分离沉降槽高效化改进及应用.pdf
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1、某公司氧化铝生产工艺采用拜耳法工艺,设计产能 140 万 t/a,采用深锥高效沉降槽,其特点是设备规格小但产能高,一台 准16 m 槽相当于准40 m 的普通沉降槽;底流固含高,溢流浮游物少;洗涤效率高,末次附损低;液固分离快,停留时间短,氧化铝水解损失少。但随着铝土矿品味的残次不齐,溶出赤泥量增大,使得赤泥沉降分离任务加重,分离槽逐渐出现跑混、技术指标恶化等情况,导致分离槽产能越来越低,无法高效运行。本文通过研究现有分离沉降槽的技术及设备1、拜耳法赤泥的相关特性2,提出一种提高分离沉降槽产能的改进方式。1生产现状1.1工艺及设备状况拜耳法氧化铝生产过程中,溶出后矿浆经过稀释后进入到分离沉降槽
2、,在沉降槽内实现液固分离,制得质量合格的粗液以及高固含的底流。采用的分离沉降槽为 准16 伊 18 m(有效高度为18m)的单层悬挂式中心传动深锥高效沉降槽3,如图 1 所示。该沉降槽的工作过程是:稀释矿浆通过进料管进入中心进料桶内,同时加入絮凝剂进行混合,将细小的赤泥颗粒进行絮凝增大,在重力作用下*收稿日期:2023-06-05作者简介:谢强业(1989-),男,云南砚山人,工程师,主要从事氧化铝研究工作。Apr.2024Vol.53.No.2(Sum 305)2024 年 4 月第 53 卷第 2 期(总第 305 期)云南冶金YUNNAN METALLURGY分离沉降槽高效化改进及应用*
3、谢强业,李小波,范超,李何,何清(云南文山铝业有限公司,云南 文山 663000)摘要:介绍了一种高效提升分离沉降槽产能的方式,通过对分离沉降槽的槽体外部、内部的进料流程以及絮凝剂添加点的工艺优化,将分离槽产能提升约 85%,清液层高度维持在 9 m 以上,粗液浮游物能够稳定控制在0.4 g/L 以下,解决了分离沉降槽跑混的问题,提高了企业对低品位矿石的处理能力。同时 5 台分离沉降槽减少至3 台,降低成本约 20 万元/a。关键词:氧化铝;分离沉降槽;产能中图分类号:TF351.5+1文献标识码:A文章编号:1006-0308(2024)02-0135-04High Efficient Im
4、provement and Application of Separation and Sedimentation TankXIE Qiang-ye,LI Xiao-bo,FAN Chao,LI He,HE Qing(Yunnan Wenshan Aluminum Co.,Ltd.,Wenshan,Yunnan 663000,China)ABSTRACT:It introduced a kind of method for highly efficient improvement yield of separation and sedimentation tank,theprocess ope
5、ration of the internal and external feeding flow of separation and sedimentation tank,of flocculant addition point was done,therefore,the yield of separation tank was increased by 85%,the height of supernatant layer was kept over 9 m,the floating substance ofcrude solution can be stabled below 0.4 g
6、/L,then the mixing problems of separation and sedimentation tank were solved,the treatmentcapacity of low-grade ore was increased too.Simultaneously,5 separation and sedimentation tanks were decreased to 3 tanks,the cost wasdecreased by about 预200,000 yuan per year.KEY WORDS:alumina;separation and s
7、edimentation tank;yield135Apr.2024Vol.53.No.2(Sum 305)2024 年 4 月第 53 卷第 2 期(总第 305 期)云南冶金YUNNAN METALLURGY传统系统入孔排料筒入孔耙机搅拌轴冒槽管支架进料箱溢流管平衡管进料管桥架图 1深锥型沉降槽结构简图Fig.1The structure simple diagram of deep conesedimentation tank快速沉入底部,清液则延径向逐渐通过进料桶底部向周边溢出,通过溢流管进入下一道工序。该沉降槽的结构及工作特点是:淤有二次稀释装置,通过文丘里装置,物料在管内得到稀释并
8、与絮凝剂混合,进入中心进料桶后料浆得到进一步稀释,快速进行液固分离;于有专门的絮凝剂添加系统,通过“三点加入”的方式,使料浆在进料管和沉降槽内与絮凝剂充分接触并混合均匀,使细小的赤泥颗粒相互聚集便于沉降;盂有耙机系统,由特殊的驱动装置控制,能够承受较大扭力,该耙机可将锥面上沉积的高密度赤泥向底部出料桶耙泥,可起到推挤压缩赤泥的作用;榆槽底具有大锥角的底面结构,能够产生较大的重力压缩效果,因此能够得到较低液固比的底流;虞具有测量及控制系统,自动化程度较高。1.2存在的问题1.2.1分离沉降槽产能低一期分离沉降槽是按照年产 80 万 t 氧化铝设计的,分离槽选型及设计依据浓度低,设备运转率低(备用
9、槽子较多),长期使用 4 个分离槽,单台分离沉降槽进料量最高只能达到 600 m3/h。随着该公司氧化铝生产的快速发展,多台分离槽同时运行已不符合实际生产要求,其导致的能耗高、氧化铝水解严重等问题也成为了制约高效发展的瓶颈,亟需解决。1.2.2指标难操控赤泥的沉降性能差,槽子易跑混,粗液浮游物波动大;随着管道化运行日趋平稳,赤泥细化导致该问题愈加严重。分离沉降槽由于进料量增大后跑混,底流液固比波动大;目前最优液固比可做到 1.45 以下,但此种情况大大限制了沉降槽产能,进料量跃650 m3/h则分离沉降槽极易跑混,产能受到极大限制。1.2.3洗涤效率低由于分离沉降槽产能低,导致底流液固比控制不
10、稳定,附液量大,加重了洗涤槽的负担。洗涤效率低,末次附损增加,成本上升。2技术改造的理论依据2.1沉降机理沉降槽的产能及其溢流量可表示为:Q=F伊V(1)式中:Q 为沉降槽的溢流量,m3/h;F 为沉降面积,m2;V 为沉降速度,m/h。根据(1)式可知,沉降槽的产能与沉降面积及沉降速度成正比关系,而沉降面积的大小已经固定,只能通过提高沉降速度来实现分离沉降槽的提产目标。溶出矿浆经稀释后进入沉降槽,其固体颗粒的匀速沉降运动符合斯托克斯定律:Ut=gdp2(籽p-籽)18 滋(2)式中:Ut为匀速沉降速度,m/s;g 为重量加速度,9.8 m/s;dp为固体颗粒直径,m;籽p为固体颗粒密度,kg
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