降低擬薄水鋁石生產(chǎn)新水消耗工藝的研究

發(fā)布時(shí)間 | 2019-06-21 18:38 分類 | 粉體加工技術(shù) 點(diǎn)擊量 | 3911

氧化鋁

導(dǎo)讀：在精細(xì)氧化鋁生產(chǎn)中，擬薄水鋁產(chǎn)品新水的消耗基本上是最高的，本文對(duì)碳化法生產(chǎn)擬薄水鋁石產(chǎn)品如何降低新水消耗進(jìn)行了深入研究，提出了節(jié)約新水的新辦法。

摘要：在精細(xì)氧化鋁生產(chǎn)中，擬薄水鋁產(chǎn)品新水的消耗基本上是最高的，本文對(duì)碳化法生產(chǎn)擬薄水鋁石產(chǎn)品如何降低新水消耗進(jìn)行了深入研究，提出了節(jié)約新水的新辦法。

關(guān)鍵詞：擬薄水鋁石；真空室膠帶式過濾機(jī)

一、概述

擬薄水鋁石是一種膠態(tài)的結(jié)晶不夠完整的假一水軟鋁石。產(chǎn)品無毒、無味、無臭，晶相純度高，膠溶性能好，粘結(jié)性強(qiáng)，具有觸變性凝膠的特點(diǎn)。廣泛用于石油、化工行業(yè)作生產(chǎn)催化劑的載體，是分子篩、硅酸鹽、耐火材料制品成型粘結(jié)劑。因用途比較廣泛倍受關(guān)注。近年來，不斷有企業(yè)相繼利用其資源優(yōu)勢(shì)開發(fā)擬薄水鋁石產(chǎn)品。其產(chǎn)量、質(zhì)量均得到提高，但影響擬薄水鋁石產(chǎn)品的主要因素之一是其新水消耗高。因此碳化法生產(chǎn)擬薄水鋁石面臨著怎樣降低新水消耗和如何提高新水循環(huán)利用效率，以適應(yīng)日益嚴(yán)重的新水資源短缺局面。為控制產(chǎn)品洗堿指標(biāo)，滿足客戶需要，本人結(jié)合中鋁山西新材料有限公司現(xiàn)有的擬薄水鋁石生產(chǎn)線，通過技術(shù)攻關(guān)，采取各項(xiàng)措施，目前水耗從傳統(tǒng)生產(chǎn)方法水耗40M³—46M³/T-成品已降至32M³—34M³/T-成品。

二、流程中的新水消耗分析

碳化法生產(chǎn)擬薄水鋁石工藝必須經(jīng)過鋁酸鈉溶液的精制、稀釋降溫、碳酸化分解、老化、洗滌過濾、烘干等工序。其中新水主要用于稀釋調(diào)配、降溫、洗滌過濾工序。由于擬薄水鋁石對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)工序要求非常嚴(yán)格，技術(shù)指標(biāo)明顯優(yōu)于冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品。因此對(duì)稀釋調(diào)配、洗滌過濾使用熱水的質(zhì)量指標(biāo)，如浮游物、堿度、CaO、MgO等雜質(zhì)含量要求嚴(yán)格。為保證生產(chǎn)工藝要求的操作條件，稀釋調(diào)配、洗滌過濾用熱水溫度通常要大于90℃。因此降溫環(huán)節(jié)以低溫新水作為冷卻介質(zhì)通過稀釋槽內(nèi)的冷卻管壁進(jìn)行熱量交換，從而實(shí)現(xiàn)使高溫稀釋液（約80℃）快速降溫的目的。吸收熱量后的新水（約50℃）一部分用蒸汽直接加熱至大于85℃。另一部分用于稀釋配料和濾餅的洗滌。其余部分則回到熱水池，經(jīng)冷卻塔自然降溫后（不大于30℃），返回冷水池循環(huán)使用，即循環(huán)水降溫。

三、降低新水消耗的措施及效果

3.1、采用新型設(shè)備節(jié)約新水消耗

傳統(tǒng)擬薄水鋁石生產(chǎn)過程的分離、洗滌過濾過程是采用廂式壓濾機(jī)進(jìn)行一次分離和多次洗滌過濾。采用廂式壓濾機(jī)分離洗滌存在以下問題：

（1）、投資高、產(chǎn)能低。采用廂式壓濾機(jī)分離、洗滌過濾擬薄水鋁石時(shí)，不但要安裝廂式壓濾機(jī)，而且必須在廂式壓濾機(jī)下安裝帶有攪拌的濾餅槽和出料泵。在進(jìn)行分離和洗滌過濾時(shí)需要數(shù)臺(tái)廂式壓濾機(jī)才能達(dá)到洗滌效果，Na₂O的指標(biāo)才能合格。因而一次性投資高，產(chǎn)能較低。

（2）、間斷操作、勞動(dòng)強(qiáng)度大。廂式壓濾機(jī)從上料、卸料到將濾餅卸到濾餅槽中加水?dāng)嚢瑁缓笥帽蒙狭系较乱慌_(tái)廂式壓濾機(jī)，全部生產(chǎn)過程是在不同設(shè)備間進(jìn)行，屬于間斷性生產(chǎn)，因而加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）、維修量大、備品備件費(fèi)用高。

（4）、洗水、濾布耗用量大。采用廂式壓濾機(jī)洗滌過濾擬薄水鋁石時(shí)，洗水耗用量為45M³/T-成品，濾布耗用費(fèi)用約為70元/T-成品。

因此采用一種新型設(shè)備尤為重要，經(jīng)過工業(yè)試驗(yàn)，國內(nèi)首次選用固定室真空膠帶式過濾機(jī)，在一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行擬薄水鋁石漿液的分離、洗滌過濾。其工藝流程如圖所示：

圖1：固定室真空膠帶式過濾機(jī)工藝流程示意圖

生產(chǎn)過程中的擬薄水鋁石漿液用泵送到固定室真空膠帶式過濾機(jī)上進(jìn)行固液分離，其濾液通過抽濾管排入集液罐中用泵送入下一道工序，濾餅隨固定室真空膠帶式過濾機(jī)的過濾布向前移動(dòng)過程中,通過安裝在固定室真空膠帶式過濾機(jī)上的淋水器進(jìn)行數(shù)次洗滌過濾，其洗液通過抽濾管排入不同的集液罐中用泵送入另一道工序, 洗滌合格的濾餅進(jìn)入下一工序進(jìn)行處理。固定室真空膠帶式過濾機(jī)的濾液和洗液是通過真空泵進(jìn)行抽濾進(jìn)入集液罐中。

表一：不同設(shè)備洗滌用新水消耗對(duì)比（單位：m³/T-成品）

表一是某企業(yè)采用廂式壓濾機(jī)進(jìn)行擬薄水鋁石洗滌過濾同中鋁山西新材料有限公司采用固定室真空膠帶式過濾機(jī)進(jìn)行擬薄水鋁石洗滌過濾新水消耗比較。

固定室真空膠帶式過濾機(jī)在擬薄水鋁石工業(yè)上的應(yīng)用技術(shù)獲得國家科技成果獎(jiǎng)。

3.2、三次洗液的循環(huán)利用：

三次洗液的化學(xué)成分進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)，得到數(shù)據(jù)如下：

表二：2018年三次洗液成分

為降低濾餅含水率，確保成品Na₂O指標(biāo)的合格，末次洗堿采用板框壓濾機(jī)加新水洗滌，即三次洗液。通過對(duì)表二數(shù)據(jù)的分析，我們認(rèn)為：三次洗液的理化指標(biāo)與熱水較為接近，符合工藝要求。其溫度約75℃,通蒸汽加熱后作為固定室真空膠帶式過濾機(jī)的洗水循環(huán)使用。二次洗液和三次洗液的反向洗滌，使洗水反復(fù)使用，這樣既可以減少生產(chǎn)流程的外排量,又節(jié)約了蒸汽。另外，三次洗液還可返回流程用做鋁酸鈉溶液的調(diào)配。這部分三次洗液可平衡和補(bǔ)充部分調(diào)配用新水，減少外排量，從而提高新水的循環(huán)利用效率，降低消耗。調(diào)整洗水的流量和溫度，可以徹底地對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌，保證產(chǎn)品Na₂O指標(biāo)和提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)能。生產(chǎn)實(shí)踐表明（表三）：在確保三次洗液不跑渾、不串堿的前提下，三次洗液用于鋁酸鈉溶液的調(diào)配，對(duì)擬薄水鋁石產(chǎn)品的膠溶性能影響不大，完全滿足客戶要求。

表三：用熱水和用三次洗液稀釋配料對(duì)成品膠溶指標(biāo)對(duì)比

3.3合理改造現(xiàn)有流程，選擇適宜的降溫制度

為了降低降溫環(huán)節(jié)的新水消耗，提高稀釋槽降溫效果，針對(duì)夏季不同氣候環(huán)境，對(duì)工藝流程進(jìn)行了改造。主要是1、增加一趟新水直接進(jìn)稀釋槽的管線，強(qiáng)化降溫效果。即新水降溫。2、將稀釋槽冷卻管束出來的部分熱水再返回用于稀釋液降溫。即高溫段降溫。并于循環(huán)水降溫管線并聯(lián)。

改造后流程如下圖：

說明：擬薄水鋁石生產(chǎn)線新水流向圖

圖中粗線條所示為改造后新增加的降溫流程

在擬薄水鋁石的生產(chǎn)中，夏季生產(chǎn)組織是一年當(dāng)中最為困難的季節(jié)，新水消耗高，技術(shù)指標(biāo)難以控制。我們采用分段降溫辦法，即高溫合格稀釋液用高溫段循環(huán)水降溫至50℃左右，低溫段稀釋液用新水直接降至35℃以下。這樣既保證了降溫效果，又降低了稀釋降溫環(huán)節(jié)的新水消耗。擬薄水鋁石新水單耗也由改造前的約 37m³/T-成品降為35 m³/T-成品。降溫時(shí)間也大大縮短，降溫時(shí)間也由原來的5小時(shí)/每槽稀釋液減小到3.5小時(shí)/每槽稀釋液。