基于實際生產氧化鋁生產系統碳堿過高治理研究

劉英俊

摘要：在氧化鋁生產系統中，碳堿過高問題一直阻礙著氧化鋁產量的進一步提高。本文基于筆者的工作經驗和相關技術調查，首先從實際情況出發，氧化鋁生產問題進行了分析，然后從改進蒸發流程、降低補堿量和引入相關設備三個方面對碳堿過高問題進行治理。

關鍵詞：氧化鋁生產;拜耳法;碳堿過高

一、序言

隨著我國工業體系的不斷發展壯大，氧化鋁生產工藝也在不斷的改進和優化，帶動著氧化鋁的產量也在不斷提升。但是生產系統內的碳堿問題一直是困擾著氧化鋁生產工藝的發展，以拜耳法氧化鋁生產系統為例，伴隨著系統的內部產量比例發生變化，其自身的碳堿積累程度也在不斷增加，對整體生產工序造成了很大的影響。本文主要基于氧化鋁的生產流程進行分析，針對碳堿過高這一現象對系統進行相應的調整。

二、氧化鋁車間問題

自建廠以來，就不斷對氧化鋁的生產工藝水平進行提高，當前采

用拜耳法為主的氧化鋁生產模式。但氧化鋁生產車間的碳堿問題對氧化鋁的生產流程造成了不小的影響，根據實際調查，筆者對氧化鋁生產流程中碳堿的出現原因和危害進行了分析：

1.升高原因

在氧化鋁的生產制備流程中形成一定量的碳堿是正常現象，其主要是由于溶液吸收了空氣中的CO2和碳酸也與苛性堿產生了相互作用形成了Na2CO3，同時在生產過程中也會補充一定的堿。但是因為氧化鋁的生產系統和設備在不斷的進行改進，發現其碳堿的含量也在逐年升高，其原因可以分為以下幾種：

首先是因為使用石灰來對碳酸鈉進行苛化，但是因為設備的原因導致苛化不完全，也會提高補堿量，同時石灰燒成的質量也出現了一些問題，雖然經歷了幾次調整，但是采用豎爐煅燒，其石灰燒成質量不穩定導致系統內部的碳堿含量升高，另外由質量較差的鋁土礦帶入了一定程度的碳酸鹽，使得與系統中的苛性堿反應，形成碳酸鈉;其次是排鹽不徹底，系統在蒸發過程中會對碳酸鈉進行析出，但是有時碳堿的結晶過于細化，導致沉降功能差，無法有效地隨著排鹽作業排出系統，而是循環后回了拜耳系統，進而造成碳堿含量過高。

2.相關危害

碳堿升高的危害主要在于兩個方面：一方面是造成了系統能耗的升高，在蒸發環節中，系統的碳堿濃度提高會使得碳堿結晶增多，在設備表面和內部形成結垢，影響系統的整體運行和熱能傳遞，造成了系統耗能的升高，嚴重的甚至會影響設備的正常運作;另一方面是對拜耳法所產出過程產生影響，碳堿的提高會使得溶液中的苛性堿濃度發生變化，尤其是在溶出環節中，苛性堿濃度的降低會使得循環母液的溶出能力也隨之降低，從而減少了氧化鋁的溶出過程，另外也會造成碳酸鈉溶液的粘度增加，進而減小了赤泥的沉降速度，影響沉降系統運行效率。

三、基于拜耳法氧化鋁生產系統碳堿過高治理措施

1.改進蒸發流程

蒸發母液中碳堿平衡濃度與NK濃度密切相關。為使蒸發母液中的碳堿進一步降低，經技術人員多次研究論證，決定實施兩段蒸發工藝。即：沉降槽溢流和部分原液混合，再一次進行高濃度蒸發，增加蒸發工序排出的碳堿量。

2.引入相關設備

蒸發車間的蘇打系統經過更新之后使用立盤過濾機，基于本地的實際情況，將立盤過濾機含水率控制在30～35%，能有效的控制濾液浮游物含量。同時濾餅采用苛化加外排程序操作。同時改用立盤過濾機后，產能效果理想，單臺立盤過濾機相當于三臺轉鼓過濾機的產能，可處理兩臺沉降槽底流，濾液浮游物得到有效控制，且濾餅夾帶的附液量明顯降低，致使碳堿量減少。

此外，為了有效地控制和降低系統碳堿，需要強化蒸發系統排鹽操作，首先強化蘇打過濾機、蒸發器的操作運行，同時選用高效率的排鹽蒸發強制效來提高結晶鹽析出。

3.降低反苛化

在拜耳法制備氧化鋁過程中，石灰生燒所造成的反苛化損失較為嚴重，所以需要減少石灰生燒的情況就需要加強石灰的質量監控，確保石灰中有效鈣的組成比。

四、總結

總而言之，根據后續的反饋成果，其碳堿過高問題得到緩解，筆者由此認為基于氧化鋁生產系統碳堿過高治理研究具有相當高的可行性。此外各個氧化鋁生產企業需要根據其自身的生產情況、經濟情況和環境要求對氧化鋁生產流程進行優化，這樣才能保證碳堿治理取得最大化的成果，進而共同推動我國氧化鋁制備的生產水平。

參考文獻

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