氧化鋁蒸發(fā)除鹽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

河南義翔鋁業(yè)公司 江景龍 衛(wèi)學(xué)武 龐二中

本文，筆者以河南義翔鋁業(yè)公司為例，從氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中除鹽工序的必要性出發(fā)，進(jìn)行除鹽系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計(jì)、關(guān)鍵設(shè)備的選型、輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)等，通過(guò)實(shí)踐證明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

一、蒸發(fā)工序除鹽的必要性

在拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的工藝流程中，母液中含有的鹽類主要有碳酸鈉、硫酸鈉等，其中以碳酸鈉含量居多。在母液增濃過(guò)程中，由于各種鹽類濃度提高，這些鹽類將結(jié)晶析出，結(jié)晶物會(huì)附著在蒸發(fā)器板片上以及溶出管道的管壁上，并不斷生長(zhǎng)，最終形成極為致密堅(jiān)硬的結(jié)疤，致使蒸發(fā)效率和溶出效率下降，進(jìn)而不能滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，因此需要停車處理結(jié)疤。蒸發(fā)母液中的碳酸鈉濃度過(guò)高，結(jié)晶物還會(huì)隨著流程進(jìn)入槽罐內(nèi)沉積，增加了清理槽罐的工作量。綜合以上不利因素，有必要分離蒸發(fā)母液中的碳酸鈉，分離出的碳鹽可以進(jìn)行苛化，以回收苛性堿，減少系統(tǒng)堿耗?？粱磻?yīng)方程式如下：

二、除鹽工藝流程設(shè)計(jì)

在工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)主要遵循了以下幾個(gè)方面的原則。

1.設(shè)備間的管道連接盡能的短而直，以減少人工補(bǔ)償和由熱脹位移所產(chǎn)生的力和力矩。

2.由于管法蘭處易泄露，故生產(chǎn)管道除與設(shè)備接口和法蘭閥門、特殊管件連接處采用法蘭連接外，其他均采用對(duì)焊連接。

3.管線有坡向并設(shè)置放料閥，以免管內(nèi)或設(shè)備內(nèi)積液。

4.進(jìn)料-脫水-卸料-洗網(wǎng)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)能實(shí)現(xiàn)自循環(huán)且自動(dòng)化進(jìn)行，以減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

按照上述原則設(shè)計(jì)的工藝路線如圖1和圖2所示。

三、離心機(jī)的選型

離心機(jī)是除鹽系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，國(guó)內(nèi)外廠家生產(chǎn)的離心機(jī)型式有數(shù)十種，各有其特點(diǎn)。離心機(jī)設(shè)備選型的基本原則是首先確定物料分離方式，然后根據(jù)物料特性及對(duì)產(chǎn)品的要求決定選用離心機(jī)的型式。氧化鋁蒸發(fā)除鹽系統(tǒng)屬液固分離形式，宜選用過(guò)濾式離心機(jī)。本文中，筆者根據(jù)表1中的工藝指標(biāo)，決定選用GK1250-NB轉(zhuǎn)鼓型自動(dòng)刮刀卸料離心機(jī)。

表1 工藝指標(biāo)

四、輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的設(shè)備配置應(yīng)盡量利用原有裝備，以節(jié)約資金?？紤]到進(jìn)料固含的穩(wěn)定性，筆者設(shè)計(jì)制作了穩(wěn)壓槽及旋流器各一個(gè)，穩(wěn)壓槽的大小及旋流器的規(guī)格以離心機(jī)進(jìn)料流量為設(shè)計(jì)依據(jù)，穩(wěn)壓槽的規(guī)格為Φ1 200×1 200，旋流器結(jié)構(gòu)尺寸如圖3所示。

五、結(jié)論

除鹽系統(tǒng)投入使用后，離心機(jī)、旋流器、控制系統(tǒng)等設(shè)備的性能滿足工藝要求，產(chǎn)能可達(dá)2.5 t/h，從而有效降低了氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)中的碳鹽含量，提高了管道化溶出效率，減輕了職工清理槽罐的勞動(dòng)強(qiáng)度，用實(shí)踐證明了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性與實(shí)用性。