添加電石渣赤泥脫堿工藝的應(yīng)用

蘇雪玲

（開曼鋁業(yè)（三門峽）有限公司，河南 三門峽 472100）

1 前言

燒堿是氧化鋁生產(chǎn)的主要原材料之一，約占氧化鋁生產(chǎn)成本的20%左右，氧化鋁生產(chǎn)過程中堿損失主要包括赤泥化學(xué)堿損失，赤泥附液堿損失、氧化鋁帶走堿損失和其它堿損失。而赤泥化學(xué)堿損失約占堿耗的87%，如何降低赤泥化學(xué)堿損失是目前氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)工作者面臨的主要課題之一。目前關(guān)于赤泥脫堿的方法主要包括水洗脫堿法、酸法脫堿法、石灰燒結(jié)脫堿法、常壓或帶壓石灰脫堿、鹽類脫堿法等。受礦石品位降低影響，2018年7月-2019月4月在礦石氧化鋁含量60.16%，A/S4.47的情況下，堿耗達(dá)到 156.94kg/t-AO，生產(chǎn)堿成本大幅升高，但受石灰價格及化灰產(chǎn)能限制影響不能持續(xù)添加，用電石渣代替石灰化灰進(jìn)行赤泥脫堿，雖然其經(jīng)濟(jì)性受堿價格和電石渣價格限制，但簡單易行同時電石渣為燒堿廠廢渣，價格相對穩(wěn)定，本文對此做了如下探討。

2 電石渣脫堿的有關(guān)試驗(yàn)及計(jì)算

2.1 原始數(shù)據(jù)

表1 赤泥成分

表2 末洗底流附液化學(xué)成分

表3 電石渣和石灰成分

由上表可知，電石渣CaO含量71.40%，石灰CaO90.72%，1.27t的干電石渣相等于1t石灰所含CaO，折濕電石渣1.88t。

2.2 添加電石渣和石灰乳排鹽試驗(yàn)數(shù)據(jù)（如圖4）

由表4可以看出，在脫堿溫度90℃，脫堿時間2小時的條件下:添加電石渣和石灰乳使赤泥C/S由1.09提高至1.31時，赤泥N/S由0.32分別下降至0.25和0.26，氧化鈉回收率分別為13.67%和17.25%；添加電石渣和石灰乳使赤泥C/S由1.09分別提高至1.52和1.56時，赤泥N/S由0.32分別下降0.20，氧化鈉回收率分別為25.61%和30.46%;添加電石渣和石灰乳使赤泥C/S由1.09分別提高至1.72和1.90時，赤泥N/S由0.32分別下降0.18，氧化鈉回收率分別為31.52%和35.76%。隨著添加電石渣和石灰乳量的增加，氧化鈉回收率提高。電石渣脫堿氧化鈉回收率比石灰乳脫堿降低4.22%。

2.3 添加電石渣與添加石灰乳脫堿經(jīng)濟(jì)性對比（如表5）

由表5可知：在干電石渣價格148.15元/t，石灰價格443元/t，燒堿價格2750元/t，沉降損失氧化鋁價格1650元/t，電石渣脫堿運(yùn)行成本33.25元/t，石灰乳脫堿運(yùn)行成本12元/t的情況下：當(dāng)脫堿赤泥C/S為1.31時，電石渣和石灰乳赤泥脫堿收益分別為11.82元/t和8.90元/t。當(dāng)添加電石渣赤泥脫堿赤泥C/S為1.52，添加石灰乳赤泥脫堿赤泥C/S為1.56，電石渣和石灰乳赤泥脫堿收益分別為27.73元/t和13.32元/t；當(dāng)添加電石渣赤泥脫堿赤泥C/S為1.72，添加石灰乳赤泥脫堿赤泥C/S為1.90，電石渣和石灰乳赤泥脫堿收益分別為30.76元/t和-8.79元/t，添加石灰乳脫堿出現(xiàn)虧損。總體來說，雖然添加電石渣堿回收率低于添加石灰乳脫堿，但由于電石渣價格低，添加電石渣比添加石灰乳收益大，經(jīng)濟(jì)性高。

3 添加電石渣赤泥脫堿工業(yè)實(shí)踐

3.1 添加電石渣赤泥脫堿工藝流程

將末洗沉降槽底流通過底流泵送至2個φ10*16米的脫堿槽，電石渣與熱水在漿化槽內(nèi)攪拌漿化，化好的電石渣通過電石渣泵送入脫堿槽，沉降末洗底流與電石渣在脫堿槽內(nèi)停留反應(yīng)，通過保證電石渣漿化熱水溫度和沉降末洗底流溫度保證脫堿槽溫度控制在85℃-90℃，脫堿C/S1.50,停留時間約2小時，脫堿槽出料通過脫堿泵打入原赤泥壓濾輸送流程送赤泥壓濾機(jī)壓濾機(jī)，具體工藝流程見下圖：

表4 電石渣和石灰乳脫堿試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表5 添加電石渣與添加石灰乳脫堿經(jīng)濟(jì)性對比表

3.2 影響電石渣脫堿經(jīng)濟(jì)性的因素

（1）燒堿和電石渣價格

燒堿價格是影響添加電石渣脫堿經(jīng)濟(jì)性的主要因素，根據(jù)氧化售價、氧化鋁生產(chǎn)成本、電石渣價格的不同，存在一個電石渣脫堿盈虧平衡點(diǎn)燒堿價格。電石渣的價格也是影響電石渣赤泥脫堿經(jīng)濟(jì)性的因素之一，電石渣為燒堿廠的工業(yè)廢渣，電石渣本身價格很低或免費(fèi)提供，主要是運(yùn)費(fèi)，因此選擇宜選擇距離工廠運(yùn)輸距離短的電石渣產(chǎn)地。

（2）排泥能力富余量

目前氧化鋁赤泥壓濾車間通常設(shè)在赤泥堆場，而赤泥堆場距離廠區(qū)較遠(yuǎn)，需要通過離心泵或隔膜泵輸送赤泥漿液進(jìn)行壓濾，添加電石渣后赤泥量增加，赤泥漿液輸送量增加，因此赤泥輸送管線的輸送能力也是評估赤泥脫堿經(jīng)濟(jì)性的因素之一。

（3）末洗濃度

赤泥末洗濃度是影響赤泥脫堿經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素之一，氧化鋁損失與電石渣添加量有關(guān)，但通常添加電石渣脫堿后赤泥濾液中氧化鋁濃度幾乎接近于零，末洗底流附液氧化鋁濃度越低，氧化鋁損失越小，赤泥脫堿的經(jīng)濟(jì)性越高。

（4）末洗底流固含

末洗底流固含的高低直接決定返回赤泥濾液流量大小，末洗底流固含高，脫堿后的赤泥濾液量少，氧化鋁損失少；末洗底流固含低，脫堿后的赤泥濾液量大，氧化鋁損失大。因此末洗底流固含的控制對赤泥脫堿的經(jīng)濟(jì)性也有較大影響。

（5）脫堿效率

赤泥脫堿的工藝條件如脫堿溫度、脫堿時間、脫堿赤泥C/S直接影響脫堿的效率，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐摸索條件，確定最佳的脫堿溫度為90℃，脫堿時間2小時，考慮到赤泥管線的輸送能力限制脫堿赤泥C/S按1.50控制。

3.3 電石渣脫堿效果

通過對生產(chǎn)1/2的沉降末洗底流添加電石渣進(jìn)行脫堿，月度實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益128萬元。

4 結(jié)論

（1）沉降末洗底流添加電石渣脫堿，當(dāng)燒堿、電石渣、氧化鋁價格在一定價格區(qū)間內(nèi)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可行的。

（2）沉降末洗底流添加電石渣進(jìn)行赤泥脫堿，隨著末洗濃度的升高，氧化鋁損失量隨之增大，因此要嚴(yán)格低控沉降末洗底流附液濃度。