1 前言
中鋁山西分公司對老系統(tǒng)氧化鋁混聯(lián)法生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，燒結(jié)法系統(tǒng)采用熟料低A/S燒成，燒結(jié)法粗液與拜爾法溶出礦漿全合流，取消了燒結(jié)法中能耗高的粗液脫硅、葉濾和碳分等生產(chǎn)工序，簡化了混聯(lián)法生產(chǎn)工藝，形成特有的串聯(lián)法新工藝，大幅降低了生產(chǎn)成本，增強(qiáng)了企業(yè)市場競爭力。
山西分公司由于自身礦石品質(zhì)特點，拜耳法赤泥N/S高，含堿量大，回收價值很大。為了降低串聯(lián)法工藝生產(chǎn)成本，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性趕超純拜耳法生產(chǎn)工藝，山西分公司老系統(tǒng)積極探索，堅持以市場為導(dǎo)向，以效益最大化為原則，不斷優(yōu)化生產(chǎn)組織方案，自2012年三季度實現(xiàn)了從原來外排自身拜耳法赤泥到配吃新系統(tǒng)拜耳法赤泥的重大轉(zhuǎn)變。2012年共配吃二廠赤泥20304噸，為分公司降本增效工作做出了重大貢獻(xiàn)。
據(jù)測算，拜耳法堿赤泥水份每降低1%，在拜耳法赤泥量和燒結(jié)法熟料量不增加的情況下，老系統(tǒng)每月可多配吃新系統(tǒng)拜耳法赤泥近3000噸，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。2013年山西分公司要實現(xiàn)扭虧為盈，必須多配吃回收新系統(tǒng)拜耳法赤泥。但在實際生產(chǎn)中，堿赤泥流動性隨堿赤泥水份降低變差，影響堿赤泥水份降低。
堿赤泥流動性在生料漿配制及平衡拜耳法生產(chǎn)極其重要，赤泥流動性良好，容易輸送，生料漿生產(chǎn)時易控制其堿比、鈣比、水份等，若赤泥流動性差則會帶來一系列問題，如：赤泥過濾輸送困難、生料漿指標(biāo)難以控制、磨機(jī)產(chǎn)能低下等，所以說赤泥流動性改善對降低堿赤泥水份意義重大。
2 影響赤泥流動性因素分析
2.1絮凝劑添加量對赤泥流動性的影響
分離沉降槽絮凝劑的添加量為6～8m3/h, 洗滌沉降槽絮凝劑的添加量為7～8m3/h,相當(dāng)于每噸干赤泥配0.08Kg左右絮凝劑量。生產(chǎn)中出現(xiàn)泥層上漲過快時會適當(dāng)增大絮凝劑的添加量，當(dāng)絮凝劑的添加量超過9m3/h，表現(xiàn)為赤泥過濾困難，過濾后赤泥流動性大大降低，此時赤泥流動性<30mm，輸送也變的困難，原料磨配料也變的困難。
2.2赤泥堿鈣比對赤泥流動性的影響
影響赤泥流動性的因素較多，為了真實反映堿鈣比對流動性的影響，我們采集了五月份相同水份條件，不同堿比鈣比對赤泥流動性的影響，具體如下：
從圖中可以看出水份相同的情況下，堿比高、鈣比高的赤泥流動性好。
2.3赤泥水份對赤泥流動性的影響
從圖中可以看出隨著堿赤泥水份的降低，赤泥的流動性近似直線下降，同時根據(jù)生產(chǎn)實際，堿赤泥在不加堿或其它改善流動性措施前，堿赤泥的水份以不低于55%左右為宜，過低則給配料帶來極大的困難，或者說堿赤泥送至配料車間槽上赤泥流動性以不低于38mm為宜。在2012年5月份中旬赤泥流動性很差，大致在25mm左右，給生產(chǎn)組織帶來極大的困難，原料磨配料困難，指標(biāo)波動大，熟料窯易出現(xiàn)過燒和欠燒熟料，熟料凈溶偏低。
3 赤泥流動性對配料的影響
3.1流動性差磨機(jī)產(chǎn)能低
正常生產(chǎn)時磨機(jī)的下料量為50～55t/h，最高可達(dá)70 t/h，當(dāng)赤泥流動性變差，磨機(jī)產(chǎn)能只有正常生產(chǎn)時的一半，不僅磨機(jī)產(chǎn)能降低且容易飽磨倒料等。赤泥流動性差磨機(jī)排出的生料漿在溜槽中流動緩慢，易沉淀下去，實測水份還很高，最高時達(dá)45%，由于產(chǎn)能低，下料困難，導(dǎo)致生料堿比鈣比常常不合格。
3.2赤泥流動性差輸送困難
赤泥流動性差帶來物料輸送困難，輸送緩沖泵負(fù)荷大易跳停，輸送料管易堵料。
4 赤泥流動性差帶來生料漿流動性差影響大窯生產(chǎn)
4.1生料漿流動性差油隔泵供料困難
生料漿流動性差表現(xiàn)為生料漿流動性小于30mm，油隔泵壓力上升，正常生產(chǎn)時油隔泵壓力為2.0Mpa左右，噴入窯尾的料漿霧化好，換熱效率高等。生料漿流動性差時油隔泵壓力達(dá)到2.2 Mpa左右，使得油隔泵容易跳停;同時絮凝劑多時生料漿成團(tuán)，油隔泵易卡閥。
4.2生料漿流動性差入窯霧化效果差
生料漿流動性差不利于料漿在窯尾霧化，入窯后易在窯尾成團(tuán)，余熱利用率低，窯尾溫度高，給窯的正常操作帶來困難。噴入窯尾的物料由于霧化不好，易在窯尾存料，導(dǎo)致窯尾倒料，惡化了生產(chǎn)環(huán)境，增大了勞動強(qiáng)度。
5改善赤泥流動性措施
5.1減少絮凝劑的添加量
通過實驗比較幾種絮凝劑對沉速、壓縮性能比較，選擇能滿足生產(chǎn)且較為經(jīng)濟(jì)的絮凝劑添加量，實驗情況如下：
(1)沉速：納爾科85010 沉速比JL-005沉速稍好;在同樣添
(1)沉速：納爾科85010 沉速比JL-005沉速稍好;在同樣添加量情況下，納爾科85010 絮凝劑5分鐘沉速比JL-005沉速高出約4%;納爾科85010 絮凝劑5分鐘沉速與AL97EH相比，明顯高出AL97EH絮凝劑約28%。隨著絮凝劑添加量增加，AL97EH 絮凝劑5分鐘沉速增加幅度較大，納爾科85010 沉速和JL-005絮凝劑5分鐘沉速增加幅度較小。
(2)壓縮性能：納爾科85010 比JL-005稍好一些，兩者均優(yōu)于AL97EH絮凝劑。30分鐘壓縮沉淀高，納爾科85010 比JL-005平均降低3.97%，比AL97EH絮凝劑平均降低17.86%;30分鐘壓縮固含，納爾科85010 比JL-005平均提高4.4%，比AL97EH絮凝劑平均提高21.68%;
(3) 浮游物：納爾科85010和AL97EH的上清液浮游物均較清;JL-005絮凝劑僅在添加量為0.105Kg/T-干赤泥時上清液不清。三種絮凝劑在添加量為0.158Kg/T-干赤泥時，上清液澄清度達(dá)最佳效果。
從多次的生產(chǎn)和實驗得知，堿赤泥水份小于55%時，赤泥的流動性急劇下降，使得赤泥在輸送、化堿、配料等過程變的困難，所以說赤泥的水份一般控制在55%～58%之間最佳，在保證堿赤泥的流動性良好的前提下，進(jìn)一步偏低控制。
5.3赤泥加堿改善赤泥流動性
從圖中可以看出堿赤泥水分在52%～58%，100ml堿赤泥加堿可以改善赤泥的流動性，尤其是堿赤泥水分在55%左右更加明顯，且只有在100ml加1克堿時流動性改善效果好，加2g堿時較加1克堿流動性還有所降低，加3g堿時流動性恢復(fù)到未加堿時情況，其主要原因是加3g堿水分降低了1%左右，由本次和前面幾次做實驗的情況可以得知，堿赤泥水分降低到50%左右時，堿赤泥的流動性很差，加堿也無法改善其流動性。
5.4控制拜耳法石灰配入量改善赤泥流動性
通過統(tǒng)計2012年1-5月相關(guān)數(shù)據(jù)，堿赤泥C/S若低于0.6，堿赤泥流動性變差(料漿槽上測35mm左右)，生料漿配料難度很大，原料磨下料量減少，熟料A/S大幅降低，整個燒結(jié)法生產(chǎn)十分被動。
堿赤泥C/S是由拜耳法礦漿配鈣來決定，因此為做到提前控制，可根據(jù)預(yù)脫硅礦漿A/S來控制礦漿配鈣，以確保堿赤泥流動性滿足配料需求。
堿赤泥不同SiO2含量與礦漿配鈣參考表
5.5進(jìn)行科學(xué)研究，添加一種絮凝劑“破壞劑”來改善流動性
山西分公司老系統(tǒng)拜爾法系統(tǒng)使用的絮凝劑是聚丙烯酰胺，高分子材料。通過凝聚、吸附架橋、表面吸附等達(dá)到使赤泥沉降的目的。赤泥的沉降性能差，絮凝劑量就得加大，對赤泥顆粒凝聚力和吸附力增強(qiáng)，堿赤泥粘度增大，流動性變差。在堿赤泥存儲、運輸過程中，如果添加一種物質(zhì)能裂解聚丙烯酰胺，恢復(fù)赤泥流動性，則改善赤泥流動性的目的就能達(dá)到。
為此，我們與相關(guān)廠家聯(lián)系，尋找一種絮凝劑“破壞劑”， 可以破壞聚丙烯酰胺的高分子長鏈。目前此項工作正在進(jìn)行實驗室研究。
6 結(jié)語
6.1堿赤泥的水份按控制在55%-58%左右，在保證赤泥的流動性較好的前提下，降低堿赤泥水份。
6.2可以通過赤泥加堿改善赤泥的流動性，以進(jìn)一步降低堿赤泥水份。
6.3通過提高拜耳法高壓溶出效果，調(diào)整絮凝劑的加入量和絮凝劑的加入種類來改善拜耳法沉降槽的沉降性能和沉降壓縮固含，以更好的滿足赤泥過濾機(jī)的生產(chǎn)及改善堿赤泥流動性，為降低堿赤泥水份創(chuàng)造條件。
6.4原料磨的產(chǎn)能控制在55t/h左右，在滿足大窯生產(chǎn)霧化前提下，降低生料漿水份至37%以下。
6.5通過添加一種絮凝劑“破壞劑”， 破壞聚丙烯酰胺的高分子長鏈，徹底改善赤泥流動性，堿赤泥水份降至50%以下。
參考文獻(xiàn)：
【1】郭萬里，郝向東.《氧化鋁制取工》【M】.太原：.山西人民出版社. 2006年.
聲明：
“淺談降低拜耳法赤泥水份” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：中國鋁業(yè)山西分公司
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