關(guān)于42×7m平底沉降槽產(chǎn)能提升的探討

梁康 吳慶君

中電投山西鋁業(yè)有限公司,山西 原平 034100

1 概述

我國鋁土礦主要以高嶺石——水硬鋁石型為主，約占總儲量的98%，屬于高鋁高硅低鐵難溶性礦石，鋁硅比偏低，約在4～6之間，高鋁硅比(A/S≥8)的礦石很少，占不到20%，其余80%以上的鋁土礦均為中低品位，鋁土礦礦石中氧化鋁平均含量為40%～60%，這些低品位礦石在實際生產(chǎn)中溶出性能差，噸氧化鋁產(chǎn)出的赤泥量大，沉降槽處理赤泥的能力面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，所以在純拜爾法的生產(chǎn)系統(tǒng)中，必須要提高沉降槽處理赤泥的能力。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

某氧化鋁廠赤泥分離洗滌系統(tǒng)是以5臺42×7m大型平底沉降槽和2臺20×20m深錐沉降槽組合形成的工藝生產(chǎn)線，都是鋼索扭矩系列沉降槽，該分離洗滌工藝為四次反向洗滌工藝。5臺平底沉降槽中2臺作為分離槽(110#、120#),1臺公備槽(130#)，1臺一次洗滌槽(140#),1臺二次洗滌槽(150#)，2臺深錐沉降槽中1臺為三次洗滌槽（160#），1臺為四次洗滌槽（170#）。該生產(chǎn)線是按礦石鋁硅比7以上設(shè)計的配套設(shè)施,隨著礦石品位的日漸趨下,目前所使用礦石鋁硅比普遍介于4～6之間,拜爾法溶出效果差,溶出稀釋礦漿固含較高,平均值介于100～120g/l左右，導(dǎo)致沉降槽赤泥分離沉降速度慢，赤泥壓縮性變差，沉降槽產(chǎn)能降低，很容易就出現(xiàn)跑渾現(xiàn)象。

3 提高產(chǎn)能措施

3.1 使用高效型絮凝劑

高效型絮凝劑主要為高分子聚合物，高分子有機絮凝劑有天然生成的和人工合成的，它能使懸浮液中的微粒發(fā)生聚集的現(xiàn)象，進而絮凝長大成大顆粒，最后由于重力變大而達到自由沉降的目的，添加絮凝劑能夠加速赤泥漿液沉降分離，沉降速度快。當(dāng)前絮凝劑的發(fā)展已有過去的水處理使用的普通型絮凝劑發(fā)展為當(dāng)今氧化鋁行業(yè)使用的高效絮凝劑，現(xiàn)階段國內(nèi)各大氧化鋁廠普遍使用的高效絮凝劑的品牌類型有納爾科9779、愛森AL99、海納瑞特60S。具體添加過程為：將高濃度的絮凝劑進行稀釋制備，即用堿和水配制成濃度為10g/l～15g/l的堿水（用低濃度堿水可以將絮凝劑有機分子進行分解），然后再與高濃度的絮凝劑配制成濃度為3‰～4‰的絮凝劑稀釋溶液，最后再通過泵輸送加入到沉降槽中。

3.2 增加自稀釋循環(huán)工藝流程改造

高效型性能絮凝劑的使用，在面對高固含礦漿的情況下，效果往往得不到充分體現(xiàn)，是有局限性的，下面是某絮凝劑在相同體積、相同稀釋礦漿NK、相同溫度下、相同絮凝劑添加量但不同固含料漿情況下的沉速數(shù)據(jù)：

由此得出，在相同條件下料漿固含越高，赤泥的沉速也會隨著變慢變差，相反，固含越低，沉速越快。為此，為提高絮凝劑的加速沉降性能，我廠對每個沉降槽增加了自稀釋循環(huán)工藝流程，將沉降槽自身清液溢流中的一部分返回至該沉降槽的進料流程上，以此來達到稀釋礦漿的目的。

改造方案為通過各個沉降槽溢流泵出口管道中，引出一根DN250的管道，接至該沉降槽的進料管中，自稀釋量的調(diào)節(jié)可以通過泵速和閥門大小調(diào)節(jié)控制，實踐證明，通過自稀釋循環(huán)工藝流程改造后，沉降槽進料固含最大幅度可降低60%，較大的提升了沉降槽處理赤泥的能力。

3.3 沉降槽中心下料筒絮凝劑加入點改造

從目前各大氧化鋁廠的沉降槽設(shè)計來看，沉降槽中心下料筒的絮凝劑加入點都是設(shè)計在筒外，介于清液層當(dāng)中，如下圖中紅色箭頭部分所示。

該加入點的優(yōu)勢是用于提高赤泥的沉降時的壓縮性，同時也能提高清液的澄清度，但是這種方式的加入點，存在一定的弊端，因為它的加入后擴散速度慢，相對集中，提高赤泥壓縮性的時效性好，速度快，這樣就會造成耙機運行時扭矩上漲過快，耙機負(fù)荷增加，底流泵會因為沉降槽中的泥過稠而上料不好，甚至無法向外輸送，最終導(dǎo)致沉降槽泥層上漲過快而跑渾，嚴(yán)重者耙機跳停、傳動部件因過載損壞而無法繼續(xù)開啟運行，從而成為設(shè)備事故導(dǎo)致生產(chǎn)中斷運行，所以這種加入方式在操作上需要有很高的控制要求，尤其是現(xiàn)階段礦石鋁硅比較低，使得沉降槽處理赤泥的能力需要保持在較高水平，稍微操作不慎就會造成壓產(chǎn)或停產(chǎn)影響。我廠在改造前，出現(xiàn)過幾次因扭矩過載造成耙機設(shè)備跳停的情況，所以為改善這種情況，我廠對改加入點進行了改造，如圖中黑色箭頭部分所示。該改造方法是將加入點由清液層中移至下料筒內(nèi)，與料漿充分混合后進入沉降槽內(nèi)。

經(jīng)改造后，絮凝劑跟料漿混合后進入分料箱，從分料箱出來后就會平均分配到中心柱兩邊，進入沉降槽后隨著料漿的擴散而擴散，這樣的擴散較改造前是更加均勻充分的，不會造成耙機扭矩迅速上漲過快導(dǎo)致過載的現(xiàn)象，上漲趨勢較為平緩，泥層波動幅度較小，這樣降低了操作難度，就給操作上爭取了反應(yīng)時間和調(diào)整的時間。通過這樣加入點移位改造，不但沒有降低絮凝劑對赤泥的沉降性能和壓縮性，還提高了生產(chǎn)操作對設(shè)備的可控性，降低了設(shè)備事故風(fēng)險，自我廠改造完投入使用以來，耙機扭矩負(fù)荷一直處于較低水平，運行穩(wěn)定，泥層控制也較為平穩(wěn)，收獲很好的效果，提高了沉降槽處理高固含料漿的能力，產(chǎn)能得到較大提升。

通過上述改善，我廠的沉降槽系統(tǒng)應(yīng)對低品位礦石的產(chǎn)能得以全面提升，為拜爾法生產(chǎn)系統(tǒng)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了強有力保障。

[1]張玲.氧化鋁行業(yè)沉降槽的優(yōu)化設(shè)計和改造[J].科技致富向?qū)?2010(29)

[2]王鴻雁，李明福，門新強.拜耳法赤泥沉降槽的技術(shù)改造[J].有色設(shè)備,2005(06)