氧化鋁生產中提高壓濾機產能的方法探討

【摘要】近年來隨著礦石品位的不斷降低，氧化鋁生產中的赤泥產量不斷加大。中美鋁業采用板框壓濾機處理赤泥進行外排，2012年以來壓濾機很少有閑置時間，赤泥量的增大直接導致壓濾機運轉率再次提高，壓濾機已經滿負荷生產，提高壓濾機產能意義重大。

【關鍵詞】赤泥外排;壓濾機產能;影響因素;方法探討

1.前言

河南中美鋁業有限公司為40萬噸/年氧化鋁工程，赤泥排放采用干排這一形式，使用的設備為快開式板框式壓濾機。赤泥排放是將末次洗滌的底流由喂料泵送壓濾機壓濾成含水率小于34 %的濾餅，然后由汽車將其送往赤泥堆場。近年來隨著礦石品位的不斷下降，中美鋁業生產氧化鋁過程中產出的赤泥量逐漸增大，壓濾機處理的赤泥量也逐步增大，2012年開始中美鋁業6臺壓濾機一直處于滿負荷生產狀態，除去正常生產時間、設備維護保養時間、設備檢修時間，6臺壓濾機基本沒有閑置時間。而且隨著設備的老化，壓濾機設備故障率有明顯提高，降低了壓濾機的運行效率，也大大增加了其運行和維護成本，探索如何提高壓濾機運行效率、產能，才能夠滿足日益增加的產能需求。

2.影響壓濾機產能的因素

2.1 板框壓濾機運行效率低下

壓濾機運行效率低下主要是因為其故障率較高，統計壓濾機常規故障中壓濾機每天故障時間約為1100min，中美鋁業共計6臺壓濾機，每臺壓濾機每天故障時間為3h左右。

2.2 壓濾機濾布經常有掛泥現象

壓濾機濾布運行一段時間之后，濾布卸泥效果變差，經常濾布用不到一周，壓濾機濾板拉開后赤泥就不會自動脫落，而人工卸泥速度較慢，無法做到將掛在濾布上的泥全部卸干凈，若完全卸干凈將大大影響了壓濾機的運行效率，壓濾機 產能下降較多。[1]

2.3 壓濾機濾板經常有較多拉不開

壓濾機運行時間過長后，車況逐漸變差，部分濾板出現拉不開現象，多時會達到10塊左右，而每臺壓濾機共計64塊濾板，嚴重影響壓濾機產能。

2.4 濾液浮游物影響

壓濾濾液返回沉降洗滌系統，會將其所含浮游物（赤泥）帶入洗滌系統，濾板刺料、濾布跑渾均會影響濾液浮游物含量，高時可達100 g/L以上，這部分赤泥會重新進入壓濾工序進行液固分離，影響壓濾機產能。[2]

2.5 末次底流液固比影響

液固比越高，壓濾機運行流暢，故障率較少，單臺次壓濾機處理末次底流量增大，但處理干次泥量不變的情況下增加了單臺次壓濾機的運行時間，需合理控制底流液固比。

2.6 絮凝劑添加的影響

赤泥量增大后，赤泥在沉降槽中停留時間變短，赤泥自由沉降、壓縮的能力下降，系統需要過量添加絮凝劑，才能保證赤泥沉降、壓縮性能，過量的絮凝劑致使赤泥的粘性增大，壓濾機的卸餅速度降低，影響運行效率。

3.提高壓濾機產能的方法

3.1 探索更適用的壓濾機濾布

中美鋁業處理赤泥的板框壓濾機一個循環的運行周期為6-8min，卸餅為人工卸餅，卸濾餅時間為3-4min，較短的運行周期就需要壓濾機濾布有較好的濾餅剝離性能。濾餅與濾布之間存在著粘著力，粘著力越小，越易于卸餅，濾布與濾餅間的粘著力與濾布的材質、纖維的長短、織法有關，單絲纖維的濾布卸餅性能最好，而丙綸濾布最適用于高溫、高堿行業。[3]中美鋁業壓濾機用濾布為750AB丙綸單絲濾布，濾布厚度1.1mm，這種濾布使用周期能達到一個月，但是濾布表面粗糙，使用一周后濾布開始結硬，濾布卸餅效果明顯降低，濾布卸餅無法卸干凈，若加大人力將濾餅卸干凈，壓濾機運行周期會提高到10-12min，嚴重影響壓濾機產能，濾餅卸不干凈，濾布上殘留的濾餅也會影響壓濾機運行效率。隨著750AB濾布使用時間的延長，濾布會慢慢結硬，濾布卸泥效果越來越差，濾布上殘留的濾餅也越來越多，到一定時間后就必須進行更換，實際使用時這種濾布的使用周期只能達到三周。

2014年初中美鋁業引進了2084丙綸單絲濾布，濾布厚度0.7mm，這種濾布使用周期只能達到20天，但是濾布表面光滑，卸餅時濾餅能直接從濾布表面自動剝離，濾布使用一周后出現結硬，部分濾布才需要人工進行卸餅，且卸餅較容易也較干凈，大大提高了壓濾機產能。公司對不同厚度的濾布也做了對比，發現0.5mm以下厚度的濾布在使用一周左右濾布出現結硬，濾布卸餅時很容易破損，導致濾布無法使用，所有0.5mm以下厚度的濾布使用周期只能達到一周左右。

通過對比可以發現處理赤泥的板框壓濾機使用濾布選型為單絲丙綸濾布，濾布絲線粗細、厚度需要滿足表面光滑的要求，2084丙綸單絲濾布、厚度0.7mm最適用于中美鋁業板框壓濾機。通過統計可知，濾布改型后壓濾機產能有大幅度提高，較2011-2013年提高12.5%。

年份 2011年 2012年 2013年 2014年1-8月

處理末次底流量（m3） 1251044 1619178 1666029 1036779

壓濾機運行時間（h） 30928 41294 41105 22922

壓濾機產能（m3/h） 40 39 41 45

3.2 確保濾板全部能拉開

750AB壓濾機濾布使用20天后，結硬就會越來越嚴重，濾布上掛餅情況嚴重，導致壓濾機運行負荷大，部分濾板拉不開。更換了2084壓濾機濾布后這種情況基本已杜絕，所有濾板均能有效處理赤泥。

3.3 濾液浮游物影響

壓濾機濾液會重新做洗水對赤泥進行洗滌，浮游物會隨著赤泥再一次進入壓濾機成為濾餅，浮游物多會使壓濾機多做無用功，降低壓濾機產能。壓濾機濾液浮游物多主要是濾布破損、濾板刺料引起的，壓濾機濾布破損及時進行更換，濾板刺料及時進行處理即可避免。

3.4 摸索合理的末次底流液固比

原則上末次底流液固比控制的越低越好，中美鋁業前期末次底流液固比控制在1.4左右，這會使附液量減少，進料時間減少，壓濾機運行一個周期的時間也會減少，壓濾機產能會提高，耗電量也會較少。但是過低的底流液固比會使赤泥極易沾在濾布上，導致濾布卸餅效果變差，濾布過濾效果也會變差，濾餅含水率有所增加，濾布之間很易夾泥而導致濾板刺料，增加壓濾機的故障率。通過不斷摸索，發現末次底流液固比控制在1.6-1.7之間，壓濾機運行效率較高，故障率較低，濾布卸餅效果較好。通過統計可知，底流液固比提高后，壓濾機產能與原來相差不大，但壓濾機故障率有明顯降低，濾布卸餅效果明顯提高。

年份 2011年 2012年 2013年 2014年1-8月

末次底流液固比 1.48 1.63 1.62 1.64

壓濾機單車處理赤泥量（m3/車） 5.3 5.9 6.0 6.0

折干赤泥量（t） 2.82 2.97 3.04 2.98

3.5 降低絮凝劑用量

氧化鋁生產中添加的絮凝劑多為高分子有機物，赤泥洗滌沉降時添加的絮凝劑過多，到最后進行板框壓濾時，濾布卸餅效果就會變差，赤泥濾餅會有較多沾在濾布上卸不掉，絮凝劑多也會影響濾布的過濾效果，導致濾餅含水率增大。所有氧化鋁生產中絮凝劑添加的越少越好。

3.6 提高壓濾機運行效率

提高壓濾機運行效率首先要加強管理，做好壓濾機各項數據的統計與分析工作，對影響壓濾機產能的循環時間、處理能力相關數據做嚴格統計，對產能下降的壓濾機進行及時整改。其次要做好壓濾機的維護保養工作，做好壓濾機專項點巡檢與定期專項檢查，降低壓濾機故障率，濾板、濾布等損壞及時進行更換。最后要加強操作，對出現的問題能進行及時處理，保證壓濾機時刻處于良好的工作狀態。

4.結語

板框壓濾機處理氧化鋁生產中的赤泥時，都是需要人工進行開車、卸餅，濾布自動剝離濾餅的能力、剝餅是否干凈對壓濾機運行影響較大。2084丙綸單絲濾布以其良好的剝餅能力，使壓濾機能更快速的處理赤泥，壓濾機產能提高。壓濾機卸餅越干凈，壓濾機運行中負荷就越小，不會出現有濾板拉不開的現象，故障率也會大大降低。壓濾機高的故障率需要做好平時的維護保養與檢修工作，提高相關人員的業務技能水平也十分必要，降低壓濾機的故障率也能使壓濾機產能得到大的提高。

通過各項改進措施，2014年中美鋁業板框壓濾機產能較之前提高12.5%，2014年壓濾機運轉率為66%，2012、2013年壓濾機運轉率均為77%，運轉率的降低使壓濾機有了富余產能，以應對更低品味鋁土礦的使用。

參考文獻

[1]王加強.提高濾布使用效率，保證壓濾機的生產能力.商品與質量：學術觀察，2011年，第6期.

[2]趙福輝，蘆東.拜耳法外排赤泥鋁硅比升高原因及抑制措施的探討.世界有色金屬，2002年，第二期.

[3]羅濤，楊鵬，劉建鋒，鄭宏濤.立式全自動板框壓濾機濾布的選型及應用.中國過濾用紡織品創新發展論壇，2009年.