浅谈洗涤沉降槽跑浑的原因及预防措施

2022-09-10

一、前言

洗涤沉降槽作为氧化铝生产主要设备之一, 其稳定和正常运行是安全、高效生产的前提。实际生产中, 洗涤沉降槽会出现跑浑、积泥、掉块等不良现象, 其中, 跑浑现象最常见, 它不仅影响正常的生产组织, 如果这一现象不及时扭转, 严重时会造成洗涤沉降槽大面积跑浑、垮槽等重大生产事故, 使正常的生产无法进行, 同时给企业造成巨大的经济损失。本文就洗涤沉降槽跑浑原因及生产中应采取的预防措施做一简要探讨。

二、沉降槽的工作原理

沉降分离的主要依据固体的比重较液体的比重大, 使得固体因重力作用而从液体中沉降下来, 赤泥粒子在液体中下沉时, 遵循物体在空气中的下落规律, 最初是加速度下降, 但由于受到液体介质的摩擦阻力, 此阻力又随固体颗粒下降速度的增大而增大, 所以经过一段时间后, 液体的阻力等于重力, 固体颗粒就以等速运行下沉。

沉降有两种情况。在稀溶液中, 每个固体粒子独立沉降, 称为自由沉降。由于浓浆液中固体粒子很多, 大小不一, 互相干扰和聚结, 沉降是在非自由的情况下进行的, 称为干涉沉降。我们实际生产中的赤泥沉降分离就属于干涉沉降系列。

溶出后的赤泥, 粒度粗细不一, 在沉降槽内大体上可分为稠密砂层、泥渣浓缩带、沉淀带、清液带。但事实上各带之间没有严格的界限, 但存在着由液面到槽底, 越往下固体浓度越大的规律。

赤泥在沉降槽内有两个过程:即沉降过程和浓缩过程。赤泥开始时是以加速度下沉, 后来是等速下沉, 经过一定时间后, 下沉的速度不明显, 这时便开始了浓缩过程, 这一过程主要是依靠上层液柱所造成的压力, 将沉渣内的液体挤出来。

三、洗涤沉降槽跑浑的主要因素分析

1. 矿石成分及质量的影响

铝土矿中黄铁矿、胶黄铁矿、针铁矿、高岭石、蛋白石、金红石等在生产赤泥的过程中易吸附较多的AL (OH) 34-、Na+和吸附水, 不利于沉降分离;而赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿、水绿矾等吸附粒子较少, 有利于沉降分离。此外, 矿石中的机物, 对赤泥的分离沉降也有很强的抑制作用。

2. 洗涤沉降槽进、出料L/S的影响

进料L/S的增大, 单位体积粒子个数减少, 悬浮液的粘度下降, 赤泥颗粒间的干扰阻力减少, 从而使赤泥沉降速度加快。出料L/S (生产中称作底流L/S) 的控制过小, 当沉降槽的进料量不变时, 排出的赤泥少, 产生赤泥收支不平衡现象。由于收入的赤泥量超过支出的赤泥量, 使槽内沉渣面积升高。由于沉渣面积升高, 必然导致清夜带减少甚至消失, 就会产生跑浑现象。底流L/S控制过小, 使赤泥在沉降槽中停留时间过长, 增加赤泥与溶液接触时间, 加剧了二次反应, 生成水化石榴石化合物, 造成赤泥变性, 产生赤泥粘结。

3. 赤泥细度的影响

赤泥的沉降性能取决于单个粒子的沉降速度及多个粒子相互干扰的程度, 单个粒子的沉降速度与该粒子直径平方成正比, 赤泥过细会使沉降速度迅速降低, 同时相互干扰程度增大, 不利于赤泥沉降;但也不能过粗, 过粗会造成溶出套管磨损严重, 影响设备的使用寿命。

4. 洗液的浓度与温度影响

赤泥浆液温度升高, 溶液的粘度和比重下降, 则赤泥沉降速度加快。因沉降速度与固体和液体的比重差成正比。在氧化铝生产中的赤泥真比重, 一般说固定的, 所以两者比重差的大小, 主要取决于溶液的比重。溶液的比重越小, 差值越大, 沉降速度越快, 沉降槽产能越高。反之, 溶液的比重越大, 差值越小, 沉降速度越慢, 沉降槽产能越低。而影响溶液比重的因素, 主要是溶液的浓度与温度。溶液的浓度大、温度低, 则其比重大, 赤泥沉降快。在洗涤沉降槽中, 若分离来料一定的情况下, 溶液的比重主要受分离后赤泥所带附液量越多, 溶液的比重越大, 分离后赤泥所带附液量越少, 溶液的比重越小, 当附液量一定的情况下, 洗涤水量越大, 洗涤水温越高, 则溶液的比重越大, 另外洗涤温度高, 对减少铝酸度钠溶液水解和槽内掉块及减轻或避免沉降槽跑浑、赤泥膨胀等不正常现象也有利。但赤泥洗液是送往溶出工序配调整液的, 洗水加入过多, 造成系统浓度降低, 蒸发负担加大, 消耗增大, 成本增大。因此, 洗涤水量不能无限制地增加。