Résumé
Dans le traitement hydrometallurgique et la production d'acide phosphorique par processus humide, les usines manipulent des lisières très abrasives contenant des particules solides telles que des cristaux de gypse, de la silice,et phosphate de roche non réagiCes boues détruisent rapidement les soupapes classiques. Deux technologies sont parfois envisagées pour mesurer ou isoler ces flux: la soupape rotative en poudre adaptée au service des boues liquides, la soupape rotative en poudre adaptée au service des boues liquides, la soupape rotative en poudre adaptée au service des boues liquides, la soupape rotative en poudre adaptée au service des boues liquides.et la soupape de priseBien que les deux puissent gérer des flux en plusieurs phases, leurs mécanismes d'usure, leur longévité d'étanchéité et leurs profils d'entretien diffèrent considérablement.Un alimentateur rotatif de serrure d'air fournit un compteur de déplacement positif avec des pièces d'usure renouvelablesUne soupape de boucle assure l'isolation avec une fermeture conique tournante.et l'adéquation opérationnelle pour les applications de lisier abrasif.
Une
soupape rotative en poudreadapté à la suspension abrasive est un alimentateur rotatif lourd avec un boîtier en fonte et un rotor conçu pour pomper ou mesurer la suspension d'épaisseur.les poches du rotor ne dépendent pas du remplissage par gravitéLe rotor agit comme une cavité progressive, transportant le lisier de l'entrée à la sortie.Le dégagement de pointe est plus large que dans le service à sec, généralement de 0,30 à 0,50 millimètre, pour accueillir la phase liquide et éviter le verrouillage hydraulique.et le trou du boîtier est revêtu de manches d'usure remplaçables en fer blanc à haute teneur en chrome ou en céramique d'alumineLes joints d'arbre sont des joints mécaniques adaptés à la pression de la suspension et à l'environnement chimique, et non des joints de bouche ou d'emballage.
Une soupape de bouchon pour le service de lisier est une soupape de quart de tour avec une boucle cylindrique ou conique qui tourne à l'intérieur d'un corps assorti.La prise a un ou plusieurs ports qui s'alignent avec l'entrée et la sortie lorsqu'elle est ouverteLorsqu'il est fermé, le bouchon tourne pour bloquer le chemin d'écoulement.Les soupapes de bouchon lubrifiées utilisent un scellant injecté sous pression entre la boucle et le corps pour réduire le frottement et créer un joint secondaireLes soupapes de prise non lubrifiées reposent sur une conception de port surélevée ou sur un manchon en élastomère pour obtenir une fermeture serrée.nécessitant un couple élevé en raison du contact de frottement entre les surfaces du bouchon et du corps.
Physiquement, la soupape rotative est un dispositif en rotation continue avec plusieurs chambres qui déplacent le liquide en masse.La soupape de prise est un dispositif intermittent avec un seul élément rotatifLa valve rotative peut mesurer le débit en réglant la vitesse.Ces différences fondamentales déterminent quelle technologie survit dans le service de lisier abrasif.
Pourquoi le choix entre une vanne rotative et une vanne à prise est important
Le fait de spécifier la mauvaise soupape pour le lisier abrasif crée des cauchemars de maintenance, des risques pour la sécurité et des pertes de production qui dépassent de loin le coût initial de l'équipement.
Taux d'usure dans les boues de plâtre
Dans le processus humide de production d'acide phosphorique, la réaction de l'acide sulfurique avec la roche phosphate produit une suspension de gypse contenant 25 à 35% de solides.Les cristaux de plâtre sont tranchants et très abrasifs.Une soupape de boucle avec une boucle recouverte d'élastomère peut durer de 3 à 6 mois avant que la doublure ne s'use et que la soupape ne fuie.mais la céramique est fragile et peut se fissurer par choc thermique ou impact mécaniqueUne soupape rotative avec un rotor à pointe en céramique et un trou en céramique traite le même lisier pendant 24 à 36 mois avant une révision majeure.La rotation continue du rotor empêche les zones stagnantes où le plâtre pourrait s'installer et durcirL'usure est répartie sur plusieurs extrémités plutôt que concentrée sur une seule surface d'étanchéité.la soupape rotative offre un taux d'usure nettement inférieur par tonne de débit.
Sélection des voies de vie et de fuite
Les soupapes de bouchon scellent le contact entre le bouchon et le corps.fuites de lisier à travers la zone de la tige de la vanne ou au-delà de la priseLes soupapes lubrifiées peuvent temporairement rétablir l'étanchéité en injectant un nouveau produit d'étanchéité, mais c'est une solution à court terme.Les soupapes rotatives scellent la clearance de pointe et les joints mécaniques à l'arbreLe dégagement de la pointe peut être ajusté plus largement pour accueillir la suspension sans sacrifier la capacité de pompage.Les joints mécaniques sont conçus pour l'environnement chimique et peuvent fonctionner pendant 12 à 24 mois dans le service de la suspensionLorsque l'étanchéité mécanique tombe en panne, il s'agit d'un mode de défaillance connu avec un remplacement prévisible.
L'impact de l'échelle et des tendances à l'échelle de la silice
Les boues d'acide phosphorique contiennent de la silice dissoute qui se précipite sous forme d'écailles sur les surfaces internes.augmentation du couple nécessaire au fonctionnement de la vanneDans une valve rotative, la rotation continue du rotor fournit une action d'auto-nettoyage.Les extrémités du rotor gratter le trou légèrement à chaque révolutionPour les services de mise à l'échelle, la vanne rotative est beaucoup plus tolérante.
La complexité de l'entretien et de la réparation
Le remplacement d'une soupape de prise dans une ligne de lisier nécessite de couper le tuyau, de retirer la soupape et d'installer une nouvelle unité.Une soupape de boucle en céramique est encore plus difficile à manipuler en raison de la fragilité de la céramiqueUne soupape rotative permet de tirer le rotor et de reconstruire ou de remplacer les extrémités sans retirer le boîtier de la ligne.Pour les installations disposant d'équipes d'entretien limitées, la soupape rotative offre un profil de réparation plus gérable.
Précision de mesure pour l'addition de réactifs
Dans l'hydrometallurgie, l'ajout précis de réactifs tels que le cyanure, la chaux ou les extracteurs de solvants est essentiel à l'efficacité de la récupération.Une vanne rotative fournit une mesure volumétrique des réactifs de lisier avec une précision de plus ou moins 2 à 3%La vitesse du rotor est réglée par un entraînement à fréquence variable répondant à un régulateur de débit.Essayer d'étrangler une soupape de prise dans le service de lisier accélère l'usure et détruit la doublure de prisePour le dosage de la suspension de réactif, la vanne rotative est la seule technologie viable.
Comment choisir entre une soupape rotative et une soupape de prise pour le lisier
La sélection dépend des caractéristiques du lisier, du cycle de travail et des exigences du procédé.
Scénario 1 Slurry de gypse dans les plantes à acide phosphorique
La suspension de gypse du réservoir d'attaque est très abrasive et corrosive. Une vanne rotative avec un boîtier en fer à haute teneur en chrome, un rotor à pointe en céramique et des joints mécaniques gère ce service de manière fiable.La vanne peut être utilisée comme un dispositif de mesure pour contrôler le taux de saignement à la zone de filtrationUne soupape de prise nécessiterait un remplacement fréquent et ne pourrait pas fournir de mesure.
Scénario 2 Dosage des boues de réactif en hydrométallurgie
Pour l'ajout de lisier de chaux ou de lisier de charbon actif aux réservoirs de lixiviation, une vanne rotative assure un dosage précis.La vitesse peut être réglée par le système de contrôle du processus pour maintenir le pH cible ou la concentration du réactifUne soupape de boucle ne fournirait que des commandes désactivées, entraînant une surdose ou une sous-dose.
Scénario 3 Isolement des lignes de boues pendant l'entretien
Lors de l'isolement d'une conduite de lisier pour l'entretien, une soupape de bouchon avec une doublure en céramique fournit un arrêt positif.Une valve rotative pourrait également servir cette fonction mais serait sur-construitPour l'isolation d'entretien, la soupape de prise est le choix économique.
Le débit de l'essence est supérieur au débit de l'essence.
Pour le transfert de lisier à des pressions supérieures à 10 bar, une soupape de boucle avec un corps correctement classé peut assurer l'isolation.Une soupape rotative pour de telles pressions nécessiterait un boîtier extrêmement lourd et des joints mécaniques spécialisésLe coût d'investissement d'une soupape rotative haute pression peut dépasser le budget.
Scénario 5 Slurry abrasif avec de grandes particules
Les boues contenant des particules grossières ou des fragments de roche peuvent bloquer un rotor de vanne rotative.Une soupape de bouchon avec une ouverture pleine peut faire passer de plus grandes particulesPour les boues de particules grossières, la soupape est plus tolérante.
Exemple d'application
Une usine d'engrais phosphatés au Maroc exploitait des vannes à boucles lubrifiées sur les conduites de mise en suspension de gypse des réservoirs d'attaque aux filtres.Les soupapes ont nécessité l'injection d'étanchéité à chaque changement et le remplacement complet tous les 4 mois en raison de l'usure de l'élastomère par le plâtre abrasifLe coût d'entretien dépassait les 180.000 dollars par an. Doebritz a remplacé les vannes de prise par des alimentateurs rotatifs de serrure d'air lourds dotés de rotors en céramique, de trous revêtus de céramique, d'un revêtement en céramique, d'un revêtement en céramique, d'un revêtement en céramique, d'un revêtement en céramique, d'un revêtement en céramique, d'un revêtement en céramique.d'une épaisseur n'excédant pas 1 mm,Les vannes rotatives fonctionnent depuis 32 mois avant que la première reconstruction du rotor ne soit nécessaire.L'usine a réduit de 76% les coûts d'entretien des vannes et éliminé les interruptions imprévues de l'alimentation des filtres qui avaient précédemment causé des pertes de production de 400 tonnes par jour..
Questions fréquentes
Une vanne rotative à poudre standard peut-elle gérer la suspension liquide?
Non. les vannes rotatives en poudre standard utilisent des joints de lèvres ou des emballages qui ne peuvent pas résister à la pression du liquide ou à la suspension abrasive.et composants en fer ou en céramique.
Comment une soupape à bouchon gère-t-elle les particules abrasives?
Les soupapes lubrifiées incorporent de petites particules dans le scellant, ce qui offre une certaine protection.Les soupapes à bouchon en céramique résistent à l'abrasion mais sont sujettes à des éclats d'impact.
Quelle soupape fournit un meilleur comptage pour la suspension
Une soupape rotative fournit une mesure volumétrique précise en réglant la vitesse du rotor.
Quel est l'intervalle de maintenance typique pour une soupape rotative à lisier
Avec des extrémités en céramique et des joints mécaniques, une soupape rotative à lisier fonctionne généralement de 18 à 36 mois avant un service majeur.
Doebritz fabrique-t-elle des soupapes de prise?
Doebritz est spécialisée dans les vannes rotatives en poudre et les alimentateurs rotatifs.Nous pouvons recommander des fournisseurs qualifiés et vous aider à spécifier le matériau de doublure correct pour votre chimie de la suspension.
Conclusion
Dans le service de lisier abrasif pour l'hydrometallurgie et la production d'acide phosphorique, la vanne rotative et la vanne de prise remplissent des rôles différents.manipulation d'une teneur élevée en solidesLes vannes à prise offrent une isolation simple pour l'entretien ou le service de particules grossières.Pour les procédés nécessitant un dosage précis des réactifs de suspension abrasive, l'alimentateur rotatif de l'écluse est la seule technologie qui offre un comptage fiable avec une usure gérable.la soupape de prise reste un choix pratiqueLa compréhension des mécanismes d'usure et des limites d'étanchéité de chaque dispositif assure la sélection correcte pour chaque service dans l'usine.
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