一、前言

泥浆水是一种水中含有一定量的微细泥颗粒的悬浮液体。泥浆的特性取决于它的成分，和当地的地质条件有关，一般有如下特性：外观土黄色，均匀有粘性，长时间静止不分层，比重1.20~1.46（其中黄沙比重1.6），含泥量20%~30%。PH值6~7。这些泥浆来源于建筑打桩、砂场、隧道山洞、矿山尾矿等。

建筑泥浆处理不当会污染环境、造成大量水土流失、淤塞河道、影响水质、破坏市政设施。

早期处理泥浆的方法有填埋、自然干燥等。这些较原始的方法费用高效率低，远远不能满足日益增长的泥浆处理需要，成了困扰工程正常施工的难题。因此，近年推出在泥浆脱水干化处理的基础上，进行真空吸滤、压滤和离心分离的新工艺。

有关人员对上述三种方法进行了对比试验，发现：

①真空吸滤法效果较差，原因是泥浆沉降在下层，抽真空时，泥层变得较密实，水难于吸出。

②压滤法效果尚可，但考虑如果用于现场需要配置压滤机，但这种泥浆水含泥量很高，不适于用压滤机，所以也很难用于施工现场。

③离心脱水干化法的处理效果比上述两种方法好的多，离心机密闭自动连续运行，不需要絮凝设备，适合于现场施工环境，可以从根本上取代目前原始落后的处理方式，提高处理效率，降低处理费用，保护城市环境，做到现场文明施工。

本文从泥浆处理对离心机的要求入手，详细分析了泥浆离心机的结构特点，并以应用实例进行说明。

二、泥浆处理对离心机的要求

1.单机处理量大

泥浆的产生有3个特点：

①产泥量大：施工机械一旦开机，在短时间内即可产生大量的泥浆。

②存储困难：现场没有大容积的泥浆池，直接排放会污染环境，汽车运输成本很高，就地处理是较好方案。

这就要求离心机的单机处理量大，有足够的“肚量”将泥浆吃进肚子及时“消化”掉。

③容易分离：泥浆的固相和液相比重差较大，容易分离，因此设计泥浆离心机时应取较小的长径比，而运行时应保持较大的差转速。

2.适应于恶劣现场

泥浆离心机往往安装在建筑工地现场，恶劣的环境要求离心机5个不怕：

①不怕风吹日晒：现场环境温度变化大，空气中存在大量的灰尘。

②不怕过载冲击：泥浆成分的变化，进料流量的波动，要求离心机要有足够的功率余量，有完善的保护措施。

③不怕泥砂磨损：转鼓内的固相颗粒（泥砂）像砂轮机一样在磨损着各个接触部位，要求这些部位具有足够高的抵抗磨损的能力。

④不怕电气干扰：现场大功率设备频繁起/停，各种电器设备运行时产生的电弧，致使电源电压大幅度波动，谐波干扰可能使仪器仪表失灵。

⑤不怕错误操作：建筑工人文化水平不高，离心机电气操作件要少，操作要简单，控制程序设计要容错。

三、泥浆离心机的设计要点

1.高耐磨

根据不同情况，关键部位采用硬质合金和转鼓防磨技术设计：

①碳化钨镍基合金粉喷焊（含碳化钨35%）。

②碳化钨焊条堆焊（含碳化钨60%）。

③硬质合金镶块、合金瓦、镶套（含碳化钨100%）。

④陶瓷镶块：其抗磨性能和硬质合金镶块基本相同。

实际应用证明，推力面硬质合金镶块可使螺旋输送器的寿命提高五倍以上（普通碳钢的硬度为HB＜241，碳化钨合金的硬度为HRa≥90）。

由于碳化钨合金价格昂贵，表面看来，离心机的初次投资高于普通材质离心机，但从长远角度看，设备寿命延长，维修费用降低，停机时间减少，这些实惠带来的经济效益远高于初次投资的差额。

2.大差速

泥浆离心机的差速器有2个特点：小速比和大扭矩

①小速比

差转速的大小主要取决于所需排渣量的大小、差转速太高时沉渣在干燥区的停留时间减少会使沉渣的含湿率增高，但差转速过低会增大螺旋的推料力矩，明显降低螺旋的输渣效率并使螺旋受到的扭矩增大而损坏差速器。泥浆离心机的差速器速比要选得小，以获取较大差速。

②大扭矩

差速器是在高速、重载、不断承受冲击交变载荷的恶劣工作条件下运转，故要求差速器的抗过载冲击及抗扭震性能特别好。

差速器为20KN.m的大扭矩液压马达，其传动效率高，传动平稳，体积小，是同样功率的行星差速器体积的1/2，并且噪音低，振动小，可无级调速，使固液分离达到较好组合。如果因物料的变化，使螺旋受到的负载增加，压力升高，模拟控制器会释放出更多的流量，螺旋转速加快，防止螺旋堵塞，保证了正常的工作，当工作压力恢复正常时，螺旋仍能按正常的差转速恒定转动。液压差速器可以在转鼓不转动的情况下使螺旋转动。可快速排渣清除转鼓内的沉渣，使转鼓清洗更干净。

3.户外型

安装在现场的电器设备应选用户外型，例如：主/副电机、污泥输送机电机、各种泵电机、各种阀以及声光报警系统等。

4.傻瓜式

电气控制功能力求简单实用，特别强调可靠性和操作简单，可采取下述措施：

①主变频器为重载型，功率比电机功率提高一档。

②和现场设备有关的模拟量输入/输出光电隔离。

③注意防雷电设计。

④采用触摸屏人机界面。

四、应用实例

1.泥浆离心机在尾矿废水处理中的应用

龙蟒集团是四川省“十一五”重点扶持的百亿元企业之一，其主导产品——饲料磷酸盐产能居亚洲之首，钛白粉单装置能在国内居首。

南漳龙蟒有限责任公司每天产生大量的尾矿废水，自2009年3月起开始使用卧螺离心机，一举解决了多年来一直困扰他们的尾矿废水处理难题。

2.经济效益

卧螺离心机处理尾矿，产生了良好的经济效益：

①节省絮凝剂成本

以前使用带式压滤机每天需要消耗大量的药剂，由于泥浆离心机处理尾矿不需要添加絮凝剂，因此降低了成本。

②泥浆离心机采用双电机双变频驱动，可以节省电费。

③表面上看离心机单台价格较贵，但带式压滤机配套有絮凝罐、空压机、水泵水箱以及除臭抽风机，多占厂房面积，加起来总投资大大超过了离心脱水机成本。

尾矿综合利用，变废为宝，既保护了资源，又充分利用了资源，同时又净化了环境，可谓一举多得。

3.电气控制

①手动/自动两种操作方式：

手动方式：每一台电动机，每一台泵和每一台阀门都可以单独启动/停车，适用于修理和调试阶段。

自动方式：按一个键，所有设备接收程序控制，适用于运行阶段。

②恒差速/恒力矩两种控制模式：

恒差速控制：差速一经设定，始终保持不变。用于稳定泥饼的干度，稳定每小时处理量。

恒力矩控制：将螺旋推料力矩稳定在合适的大小，适用于进泥流量和进泥性质变化很大的场合。

③彩色触摸屏操作界面：显示直观生动，一看就会，一触就灵，真正的傻瓜式操作。

五、结论

1.泥浆离心机的关键是大处理量和高耐磨能力。

2.泥浆离心机的结构特点是：长径比小，差速器扭矩大速比小。

3.泥浆离心机的运行特点是：低转速，大差速。

离心脱水法处理泥浆水具有自动连续密闭运行、无需添加絮凝剂、现场适用性强等特点，在今后很长一段时期内，必定占据主导地位。