氧化鋁蒸發除鹽系統的設計與應用研究

河南義翔鋁業公司 江景龍 衛學武 龐二中

本文，筆者以河南義翔鋁業公司為例，從氧化鋁生產過程中除鹽工序的必要性出發，進行除鹽系統的工藝流程設計、關鍵設備的選型、輔助設備的設計等，通過實踐證明該系統設計的科學性。

一、蒸發工序除鹽的必要性

在拜耳法生產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。在母液增濃過程中，由于各種鹽類濃度提高，這些鹽類將結晶析出，結晶物會附著在蒸發器板片上以及溶出管道的管壁上，并不斷生長，最終形成極為致密堅硬的結疤，致使蒸發效率和溶出效率下降，進而不能滿足經濟運行的要求，因此需要停車處理結疤。蒸發母液中的碳酸鈉濃度過高，結晶物還會隨著流程進入槽罐內沉積，增加了清理槽罐的工作量。綜合以上不利因素，有必要分離蒸發母液中的碳酸鈉，分離出的碳鹽可以進行苛化，以回收苛性堿，減少系統堿耗。苛化反應方程式如下：

二、除鹽工藝流程設計

在工藝流程設計時主要遵循了以下幾個方面的原則。

1.設備間的管道連接盡能的短而直，以減少人工補償和由熱脹位移所產生的力和力矩。

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

3.管線有坡向并設置放料閥，以免管內或設備內積液。

4.進料-脫水-卸料-洗網的整個生產過程應能實現自循環且自動化進行，以減輕工作人員的勞動強度。

按照上述原則設計的工藝路線如圖1和圖2所示。

三、離心機的選型

離心機是除鹽系統中的關鍵設備，國內外廠家生產的離心機型式有數十種，各有其特點。離心機設備選型的基本原則是首先確定物料分離方式，然后根據物料特性及對產品的要求決定選用離心機的型式。氧化鋁蒸發除鹽系統屬液固分離形式，宜選用過濾式離心機。本文中，筆者根據表1中的工藝指標，決定選用GK1250-NB轉鼓型自動刮刀卸料離心機。

表1 工藝指標

四、輔助設備的設計

該系統的設備配置應盡量利用原有裝備，以節約資金。考慮到進料固含的穩定性，筆者設計制作了穩壓槽及旋流器各一個，穩壓槽的大小及旋流器的規格以離心機進料流量為設計依據，穩壓槽的規格為Φ1 200×1 200，旋流器結構尺寸如圖3所示。

五、結論

除鹽系統投入使用后，離心機、旋流器、控制系統等設備的性能滿足工藝要求，產能可達2.5 t/h，從而有效降低了氧化鋁生產系統中的碳鹽含量，提高了管道化溶出效率，減輕了職工清理槽罐的勞動強度，用實踐證明了該系統設計的正確性與實用性。