種分分解工序粒度控制措施

吳濤

【摘要】將過飽和鋁酸鈉溶液中的氧化鋁以氫氧化鋁結晶的形式析出，獲得高的產出率和符合物理、化學質量要求的氫氧化鋁產品。

【關鍵詞】氧化鋁粒度分析 周期性 控制措施

對氫氧化鋁質量的要求，包括純度和物理性質兩個方面。氧化鋁的純度主要取決于氫氧化鋁的純度，而氧化鋁的某些物理性質，如粒度分布和機械強度，也在很大的程度上取決于分解過程。氫氧化鋁顆粒過細，將使過濾機的產能顯著下降。細粒子氫氧化鋁含的水份多，使焙燒熱耗增加，并增大灰塵損失。生產砂狀氧化鋁，種分分解工序產出的氫氧化鋁粒度生產工藝指標一般為小于45um的顆粒百分含量≤15%（粒度分析方法：干法篩分粒度分析）。

1本種分工藝概述

分解工序采用一段法工藝流程，一期采用兩個組30臺分解槽，每個組15臺。從板式降溫來的精液經過晶種槽與種子混合后送至分解首槽。在分解過程中為了提高分解漿葉的飽和度，加快分解速度，流程設置5級（1個系列）中間降溫流程，每級降溫2℃，均采用循環水與分解漿液進行熱交換。投用種分槽數一般由分解時間及總液量而定（備用1個 ）。種分槽攪拌采用槳葉式機械攪拌。出料槽上裝設兩臺分級機，由槽底出料泵送入水力旋器，經旋流分級后，顆粒粗的底流送平盤過濾機，溢流返回出料槽。出料槽通過自壓的方式向立盤過濾機供料漿，進行晶種過濾。濾餅與精液混合后返回首槽作晶種。分解控制條件為：首槽溫度60±1℃，末槽溫度48±l℃，晶種固含700～900g/1，分解時間≥45小時，分解率≥51.5%，精液成分A0≥165g/1，ak<1.49。

2種子分解過程實質性描述

種子加入后即從溶液析出的氫氧化鋁直接沉淀于晶種活性的表面上，加入的種子晶體繼續長大。長大的氫氧化鋁晶體受各種因素影響，成長不均勻而在其表面上形成樹枝狀結晶，在攪拌或流動過程中受到撞擊，使樹枝狀晶體破碎產生了小的晶核。這也就是種分過程中新晶核的來源。在種子長大和生成新晶核的同時，還存在著附聚作用，細小晶粒由于互相撞擊而粘在一起成為大的集合晶體。

3生產數據表明氫氧化鋁粒度呈周期性波動

氫氧化鋁粒度分布呈現周期性變化，通過對生產數據分析，歸納出如下規律：（1）氫氧化鋁粒度分布呈周期性變化，但每個周期持續時間、波動振幅、每個周期內粒度合格天數及不合格天數差別卻很大;（2）所采取的各項控制調整措施，目前來看只能延長粒度波動周期和減弱粒度波動的振幅，卻無法避免粒度周期性波動趨勢。

4氫氧化鋁粒度調控思路

新晶核必須經過多次循環才能生成粒度適中的晶粒，采取有利條件促進晶體的長大和晶粒的附聚，應盡量避免或減少種分時次生晶核的形成和氫氧化鋁晶粒的破裂。分解過程不僅要求氫氧化鋁晶粒有一定的粒度和機械強度，還要求較高的分解速度與分解率。因此要全面考慮各種因素后，制定出符合實際情況的粒度控制措施。（1）設置足夠、合理監測點，時時準確掌握分解條件。（2）科學分析、歸納數據，確定種分系統中影響附聚和成核的規律，保證晶種粒度分布平衡。（3）盡可能提前發現可能出現的粒度粗化、細化趨勢，及時采取控制措施干預。

5針對一段法種分生產工藝，提出以下控制氫氧化鋁粒度的措施

（1）分解溫度是影響氫氧化鋁粒度的主要因素，也是最直接最靈敏的調控措施。采取以下分解變溫制度，采用初溫度56～62℃，末溫度45～52℃，分解時間45～60h，利用寬流道板式換熱器在3#槽～12#槽進行中間降溫10～13℃。根據不同條件，調控首槽、末槽溫度及中間降溫梯度。經生產數據驗證，產品粒度及分解率都可以得到保證。降溫的原則是：保持較高的分解初溫，降溫速度在分解初期可快些，分解后期則要放慢，這樣既可以提高分解率又不致明顯使氫氧化鋁的力度變細。值得注意的是：在實際的生產時，不可能為了提高氫氧化鋁粒度，而降低分解率。所以調整時要兼顧分解率分解槽產能，以免造成生產成本升高，經濟效益降低。

（2）加強分級機的操作確保分級機最佳分級效果，滿足分解作業過程對氫氧化鋁產量和質量的要求。分級機控制的好壞直接影響氫氧化鋁的粒度質量和分解率。分級機是確保粒度質量合格的關鍵設備之一。若氫氧化鋁力度細化，通過提高分級機的進料壓力（增加母液加入量）、降低進料固含（不高于450g/l）、提高進料溫度，提高分級效果，必要時全開兩組分級機以實現粒度良好的分級效果。加強崗位巡檢，關注進料壓力（一般為0.15MPa～0.20MPa）及底流料漿從噴嘴的流出狀態。及時清理進料管、溢流管及噴嘴存在的堵塞物料及雜物，確保分級效果正常。

（3）根據粒度分布情況，調整固含（即種子比）。首槽固含控制在700～900g/L，都適合生產砂狀氧化鋁。加入晶種的目的，是越過“晶核形成”的階段，使溶液加速分解，而且也是為了制取粗粒氫氧化鋁產品。粒度出現粗化時，如-45m≤2%～4%時候，說明100m以上的粗顆粒太多，要及時向平盤出料，降低固含，防止成核突然增加;粒度細化時，若固含偏低，適當提高固含。

（4）做好“特殊日期”的籌劃與安排。系統液量的穩定對晶種分解工序的每個生產指標都十分重要。但由于影響生產穩定性因素很多，經常性出現進出種分系統液量不平衡，造成系統指標出現波動，此時氫氧化鋁粒度極易偏離正常的控制范圍。每月全廠會計劃停車檢修，分解工序作為控制全廠液量平衡最重要工序，系統液量一般會有較大波動。如何最大程度減少影響，及時采取相應預防控制措施就很有必要。比如，在停車之前，將分解首槽溫度適當提高2～5℃，保證末槽溫度及中間各種分槽溫度不至于大幅度降低。與調度室及時匯報溝通，提前安排，應盡量避免精液直接進分解槽。另外，因突然停電、停汽等制約分解系統液量進出平衡的因素，生產調度部門要制訂相應的應急預案。車間平時必須做好各種情況的應急方案。

（5）其他條件控制。鋁酸鈉溶液濃度、鋁酸鈉溶液苛性比值、蘇打等鹽類、二氧化硅、有機物等都會對氫氧化鋁粒度有一定影響。總之，影響氫氧化鋁粒度因素很多，而且各因素之間都相互影響，相互制約，在生產上并不常遇到，不再詳細論述。

6結語

一段法工藝生產氧化鋁，氫氧化鋁顆粒會出現周期性波動。雖然理論上有些問題有待于繼續作更深入廣泛的研究，但生產上，通過采取有效的調控措施，達到延長粒度波動周期和降低氫氧化鋁粒度波動幅度是完全可以實現的。

參考文獻：

[1]拜耳法氧化鋁生產工藝及設備.中國鋁業山西分公司.

[2]山西華興鋁業有限公司.氧化鋁生產部分解單元作業指導書.