近年來，臥螺沉降卸料離心機在水處理和許多化工領域中的應用已越來越廣泛，具有液固分離速度快、能長期連續運轉、無濾網和濾布、維修方便等特點。在氧化鋁生產工藝流程中，對于溶出液的赤泥分離，傳統工藝采用分離槽進行沉降分離，分離速度慢，容易引起二次反應。根據臥螺離心機的特點，結合氧化鋁溶出漿液的物料特性，利用臥螺離心機實現溶出漿液的快速分離是氧化鋁赤泥分離技術的一個發展方向。已有部分氧化鋁廠進行了這方面的嘗試，但尚無成功應用的先例。

先期采用LW530×2270N Y型離心機，在中國鋁業公司中州分公司中州分公司氧化鋁廠進行了一年的快速分離試驗，在此基礎上于2004年7月開始產業化項目的建設，并將機型增大為LW900×3600N YD型，共安裝6臺。通過在實踐中的不斷摸索和改進，取得了一定的經驗，離心機的運行工況和效果得到了大幅改善和提高。

1 臥螺沉降離心機的結構和工作原理

1.1 LW900×3600N YD離心機參數

轉鼓直徑（大端）：900mm

轉鼓長徑比：4:1

轉鼓型式：圓柱-圓錐型

螺旋型式：單頭、左旋、超前

溢流堰板：可調節范圍12mm～52mm

分離因數：1630

轉鼓轉速變頻調速：0～1800r/min

液壓差速器差速范圍：2～50r/min

處理能力：80m3/h～120m3/h（視物料的性能）

電機功率：主電機110kW，差速器主電機37kW

1.2 LW900×3600N YD離心機結構

該離心機由轉鼓、螺旋輸送器、液壓差速器、液壓泵站、主軸承、機座、液固相收集腔、上蓋、電機傳動和變頻器電控柜等組成。

1.3 工作原理

啟動液壓電機，使轉鼓與螺旋產生差速，通過主機變頻器逐步升速到額定轉速，在液壓差速器的作用下，使螺旋產生一個超前轉鼓的穩定差轉速，以實現螺旋的卸料功能。

機器轉速穩定后，懸浮液由進料管進入離心機，在強大的離心力場作用下，比重大的固體粒子被甩在沉降壁面上，并很快沉積在轉鼓的內壁上，在螺旋的推動下，沉渣不斷被推向轉鼓的小端，從出渣口排出，清液則由轉鼓大端的溢流孔排出。在整個分離過程中，懸浮液不斷地輸入，澄清的液相不斷排出，從而實現了連續自動分離。

2 離心機的運行狀況及改善措施

LW900×3600N YD離心機是在前期試驗的基礎上建成的，由于試驗機的機型小，在試驗機上取得的數據進行適當處理后應用于LW900×3600N YD離心機的開發尚需實踐的檢驗。因此產業化項目建成后，LW900×3600N YD離心機的運行是在不斷嘗試、不斷改進中進行的。

利用離心機進行對溶出液的快速赤泥分離，所得到的各項工藝指標均優于或等于利用傳統工藝得到的指標，這點在理論及工業試驗上都得到了驗證。現在的關鍵問題是離心機的連續穩定運行時間。因此對影響離心機穩定運行的因素進行分析是很有必要的。

2.1 結疤的影響

強化燒結熟料溶出漿液中的主要成分為鋁酸鈉溶液，其中還含有大量的SiO₂、CaO、Fe₂O₃等礦物成分，溶出漿液的粘度很大，且極易膠結。結疤成為影響離心機穩定運行的主要因素。從三個方面試驗結疤對離心機的影響程度，即結疤對轉子系統（轉鼓和螺旋）平衡的影響、結疤對離心機結構方面的影響、結疤對工藝操作方面的影響。

2.1.1 結疤對轉子系統平衡的影響

臥螺離心機在運行過程中，如果被分離介質很容易導致轉子平衡系統受到破壞，則該離心機將不能適應氧化鋁赤泥分離流程。目前我國行業標準規定：臥螺離心機零部件（指旋轉部件）動平衡精度等級為G6.3級，整機的振動烈度指標空載為7.1mm/s，負載為11.2mm/s。

轉子旋轉時，由于種種原因使轉子的主慣性軸與旋轉軸不重合而產生不平衡離心力。不平衡量越大，偏移量越大，造成的設備振動也就越大。即使非常小的偏心距，由于高速旋轉，轉子也會產生很大的離心力。

轉鼓分三段，清液區、進料區和排渣區。

試驗機連續運行7天后停車檢查結疤情況，清液區為：轉鼓內結疤8mm～10mm，螺旋結疤3mm～5mm，呈深藍色；進料區：轉鼓內結疤8mm～10mm，螺旋結疤3mm～5mm，呈褐色。設備連續運行15天后，轉鼓內壁結疤約為20mm。結疤均勻附著于轉鼓內壁及螺旋表面，結構致密、堅硬。

在連續運轉的狀態下，離心機的振動沒有發生明顯變化，也就是說物料在離心機轉鼓及螺旋上的結疤是均勻的，沒有產生明顯的偏心質量。因此，轉鼓內結疤不會對離心機轉子系統的平衡產生明顯的影響。

2.1.2 結疤對離心機結構方面的影響

離心機在運行過程中曾經常出現因排渣口堵料而停車的現象，經打開設備檢查發現，螺旋出渣口與離心機外殼間已結滿泥渣，越往外側結疤越致密堅硬。如果發現堵料后未及時停車，則螺旋葉片之間、螺旋與轉鼓內壁之間會被厚達200mm以上的結疤層連為一體。

采取措施：在出渣口處設置合理的高壓沖洗管路，隨時沖刷甩在離心機外罩殼上的泥漿。

2.1.3 結疤對工藝操作方面的影響

由于溶出漿液粘度大，附著力強，所以在設備停車前必須先斷料，并用洗液迅速涮車，否則料漿很快會沉淀于轉鼓下部并迅速結疤，破壞轉子系統的平衡。同時，必須保證進料完全斷開，不能有料漿滲漏進轉鼓內。

在工藝管路控制方面，現在還沒有一種閥門能長期有效隔離料漿，因為閥門的密封面會很快被結疤破壞。

采取措施：設置旁通管路，將因閥門密封不嚴而滲漏的料漿引入底流槽。

2.2 離心機自身結構的影響

2.2.1 軸向密封效果差，軸承易損壞

試驗中因軸承損壞，曾造成兩次停機檢修。

經拆檢發現有物料沿軸頸進入軸承內部，破壞了軸承的潤滑環境。離心機在軸承軸向密封方面的結構不合理，僅是在殼體的兩端采用了毛氈密封，這對易結硬的物料基本上不起作用。

采取措施，在軸頸處增設甩水環。

2.2.2 外罩殼為密閉型，罩殼內的廢氣難以排出

流程中的物料溫度在85℃左右，其產生的含堿的水蒸氣只能從機殼兩側軸頸處排出，造成傳動系統污染，易出故障。

采取措施：在外罩殼上部增設拔氣筒。

2.2.3 螺旋進料口易磨損

由于螺旋進料部位的結構為垂直出料，造成物料反射，使螺旋進料口磨損嚴重，因此會降低設備的使用壽命。

采取措施：在螺旋進料口處設置導向頭，使來料以導向頭曲線的切線方向自螺旋進料口進入轉鼓內部。

2.2.4 未設溢流裝置

試驗中進料量波動，進入分離機的物料有時大于設定的產能，形成進料口倒料。試驗機對物料波動特別是進料量大于設計產能時的情況，沒有應對措施，造成環境污染。

2.2.5 部件制作工藝的影響

轉鼓大端空心軸直接與滾針軸承外圈配合，起支撐轉鼓的作用。該空心軸與大端法蘭垂直焊接，無過渡導角，導致焊接處應力集中，在運行過程中該處出現過3臺次焊縫裂紋。經過改造，在該處增加應力過渡帶，問題得以解決。

3 結語

離心機在運行過程中雖然也暴露出一些問題，但這些問題并未涉及到阻礙離心機運行的關鍵環節。大直徑、大長徑比的臥螺沉降式離心機應用于氧化鋁生產赤泥分離是可行的。

4 下一步的工作方向

（1）逐步提高離心機進料量，在80m3/h～120m3/h的狀態下考驗離心機的性能。

（2）盡量減少結疤對流程的影響，采用一臺喂料泵對一臺離心機的生產組織模式。

（3）采用旋轉接頭喂料，解決進料管漏料問題。