格昂貴，表面看來，離心機的初次投資高于普通材質離心機，但從長遠角度看，設備壽命延長，維修費用降低，停機時間減少，這些實惠帶來的經濟效益遠高于初次投資的差額。

2.大差速

泥漿離心機的差速器有2個特點：小速比和大扭矩

①小速比

差轉速的大小主要取決于所需排渣量的大小、差轉速太高時沉渣在干燥區的停留時間減少會使沉渣的含濕率增高，但差轉速過低會增大螺旋的推料力矩，明顯降低螺旋的輸渣效率并使螺旋受到的扭矩增大而損壞差速器。泥漿離心機的差速器速比要選得小，以獲取較大差速。

②大扭矩

差速器是在高速、重載、不斷承受沖擊交變載荷的惡劣工作條件下運轉，故要求差速器的抗過載沖擊及抗扭震性能特別好。

差速器為20KN.m的大扭矩液壓馬達，其傳動效率高，傳動平穩，體積小，是同樣功率的行星差速器體積的1/2，并且噪音低，振動小，可無級調速，使固液分離達到較好組合。如果因物料的變化，使螺旋受到的負載增加，壓力升高，模擬控制器會釋放出更多的流量，螺旋轉速加快，防止螺旋堵塞，保證了正常的工作，當工作壓力恢復正常時，螺旋仍能按正常的差轉速恒定轉動。液壓差速器可以在轉鼓不轉動的情況下使螺旋轉動。可快速排渣清除轉鼓內的沉渣，使轉鼓清洗更干凈。

3.戶外型

安裝在現場的電器設備應選用戶外型，例如：主/副電機、污泥輸送機電機、各種泵電機、各種閥以及聲光報警系統等。

4.傻瓜式

電氣控制功能力求簡單實用，特別強調可靠性和操作簡單，可采取下述措施：

①主變頻器為重載型，功率比電機功率提高一檔。

②和現場設備有關的模擬量輸入/輸出光電隔離。

③注意防雷電設計。

④采用觸摸屏人機界面。

四、應用實例

1.泥漿離心機在尾礦廢水處理中的應用

龍蟒集團是四川省“十一五”重點扶持的百億元企業之一，其主導產品——飼料磷酸鹽產能居亞洲之首，鈦白粉單裝置能在國內居首。

南漳龍蟒有限責任公司每天產生大量的尾礦廢水，自2009年3月起開始使用臥螺離心機，一舉解決了多年來一直困擾他們的尾礦廢水處理難題。

2.經濟效益

臥螺離心機處理尾礦，產生了良好的經濟效益：

①節省絮凝劑成本

以前使用帶式壓濾機每天需要消耗大量的藥劑，由于泥漿離心機處理尾礦不需要添加絮凝劑，因此降低了成本。

②泥漿離心機采用雙電機雙變頻驅動，可以節省電費。

③表面上看離心機單臺價格較貴，但帶式壓濾機配套有絮凝罐、空壓機、水泵水箱以及除臭抽風機，多占廠房面積，加起來總投資大大超過了離心脫水機成本。

尾礦綜合利用，變廢為寶，既保護了資源，又充分利用了資源，同時又凈化了環境，可謂一舉多得。

3.電氣控制

①手動/自動兩種操作方式：

手動方式：每一臺電動機，每一臺泵和每一臺閥門都可以單獨啟動/停車，適用于修理和調試階段。

自動方式：按一個鍵，所有設備接收程序控制，適用于運行階段。

②恒差速/恒力矩兩種控制模式：

恒差速控制：差速一經設定，始終保持不變。用于穩定泥餅的干度，穩定每小時處理量。

恒力矩控制：將螺旋推料力矩穩定在合適的大小，適用于進泥流量和進泥性質變化很大的場合。

③彩色觸摸屏操作界面：顯示直觀生動，一看就會，一觸就靈，真正的傻瓜式操作。

五、結論

1.泥漿離心機的關鍵是大處理量和高耐磨能力。

2.泥漿離心機的結構特點是：長徑比小，差速器扭矩大速比小。

3.泥漿離心機的運行特點是：低轉速，大差速。

離心脫水法處理泥漿水具有自動連續密閉運行、無需添加絮凝劑、現場適用性強等特點，在今后很長一段時期內，必定占據主導地位。