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高效沉降槽在氧化铝生产中的运用

发表时间：2020/7/7 来源：《新纪实》2020年第2期作者：刘家华

[导读] 高效沉降槽是一种先进的生产工艺，由分离沉降、洗涤沉降构成，是氧化铝生产中不可或缺的主要设备，其是否稳定运行直接关系到氧化铝耗损量及产量。对此，本研究作者结合自身多年工作经验，重点论述了高效沉降槽在氧化铝生产中的运用，以此来更好地指导生产实践。

        东大有色固废技术研究院（辽宁）有限公司辽宁沈阳 110000

        【摘要】高效沉降槽是一种先进的生产工艺，由分离沉降、洗涤沉降构成，是氧化铝生产中不可或缺的主要设备，其是否稳定运行直接关系到氧化铝耗损量及产量。对此，本研究作者结合自身多年工作经验，重点论述了高效沉降槽在氧化铝生产中的运用，以此来更好地指导生产实践。
        【关键词】氧化铝；高效沉降槽；生产

        在氧化铝生产体系中，赤泥沉降分离尤为关键^[1]。铝土矿溶出后产生了大量包含赤泥的铝酸钠浆液，稀释浆液后，采取沉降、过滤处理缓解，分理出铝酸钠溶液和赤泥高。其中铝酸钠溶液是氧化铝必需物质，而赤泥却是废渣。所以，有效分离液体和固体，最大化获取有效成分是沉降分离洗涤的根本出发点。在氧化铝大规模生产中，往往借助沉降槽作业分离与洗涤固体与液体，而高效沉降槽可增加底流固含，降低沉降槽直径及洗涤次数，大大提高生产效率。
        一、高效沉降槽构成
        高效沉降槽由深度给料筒、加速沉降管、循环管、伞形沉降器、槽底等构成，详见图1^[2]。物料沉降过程为：物料通过进槽到溢流而出，这一过程需要通过三次加速沉降：第一次，借助伞形器将较粗的颗粒沉降出来；第二次，受阻沉降区，在物料被稀释后，较粗的颗粒则迅速沉降，细小颗粒则掺杂在液体中一同流入到加速沉降管；其三次，加速沉降观众，由于管壁作用及大的液固比环境的干扰，细小颗粒则聚集在一起沉降下来。三个沉降过程循序渐进，可切实提高沉降效率。

        图1：新型沉降槽的结构示意图
        二、高效沉降槽在氧化铝生产中的运用
        作为氧化铝生产的重要固液分离设备，高效沉降槽具有产能高、运行周期长、排渣固含高等优势。本研究以烧结法生产氧化铝为例，运用高效沉降槽，具体流程如下图2所示。


        图2：烧结法赤泥高效分离、洗涤流程
        生产过程中，使用两台高效赤泥分离沉降槽（12m×3.4m），四台高效洗涤沉降槽（0.15m×6.98m）。以科学的进料方式，基于烧结法赤泥浆的特征，找到最合理沉降效果时的赤泥浆固含。因赤泥浆固含高于一定值时，固定沉降量则相对应降低，需把进料固含稀释到标准数值范围内，对此可采取贝克公司研发的E— Duc 稀释系统。该系统设置了合理的进料压力，借助沉降槽中上清液稀释进料浆液，确保其具有一定固体含量，然后按照设定的流速切线进入喂料井，产生离心力，加快物料沉降，确保沉降槽顺利排出固体。同时，生产过程中可根据实际情况使用絮凝剂溶解系统，自动添加絮凝剂，自动溶解，不会对絮凝剂有机链状结构予以严重破坏，确保其稳定性。溶解后基于一定比例添加絮凝剂同稀释液，并以多点方式进入沉降槽，促使絮凝剂充分发挥作用。基于烧结法赤泥特征，通过反复试验与验证，赤泥高效沉降槽絮凝剂用量为30—50g/吨，稀释倍数为8—10^[3]。借助超声波泥位仪将沉降槽中的泥位进行准确检测，并适当添加一定量的絮凝剂；借助同位素密度仪器将出料口密度，一系列检测信号录入DCS系统；采取集中控制方法，提升沉降槽运行效率。运用高效分离、洗涤沉降槽后，其产能高达 494m3/h，底流 L/S3.5～4.5，溢流浮游物 1g/L。洗涤沉降槽产能 120t/h（干赤泥量），末次槽底流 L/S2.0，赤泥附液损失11kg/t，其经济效益显著^[4]。
        高效沉降槽运用于氧化铝生产中，经济效益显著。同时，高效沉降槽还可以运用于污水处理事业中。所以，在化工、冶炼行业，高效沉降槽运用前景广阔。

        参考文献：
        [1]李俊峰，史玉娟，王宁.浅谈轻金属氧化铝生产工艺的应用与发展[J].世界有色金属，2019（19）：223—224.
        [2]王志军.高效沉降槽安装技术总结[J].内蒙古科技与经济，2019（06）：93—94.
        [3]曹万秋.某大型高效沉降槽有限元分析计算及结构优化[J].有色设备，2019（01）：32—35.
        [4]易刚.Φ26×23.5m深锥高效沉降槽结构的设计计算及优化[J].轻金属，2016（05）：9—13.