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      淺析絮凝劑在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用與管理

      2017-03-06 15:03:32周海娟河南能源化工義煤公司義翔鋁業(yè)河南三門峽472435
      化工管理 2017年32期
      關(guān)鍵詞:液固赤泥絮凝劑

      周海娟(河南能源化工義煤公司義翔鋁業(yè),河南 三門峽 472435)

      淺析絮凝劑在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用與管理

      周海娟(河南能源化工義煤公司義翔鋁業(yè),河南 三門峽 472435)

      在氧化鋁生產(chǎn)過程中,沉降分離是影響氧化鋁效益及其產(chǎn)品質(zhì)量的一個重環(huán)節(jié),添加絮凝劑是目前普遍采用并行之有效的沉降分離方法,目前絮凝劑的類型較多,各氧化鋁廠不但要重視絮凝劑的正確選型,更要重視絮凝劑的配制濃度、使用時的溫度以及管理方法。通過分析絮凝劑的特性和使用條件,進一步了解高分子絮凝劑在氧化鋁生產(chǎn)中的高效應(yīng)用。

      沉降效果;氧化鋁;沉降槽;絮凝劑

      氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中溶出后的赤泥漿液是一種由鋁酸鈉溶液和赤泥顆粒組成的混合物[1]。這種赤泥混合物只能通過沉降槽進行液固分離后產(chǎn)出粗液,再通過立式葉濾機進行過濾,得到浮游物更小的鋁酸鈉溶液(精液),才能分解出合格的氫氧化鋁產(chǎn)品。在此過程中,沉降槽的分離效果直接影響鋁酸鈉溶液中浮游物的高低,進而影響精液的質(zhì)量。在氧化鋁生產(chǎn)中,采用自然沉降,很難達到液固分離的效果,必須添加絮凝劑促進沉降槽中赤泥漿液的液固分離,降低粗液浮游物,才能得到合格的精液,保證生產(chǎn)的順利進行。

      要保證沉降槽中赤泥漿液的液固分離,除了在設(shè)備上選擇高效沉降槽外,還要選擇好合適本廠礦石的絮凝劑。在氧化鋁生產(chǎn)過程中,大多數(shù)廠家在絮凝劑的選型上投入的精力較多,而對絮凝劑的使用條件有所忽略,比如:絮凝劑溶劑的選擇、配制濃度、熟化多長時間以及添加點的選擇等。

      1 合成有機高分子絮凝劑的種類

      目前,在氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中絕大多數(shù)采用合成有機高分子絮凝劑,合成高分子絮凝劑與赤泥進行多點吸附,是依靠長鏈分子與微粒間的橋聯(lián)作用,絮凝劑與赤泥產(chǎn)生吸附,形成大塊絮團,通過重力場的作用進行沉降,達到液固分離的目的,其絮凝效果比傳統(tǒng)的無機絮凝劑高十幾倍甚至幾十倍[2]。

      1.1 聚丙烯酰胺類絮凝劑

      聚丙烯酰胺簡稱PAM,產(chǎn)品主要形式有水溶液乳液絮凝劑和粉狀絮凝劑。粉狀絮凝劑不宜溶解,乳液絮凝劑溶解性能較好,提高溶劑溫度能促進絮凝劑溶解,但一般不宜超過50℃,以防止降解及產(chǎn)生其他反應(yīng)。常見的乳液聚丙烯酸鈉被用于赤泥分離槽,粉狀絮凝劑被用于洗滌沉降槽,赤泥的沉降速度隨赤泥中鈣鈦礦含量的增加而增加[2]。

      1.2 異羥肟類高分子絮凝劑

      隨著礦石質(zhì)量的不斷下降,對氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)要求也來越高,赤泥產(chǎn)出量不斷增加,沉降槽的液固分離越來越困難,異羥肟類絮凝劑(如NALCO 9779等)相比于聚丙烯酰胺類絮凝劑,在使用過程中沉降能力更強,形成的絮團穩(wěn)定性好,吸附速度快,清夜層澄清度好,能夠更好的滿足生產(chǎn)。

      2 合成有機高分子絮凝劑在使用過程中受哪些因素影響

      合成有機高分子絮凝劑在氧化鋁生產(chǎn)使用過程中,必須用蒸發(fā)的軟水來進行溶解、稀釋,一般情況下,絮凝劑的粘度越大,絮凝效果會越好。但不同絮凝劑絮凝效果不同,每種絮凝劑的使用與其溶解方法、溶劑溫度、配制濃度、熟化時間、稀釋固含、添加點等有關(guān)。

      2.1 溶劑的選擇和溶解溫度的影響

      絮凝劑在溶解時首先必須選擇合適的溶劑,大多數(shù)廠家選擇蒸發(fā)水軟水作為溶劑,水質(zhì)硬度高會影響絮凝劑的沉降效果。溶解溫度也不是越高越好,因為高溫水溶液會降解絮凝劑的分子鏈,所以其分子量快速降低而沉速變慢。根據(jù)絮凝劑的沉降效果,用40℃左右含10%~15%NaOH的蒸發(fā)軟水進行溶解效果最佳,1小時內(nèi)即可將粉狀絮凝劑化解均勻。

      2.2 絮凝劑的配制和熟化時間的影響

      雖然絮凝劑的沉降效果隨著配制濃度的增大而增大,但是配制濃度太大,分子鏈不能充分伸展,堆積密度過大時,會降低絮凝效果,同時沉降槽中會出現(xiàn)粘稠的膠團,反而不利于赤泥漿液的液固分離。合成有機高分子絮凝劑的配制濃度一般為0.1%~0.3%。配制好的絮凝劑必須在熟化槽中存放一段時間,這樣可進一步提高絮凝劑沉降效果,通常熟化時間為2~3小時。

      2.3 稀釋固含的影響

      溶出后的赤泥漿液固含過高,需要添加一次洗液進一步稀釋才能進入分離沉降槽,稀釋礦漿固含越高絮凝劑的沉降效果越差,當(dāng)稀釋固含達到120g/l以上,絮凝劑基本起不到沉降效果,無法進行液固分離,一般稀釋固含控制在80~100g/l最佳。

      2.4 絮凝劑的添加量和添加點的影響

      熟化好的絮凝劑要穩(wěn)定輸送至沉降槽,添加量不能過大,也不能過小,添加量過大會造成鋁酸鈉溶液中有機物含量偏高,赤泥漿液變得更加粘稠,降低沉速,添加量過小,起不到沉降效果,可能會引起沉降槽跑渾。在生產(chǎn)過程中,為了使絮凝劑與赤泥漿液充分混合,一般選擇兩個加入點,一是進入沉降槽前的進料管上,不能離進料口太遠,二是沉降槽內(nèi)部的中心井,以便使絮凝劑在進沉降槽之前就與料漿充分混合,達到最佳沉降效果。

      3 絮凝劑使用管理

      經(jīng)過近幾年的生產(chǎn)經(jīng)驗,與商家簽訂技術(shù)協(xié)議,絮凝劑采用承包管理可有效降低絮凝劑單耗,降低生產(chǎn)成本。某氧化鋁廠40萬噸生產(chǎn)線,2015年絮凝劑在未承包之前,生產(chǎn)一噸氧化鋁絮凝劑消耗為544.86克,2016年絮凝劑在承包之后,生產(chǎn)一噸氧化鋁絮凝劑消耗為415.4克,絮凝劑消耗大大降低,年產(chǎn)量按40萬噸計算,每年節(jié)約61萬元。

      4 結(jié)語

      (1)絮凝劑的種類繁多,準確的絮凝劑選型可以有效的提高沉降槽液固分離效率,確保氧化鋁生產(chǎn)流程的穩(wěn)定進行。

      (2)絮凝劑溶解時選用蒸發(fā)軟水,含堿濃度10%~15%,溶液溫度不宜超過50℃;合成有機高分子絮凝劑的配制濃度通常為0.1%~0.3%,熟化時間2~3小時;絮凝劑添加點根據(jù)各氧化鋁廠設(shè)備的規(guī)格型號來選定;生產(chǎn)上應(yīng)穩(wěn)定鋁土礦成分和稀釋礦漿的固含。只有滿足這些條件,才可以提高絮凝劑的沉降性能。

      (3)在絮凝劑管理方面可采用承包管理,可有效降低絮凝劑單耗,降低生產(chǎn)成本。

      [1]陳湘清,姚國新.絮凝劑在選礦拜耳法氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用綜述,輕金屬,2014,(10).

      [2]姜學(xué)海.氧化鋁生產(chǎn)中如何高效應(yīng)用絮凝劑,輕金屬,2008,(3).

      周海娟(1980-),女,陜西咸陽人,大專,工程師,主要研究方向為氧化鋁生產(chǎn)工藝。

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