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1、第四章第四章 沉降车间沉降车间概述概述 所谓赤泥就是溶出铝土矿得到的泥渣，由于其中常常含有大量氧化铁，呈红色，习惯上称为赤泥。铝土矿溶出后得到含有赤泥和铝酸钠溶液的混合浆液,其必须经过稀释后才能进行沉降或过滤使赤泥和溶液分离，以获得晶种分解要求的纯净的铝酸钠溶液（精液），分离后的赤泥必须经过洗涤，尽量减少以附液形式带走的Na2O和Al2O3损失。该工序生产效能的大小和正常运行对产品质量、生产成本以及经济效益都有重要影响。本章目标 掌握溶出矿浆稀释的目的 熟悉各工段的工艺流程 理解赤泥分离的基本原理主要内容主要内容 1.高压溶出矿浆的稀释 2.赤泥浆液的沉降分离和洗涤 3.粗液的控制过滤1.高压
2、溶出矿浆的稀释高压溶出矿浆的稀释 溶出矿浆稀释的目的溶出矿浆稀释的目的 降低铝酸钠溶液的浓度，促使其分解。高压溶出一水硬铝石型铝土矿时溶出液的浓度较高约270g/l，稳定性较高，用赤泥洗液约40g/l稀释到190g/l后，稳定性降低，可以较大的提高分解速度，同时也起到了回收赤泥洗液中的氧化铝和氧化钠。 降低铝酸钠溶液的黏度，加速赤泥沉降分离。高浓度的铝酸钠溶液黏度较大，不能用沉降槽分离赤泥。溶液稀释后的黏度下降约2-3倍，赤泥的沉降性能大大增加。 促使铝酸钠溶液进一步脱硅。硅量指数是衡量精液是否纯净的一个重要参数，当硅量指数低时，不但影响氢氧化铝产品质量，而且使蒸发器的加热管结疤严重。SiO2
3、在溶液中溶解度随着Al2O3浓度的下降而显著下降，因此需要对铝酸钠溶液进行稀释。经实践知硅量指数大于250时，才不会影响产品质量。为了保证硅量指数大于250，不仅要稀释溶液，还要保证脱硅时间，即溶液需要在稀释后槽停留2小时以上。 总之：总之：赤泥的沉降速度和压缩程度都与溶液的浓度有关，溶液浓度降低、液固比大时，单位体积的赤泥粒子个数减少，悬浮液的黏度下降，赤泥颗粒间的干扰阻力减少，沉降速度和压缩程度就增大，通常进料L/S控制到812。2.赤泥浆液的沉降分离赤泥浆液的沉降分离 赤泥分离的目的就是将稀释矿浆中的铝酸钠溶液与赤泥分离，并获得工业上纯净的铝酸钠溶液。 铝土矿溶出后，形成赤泥和铝酸钠的混
4、合浆液，浆液必须经过稀释才能沉降或过滤使赤泥和铝酸钠溶液分离，分离后从铝酸钠溶液中生产出氧化铝，赤泥需洗涤，降低Na2O、Al2O3通过赤泥附液途径的损失。该工序生产效能的大小和正常运行对产品质量、生产成本以及经济效益有着至关重要的影响 赤泥浆液在洗涤沉降槽系统中可按下图所示流程进行反向洗涤。2.2 影响赤泥沉降分离的因素影响赤泥沉降分离的因素 在氧化铝生产中，一般是取经过一定时间沉降后所出现的清液层高度来表述赤泥浆液的沉降性能；其压缩性能用压缩液固比L/S和压缩速度来衡量。赤泥沉降主要指标沉降性能和压缩性能变化较大，与铝土矿的矿物组成、溶液的浓度以及沉降槽的形式和规格等诸多因素有关。 2.2
5、.1 矿物形态对沉降性能的影响矿物形态对沉降性能的影响 铝土矿的组成和化学成分是影响赤泥浆液沉降、压缩性能的主要因素。 针铁矿在高压溶出时完全脱水，生成高度分散的氧化铁，而在赤泥稀释和沉降过程中却又重新水化，变成胶态的亲水性很强的氢氧化铁，这就是针铁矿使赤泥沉降、压缩性能变坏的原因。如果针铁矿溶出时转变为赤铁矿，在有锐钛矿存在的情况下，可以大大提高赤泥的沉降、压缩性能，否则，沉降、压缩性能不会得到改善。 矿石中的TiO2对赤泥沉降性能的影响取决于它所存在的矿物形态。若TiO2在赤泥中主要以金红石形态存在，则其赤泥难以沉降。 高岭石在溶出时生成亲水性很强的水合铝硅酸钠沉淀，因此，它的存在将使赤泥
6、的沉降、压缩性能变差。 赤泥颗粒的大小也直接影响赤泥的沉降性。 2.2.2 溶出矿浆的稀释浓度对沉降性能的影响溶出矿浆的稀释浓度对沉降性能的影响 赤泥的沉降速度和压缩程度都与溶液的浓度有关，溶液浓度降低、液固比大时，单位体积的赤泥粒子个数减少，悬浮液的黏度下降，赤泥颗粒间的干扰阻力减少，沉降速度和压缩程度就增大，通常进料L/S控制到812。 2.2.3 稀释浆液的温度对沉降性能的影响稀释浆液的温度对沉降性能的影响 稀释浆液温度升高，其黏度和密度下降，因而赤泥沉降速度加快。料浆稀释时的温度在很大程度上影响铝酸钠溶液的稳定性，从而引起赤泥中Al2O3损失量的变化。为使较低浓度及低苛性比值的铝酸钠溶
7、液在稀释后保持其稳定性，必须确保稀释后溶液温度达到100以上。2.2.4 黏度对沉降性能的影响黏度对沉降性能的影响 赤泥的沉降速度与铝酸钠溶液黏度成反比，溶液的黏度增大必然要使赤泥的沉降速度变小，不能使赤泥与铝酸钠溶液迅速分离，从而不利于沉降槽的作业。铝酸钠溶液的黏度随溶液温度的升高而减小。但如果过分强调降低溶液的黏度，也会使溶液的浓度过小，溶液将发生水解，则使更多的氧化铝进入赤泥而损失。2.2.5 底流液固比底流液固比 沉降时间不够，使分离沉降槽底流液固比（L/S）2.5时，则后面的洗涤过程的技术条件无法得到保证，特别是1#洗涤槽沉降速度大大降低。这是因为赤泥带入一洗较多的碱液，使一洗溶液的
8、黏度增大，沉降性能降低。在正常情况下洗涤各次压缩L/S基本在1.52.0之间，这样洗涤槽底流L/S控制在现有物料性能的条件下，即保证降低了附碱损失，又保证沉降槽不会因底流L/S控制过小而出现积泥和跑浑现象。2.2.6 絮凝剂的使用絮凝剂的使用 添加絮凝剂是目前氧化铝生产上普遍采用且行之有效的加速赤泥沉降的方法。在絮凝剂的作用下，赤泥浆液中处于分散状态的细小赤泥颗粒互相联合成团，粒度增大，因而使沉降速度有效地提高。 良好的赤泥絮凝剂应具备的条件是： 絮凝性能良好； 用量少，水溶性好； 经处理后的母液澄清度高，残留于母液中的有机物不影响后续氢氧化铝的分解； 所生成的絮团能耐受剪切力； 原料来源广泛
9、，价格低廉。我厂絮凝剂制备系统流程示意图我厂絮凝剂制备系统流程示意图3 粗液的控制过滤粗液的控制过滤 从分离沉降槽溢流来的粗液中含有较多的赤泥微粒（浮游物），不能满足铝酸钠溶液分解的要求，必须利用叶滤机叶滤机进行精制，把粗液中的赤泥颗粒除去，得到浮游物小于0.015g/L的合格精液。我厂粗液控制过滤系统流程示意图 影响叶滤机产能的因素： 粗液浮游物：粗液浮游物含量越高，产能越低。因为粗液浮游物在滤布上积累的滤饼越厚，过滤速度越慢，产能越低。另外，粗液浮游物粒度越细，形成的滤饼阻力越大，产能也会下降。 粗液浓度：铝酸钠溶液随着浓度提高而黏度增大，叶滤机产能降低。 粗液温度：要求95105，以防滤布结硬，产能降低。 石灰乳添加量：粗液中加入适量石灰乳，形成的滤饼松散，过料阻力小，叶滤机产能提高。 滤布：在相同的铝酸钠溶液条件下，使用不同滤布的叶滤机产能相差较大。卡布龙布过料最好，但使用寿命短；丙纶布次之，而且不同厂家的丙纶布也相差很大。
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