水力旋流器在氧化鋁分解分級中的應用及優化

趙國柱

（國家電投集團山西鋁業有限公司，山西 原平 034100）

1 氧化鋁分解分級工作概況

相關研究表明，分解分級工作會對氧化鋁的實際生產工作產生巨大的影響。與此同時，分解工作的溫度、時間等工作條件也會在一定程度上對分解效果以及氫氧化鋁粒度產生影響。[1]不僅如此，分級設備與產品氫氧化鋁粒度有著密切聯系。因此，在實際工作中，必須要保證分解分級工作的質量，嚴格控制工藝條件，保障氧化鋁的質量與產量能夠符合實際標準，同時在一定程度上保障氫氧化鋁粒度符合實際需求。

事實上，對于分解分級工作而言，衡量其質量的一項重要指標就是分解精液產出率以及產品氫氧化鋁的實際力度。要想生產合適的砂狀氧化鋁，保障鋁電解工作順利開展，相關工作人員務必要嚴格控制好產品氫氧化鋁的粒度符合實際使用需求，否則不僅會對其它工作的開展造成一定影響，還會造成一定經濟損失。值得一提的是，在分解分級工作中必不可少的一項機械設備就是分級機，其可以在一定程度上保證產品氫氧化鋁粒度質量達到相關標準，在分級工作中起到關鍵性作用。

2 水力旋流器運行現狀

雖然水力旋流器在分解分級工作中已應用數年，但是早在2016 年，在實際運行過程中就會出現各種各樣的問題，導致分解槽內物料粒度質量嚴重不達標等問題頻發。不僅如此，分解槽內氫氧化鋁的粒度含量經常無法有效控制，同時不再具備穩定的周期性變化規律，產品氫氧化鋁粒度在很長時間內都處在40%左右，產品氫氧化鋁力度質量嚴重不達標。

3 水力旋流器分級效率的主要影響因素

事實上，影響水力旋流器分級效率的因素有很多，例如：進料物料的性質、運行條件、自身結構等。值得注意的是，要想在實際工作過程中保證水力旋流器的分級效率，相關工作人員需要結合實際情況，對相應的參數進行及時調整。一般情況下，可以在進料密度、壓力、固含等方面入手。值得一提的是，雖然調整參數的因素都具備相應的計算方式和理論知識，但是在實際應用過程中，多數使用在磨礦分級工作中，對分解分級工作并不具備過多的研究，這也導致在實際生產過程中缺乏準確合理的數據充當參考依據，無疑在一定程度上提高了各種安全問題的發生頻率。然而，針對這些問題，相關工作人員可以結合企業的實際情況，深入研究水力旋流器的進料壓力、進料密度等情況，從而可以達到有效提高效率的目標。一般情況下，影響因素研究工作有相應的基準以及計算基準，相關工作人員需要結合具體的計算公式等展開具體操作，從而可以在一定程度上保證準確性。

3.1 進料壓力對分級效率的影響

在實際工作過程中，當進料粒度、固含相同時，在同樣的設備結構下，水力旋流器的進料壓力和分級效率存在一定差異，具體情況詳見表1。

表1 進料壓力的影響

不難發現，當其他參數不變且相同時，壓力越低，底流力度越細，細粒子越來越多，這在一定程度上說明分級壓力的增加可以有效提高水利旋流器底流力度。但是，如果進料壓力過高，會造成分級時間大幅縮短的問題，在一定程度上會降低分級效率，例如：分級壓力在0.2 MPa 時，分級效率不及0.18 MPa 好。如果工作人員要想通過提高分級壓力來保證分級效率，這一做法并不可取，不僅實際效果不明顯，還會在一定程度上增大能源消耗。事實上，要想在實際生產過程中有效避免縮減機械設備使用壽命的問題，需要保證進料壓力處于較低的范圍內，在0.14-0.16 MPa 即可，這樣還可以在一定程度上保證實際產量與質量。

3.2 進料固含對分級效率的影響

同進料壓力對分級效率的影響相同的是當進料壓力、進料粒度相同時，在同樣設備結構條件下，水力旋流器的進料固含越高，分級效率越低，溢流粒度也會越來越粗，而底流粒度變細。不僅如此，當進料固含越來越低時，物料的粘度也會隨之下降，水流器的底流力度變粗，分級效率也越高。然而，進料固含不可太低，否則物料數量將會下降，底流粒度會逐漸變細，在一定程度上分級效率還會大幅下降。除此之外，當進料固含過低時，母液稀釋量需求增加，過濾機的負荷有所提高，不利于保證分級底流的產量。只有保證進料固含在400—500 g／L 范圍內，才可以達到較合適的目標。

4 水力旋流器的運行優化

4.1 優化生產工藝

雖然在實際工作過程中，企業會使用相應的機械設備對母液進行相應的稀釋，但是在實際運行過程中，仍然存在相應的問題。具體來說：相關工作人員對分級機進料固含調整工作的控制力度較差，導致母液無法進行添加。不僅如此，當固含提高時，分級機母液達不到實際調配需求，以至于實際工作會受到阻礙。要想有效解決這些問題，相關工作人員需要結合生產具體情況，對母液進行相應的稀釋優化，將稀釋母液與進料充分融合，從而可以達到有效降低進料固含的目的。除此之外，可以增加稀釋母液管，這樣當固含過高時可以加大對其控制，保證各項指標在規定范圍內（圖1 為分級機進料工藝流程優化）。

圖1 分級機進料工藝流程優化

4.2 增加底流產量

在粒度細化工作環節，要想保證分級質量，需要提高分級機的運行壓力，同時還要縮短沉沙嘴的直徑，但這會使底流產量達不到相應需求。要想保證底流供應量，可以加大使用分級機的力度，從而可為實際工作提供保障。事實上，在實際工作過程中，減小成品分級進料固含，縮減沉砂嘴的直徑會導致成品底流產量無法滿足實際需求。[2]因此，要想解決這一問題，在實際工作過程中，需要對分級機出料方法進行進一步優化，使分解槽都增加一臺成品分級機，這樣可以保證分級壓力的穩定性能，同時在開展粒度細化工作時，還可以保證整個系統的穩定性。

5 結語

在開展分解分級工作時，相關工作人員需要結合理論知識，深入研究水力旋流器的進料壓力、固含等條件，從而可以結合實際需求，選擇粒度細化工作最適合的運行條件，從而可以有效保證實際分級效率，滿足分解槽內氫氧化鋁粒度與成品粒度含量的差值在規定范圍內，實現細化氫氧化鋁粒度的目標。