关于42×7m平底沉降槽产能提升的探讨

梁康 吴庆君

中电投山西铝业有限公司,山西 原平 034100

1 概述

我国铝土矿主要以高岭石——水硬铝石型为主，约占总储量的98%，属于高铝高硅低铁难溶性矿石，铝硅比偏低，约在4～6之间，高铝硅比(A/S≥8)的矿石很少，占不到20%，其余80%以上的铝土矿均为中低品位，铝土矿矿石中氧化铝平均含量为40%～60%，这些低品位矿石在实际生产中溶出性能差，吨氧化铝产出的赤泥量大，沉降槽处理赤泥的能力面临严峻挑战，所以在纯拜尔法的生产系统中，必须要提高沉降槽处理赤泥的能力。

2 生产现状

某氧化铝厂赤泥分离洗涤系统是以5台42×7m大型平底沉降槽和2台20×20m深锥沉降槽组合形成的工艺生产线，都是钢索扭矩系列沉降槽，该分离洗涤工艺为四次反向洗涤工艺。5台平底沉降槽中2台作为分离槽(110#、120#),1台公备槽(130#)，1台一次洗涤槽(140#),1台二次洗涤槽(150#)，2台深锥沉降槽中1台为三次洗涤槽（160#），1台为四次洗涤槽（170#）。该生产线是按矿石铝硅比7以上设计的配套设施,随着矿石品位的日渐趋下,目前所使用矿石铝硅比普遍介于4～6之间,拜尔法溶出效果差,溶出稀释矿浆固含较高,平均值介于100～120g/l左右，导致沉降槽赤泥分离沉降速度慢，赤泥压缩性变差，沉降槽产能降低，很容易就出现跑浑现象。

3 提高产能措施

3.1 使用高效型絮凝剂

高效型絮凝剂主要为高分子聚合物，高分子有机絮凝剂有天然生成的和人工合成的，它能使悬浮液中的微粒发生聚集的现象，进而絮凝长大成大颗粒，最后由于重力变大而达到自由沉降的目的，添加絮凝剂能够加速赤泥浆液沉降分离，沉降速度快。当前絮凝剂的发展已有过去的水处理使用的普通型絮凝剂发展为当今氧化铝行业使用的高效絮凝剂，现阶段国内各大氧化铝厂普遍使用的高效絮凝剂的品牌类型有纳尔科9779、爱森AL99、海纳瑞特60S。具体添加过程为：将高浓度的絮凝剂进行稀释制备，即用碱和水配制成浓度为10g/l～15g/l的碱水（用低浓度碱水可以将絮凝剂有机分子进行分解），然后再与高浓度的絮凝剂配制成浓度为3‰～4‰的絮凝剂稀释溶液，最后再通过泵输送加入到沉降槽中。

3.2 增加自稀释循环工艺流程改造

高效型性能絮凝剂的使用，在面对高固含矿浆的情况下，效果往往得不到充分体现，是有局限性的，下面是某絮凝剂在相同体积、相同稀释矿浆NK、相同温度下、相同絮凝剂添加量但不同固含料浆情况下的沉速数据：

由此得出，在相同条件下料浆固含越高，赤泥的沉速也会随着变慢变差，相反，固含越低，沉速越快。为此，为提高絮凝剂的加速沉降性能，我厂对每个沉降槽增加了自稀释循环工艺流程，将沉降槽自身清液溢流中的一部分返回至该沉降槽的进料流程上，以此来达到稀释矿浆的目的。

改造方案为通过各个沉降槽溢流泵出口管道中，引出一根DN250的管道，接至该沉降槽的进料管中，自稀释量的调节可以通过泵速和阀门大小调节控制，实践证明，通过自稀释循环工艺流程改造后，沉降槽进料固含最大幅度可降低60%，较大的提升了沉降槽处理赤泥的能力。

3.3 沉降槽中心下料筒絮凝剂加入点改造

从目前各大氧化铝厂的沉降槽设计来看，沉降槽中心下料筒的絮凝剂加入点都是设计在筒外，介于清液层当中，如下图中红色箭头部分所示。

该加入点的优势是用于提高赤泥的沉降时的压缩性，同时也能提高清液的澄清度，但是这种方式的加入点，存在一定的弊端，因为它的加入后扩散速度慢，相对集中，提高赤泥压缩性的时效性好，速度快，这样就会造成耙机运行时扭矩上涨过快，耙机负荷增加，底流泵会因为沉降槽中的泥过稠而上料不好，甚至无法向外输送，最终导致沉降槽泥层上涨过快而跑浑，严重者耙机跳停、传动部件因过载损坏而无法继续开启运行，从而成为设备事故导致生产中断运行，所以这种加入方式在操作上需要有很高的控制要求，尤其是现阶段矿石铝硅比较低，使得沉降槽处理赤泥的能力需要保持在较高水平，稍微操作不慎就会造成压产或停产影响。我厂在改造前，出现过几次因扭矩过载造成耙机设备跳停的情况，所以为改善这种情况，我厂对改加入点进行了改造，如图中黑色箭头部分所示。该改造方法是将加入点由清液层中移至下料筒内，与料浆充分混合后进入沉降槽内。

经改造后，絮凝剂跟料浆混合后进入分料箱，从分料箱出来后就会平均分配到中心柱两边，进入沉降槽后随着料浆的扩散而扩散，这样的扩散较改造前是更加均匀充分的，不会造成耙机扭矩迅速上涨过快导致过载的现象，上涨趋势较为平缓，泥层波动幅度较小，这样降低了操作难度，就给操作上争取了反应时间和调整的时间。通过这样加入点移位改造，不但没有降低絮凝剂对赤泥的沉降性能和压缩性，还提高了生产操作对设备的可控性，降低了设备事故风险，自我厂改造完投入使用以来，耙机扭矩负荷一直处于较低水平，运行稳定，泥层控制也较为平稳，收获很好的效果，提高了沉降槽处理高固含料浆的能力，产能得到较大提升。

通过上述改善，我厂的沉降槽系统应对低品位矿石的产能得以全面提升，为拜尔法生产系统的高产稳产提供了强有力保障。

[1]张玲.氧化铝行业沉降槽的优化设计和改造[J].科技致富向导,2010(29)

[2]王鸿雁，李明福，门新强.拜耳法赤泥沉降槽的技术改造[J].有色设备,2005(06)