關于42×7m平底沉降槽產能提升的探討

梁康 吳慶君

中電投山西鋁業有限公司,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中溶出性能差，噸氧化鋁產出的赤泥量大，沉降槽處理赤泥的能力面臨嚴峻挑戰，所以在純拜爾法的生產系統中，必須要提高沉降槽處理赤泥的能力。

2 生產現狀

某氧化鋁廠赤泥分離洗滌系統是以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#）。該生產線是按礦石鋁硅比7以上設計的配套設施,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，導致沉降槽赤泥分離沉降速度慢，赤泥壓縮性變差，沉降槽產能降低，很容易就出現跑渾現象。

3 提高產能措施

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生聚集的現象，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。當前絮凝劑的發展已有過去的水處理使用的普通型絮凝劑發展為當今氧化鋁行業使用的高效絮凝劑，現階段國內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，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據：

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，自稀釋量的調節可以通過泵速和閥門大小調節控制，實踐證明，通過自稀釋循環工藝流程改造后，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計來看，沉降槽中心下料筒的絮凝劑加入點都是設計在筒外，介于清液層當中，如下圖中紅色箭頭部分所示。

該加入點的優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，最終導致沉降槽泥層上漲過快而跑渾，嚴重者耙機跳停、傳動部件因過載損壞而無法繼續開啟運行，從而成為設備事故導致生產中斷運行，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或停產影響。我廠在改造前，出現過幾次因扭矩過載造成耙機設備跳停的情況，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，與料漿充分混合后進入沉降槽內。

經改造后，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致過載的現象，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時間和調整的時間。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，還提高了生產操作對設備的可控性，降低了設備事故風險，自我廠改造完投入使用以來，耙機扭矩負荷一直處于較低水平，運行穩定，泥層控制也較為平穩，收獲很好的效果，提高了沉降槽處理高固含料漿的能力，產能得到較大提升。

通過上述改善，我廠的沉降槽系統應對低品位礦石的產能得以全面提升，為拜爾法生產系統的高產穩產提供了強有力保障。

[1]張玲.氧化鋁行業沉降槽的優化設計和改造[J].科技致富向導,2010(29)

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