高浓度高固含种子分解工艺条件的探讨.docx

高浓度高固含种子分解工艺条件的探讨.docx

《高浓度高固含种子分解工艺条件的探讨.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高浓度高固含种子分解工艺条件的探讨.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高浓度高固含种子分解工艺条件的探讨

贵州铝厂职工大学

毕业论文

题目：

高浓度高固含种子分解

工艺条件的探讨

专业：

2002级轻冶专业

指导老师：

师明保

姓名：

二零零六年五月

目录

前言………………………………………………………1一、分解工艺概述…………………………………………1

1、主要任务……………………………………………1

2、工艺流程……………………………………………1

二、影响分解过程的主要因素……………………………2

1、Al2O3的浓度…………………………………………2

2、分解温度………………………………………………2

3、分解时间………………………………………………4

4、晶种…………………………………………………4

5、苛性比值（αk）……………………………………5

三、高浓度高固含种子分解工艺控制……………………5

（一）工艺条件控制……………………………………5

1、工艺技术条件控制………………………………5

2、操作条件控制……………………………………6

3、分解槽内Al（OH）3粒度要有合理分布……………6

4、强化筛分………………………………………6

5、分解控制………………………………………6

6、二分解车间的实际操作………………………6

（二）2005年度二分解车间成品AH粒度、分解率、合格率指标图………………………………………8

结论……………………………………………………10

参考文献…………………………………………………11

摘要

在高浓度高固含分解条件下，研究精液Na2Ok（Nk）和αK，分解温度，固含停留时间、分级等对生产过程的影响，找到现有的生产条件下的分解产出率和生产全砂状氧化铝最有效的控制条件及参数。

关键词：

高浓度；高固含；分解率；苛性比值；分解时间；分解温度；种子分解工艺；控制。

前言

高浓度高固含晶种在短时间内分解生产出符合要求的砂状氧化铝，同时又取得高的分解产出率，减少蒸发、蒸水量，提高拜耳法生产的效率，降低成本，降低材物原料消耗，一直以来是氧化铝生产中研究工作者致力期望达到的效果，经过不懈努力探索，鉴国内外的生产经验和研究成果，中铝贵州分公司拜耳（一段）法达到了这一目标。

一、分解工艺概述

1、主要任务

分解车间主要任务是接受从叶滤来的精液晶种分解生产出合格的氧化铝浆液，经分级后成品过滤合格Al（OH）3送焙烧，种子过滤给晶种分解提供晶种母液送蒸发。

2、工艺流程（图1）

二、影响分解过程的主要因素

1、Al2O3的浓度

提高精液浓度有利于提高精液产出率，但浓度过高会使过饱和度降低，使分解速度降低。

2、分解温度

分解温度是决定晶种种分过程精液产出率和Al（OH）3粒度的重要因素。

（1）分解温度低，分解率上升，分解槽单位产能上升，但分解温度太低（<300C时）分解浆液粘度上升，扩散速度减慢，降低了分解速度，对产品质量有影响，温度太高又不利于氢氧化铝的析出。

虽然降低分解首槽温度和末槽温度总是有利于提高精液产出率（如图2）但首槽温度太低对分解原液过饱和度太大，分解速度太快而导致大量新晶核的产生，使之分解Al（OH）3粒度细化性严重。

图2

（2）分解温度（T分）是影响Al（OH）3粒度的主要因素

次生晶核↓→Al（OH）3强度，结晶度↑

T分↑→

分解率↓→单位产能↓

（3）T分对Al（OH）3中杂质含量有明显影响

Al（OH）3中不溶性Na2O↑

T分↓

析出铝酸硅钠↑

（4）生产中用变温分解制度→获取质量好的砂状Al（OH）3

（5）确定合理的温度制度包括以下内容：

A、确定分析初温

B、确定分解终温

C、制定降温速度，对温度的升降控制，一般是初期快，后期慢。

3、分解时间

分解时间一般是与各厂的具体情况而定，一般分解时间不能≤35小时，中铝贵州分公司拜耳法（一段法）分解时间为36~43小时。

4、晶种

在实际生产过程中适当增加晶种数量有利于提高精液产出率能够获得粒度较粗的Al（OH）3产品，但过分提高晶种数量又会使液固分离和输送动力消耗增大，且分解固含太高时泵和搅拌承受不起。

分解速度↑

（1）晶种系数↑→

Al（OH）3粒度↑

（2）晶种系数过高→A、单位浆液中的NaAl（OH）4aq↓

B、晶种带入母液↑→原液αk↑

C、流程中AL（OH）3↑→动力消耗↑

D、分离、分级设备↑

（3）晶种活性↑种子比↓→分解速度↑→晶种强度↑成品AL（OH）3强度↑

5、αk

分解槽精液αk值升高，产出率反而下降，母液αk值越高产出率越高，但精αk值受沉降水解损失的限制，不可能太高，而且精液αk越高，Al（OH）3粒度细化越严重。

三、高浓度高固含种子分解工艺控制

（一）工艺条件控制

1、工艺技术条件控制

（1）分解率≥40%

（2）粒度分级料分级底流之差（-320#）≥2%

（3）母液浮游物≤2g/L

（4）种子过滤饼含水率≤16%

（5）种子过滤滤饼含液率≤22%

2、操作条件控制

（1）分解时间≥35小时

（2）分解首槽61±20C

（3）分解槽温度54±20C，首槽温度不是一成不变的，一般根据天气的变化，分解槽的粒径分布情况，可随之进行合理的调控。

（4）分解首槽固含≥700g/L

（5）立盘过滤机真空度≥0.025Mpa

（6）立盘过滤机反吹风风压≤0.025Mpa

（7）成品过滤机真空度≥0.02Mpa

（8）成品过滤机反吹风风压≤0.025Mpa

（9）洗水温度≥750C

3、分解槽内Al（OH）3粒度要有合理分布。

4、强化筛分

（1）粗粒度送平盘过滤洗涤后成品送焙烧。

（2）细粒度返回11#分解槽、12#分解槽作晶种。

5、分解控制

影响分解的各项因素不能大起大落。

6、二分解车间的实际操作

在实际生产中本厂最佳精液浓度Nk在160g/L，但当分解Al（OH）3粒度细化时，精液浓度Nk偏高控制在160~165g/L以

适当降低分解原液过饱和度减少成核；当Al（OH）3粒度粗化时，精液浓度Nk偏低控制在155~160g/L以适当提高分解原液过饱和度，有利于成核数量增多。

因为分解原液过饱和度太高，分解速度太快，晶种长大时质点排列不规整产生枝晶导致次生成核使细粒子增加，为了抑制成核速度必须提高首槽温度，使分解原液过饱和度降低，分解速度降低产出率此时也会下降，因此在我们生产条件下，精液αK值控制在1.44，母液αK控制在2.7最佳。

在生产出中，不管其他操作条件如何波动，当分解Al（OH）3粒度细化时只要控制首槽温度低于590C，分解成核将逐渐增多。

如图3所示，分解初温度影响Al（OH）3细粒子成核的主要因素，为保证Al（OH）3粒度合格较高的精液产出率，我们选择首槽温度为610C，允许波动为61±20C，通常控制为610C为最佳。

为了提高精液产出率，采取中间降温的方法使分解浆液温度降得更低，即在5#、6#、7#、8#分解槽加冷却水管，用循环水对分解料浆进行中间降温，通过中间降温，使首槽温差比没有中间降温时大了3~50C，采取这一措施，使精液产出率得以提高而又对分解细粒子的成核影响不大，分解末槽温度控制在51+20C为佳。

图3分解首温对成核频率的影响

（二）2005年度二分解车间成品AH粒度、分解率、合格率指标图

从以上图4、图5、图6中可看出二分解车间各项指标均满足于砂状氧化铝生产质量的要求。

一直以来，二分解车间全体员工不断强化分解工艺，通过技术创新，开发利于晶种分解的工艺制度，以实施优化控制的2003年与实施了优化控制的2004年和2005年相比较，2005年和2004年精液产出率比2003年都有较大提高，产量增加的幅度非常明显，且产生的产品Al（OH）3均满足砂状氧化铝质量要求（见表1）

表1、2003年、2004年、2005年精液产出率表

产出率氧化铝-320#含量及氧化铝产量对照表

年份

2003

2004

2005

平均分解率

47.95%

47.94%

48.17%

氧化铝（-320#）%

10.98%

10.78%

7.38%

氢氧化铝产量

607566吨

648253吨

748588吨

结论

结合生产实践对高固含、高浓度晶种分解过程影响因素进行分析，摸索出了用于指导生产的作业条件，取得了良好的成效。

1、实产与成品平衡

保证分解槽内Al（OH）3浆液固含在一个较小波动的范围内进行，从而通过种子过程而确保首槽晶种数量。

2、必须确保精液与母液热交换平衡，巩固所需控制首槽温度。

3、控制好分解时间。

4、确保首、末分解槽温差。

5、合理的种分作业条件应保证分解过程在分解率、分解槽产能和产品粒度等方面获得满意的指标。

通过该篇论文的写作，本人受益匪浅，学到了很多书本外的知识，自己得到了很好的锻炼，为今后更好地工作打了一定的基础，但由于本人知识和写作水平有限，文中难免有错误之处，恳请各位老师批评指正。

同时，在本人写作过程中，得到了胡坚、李其贵、冯泽芬的大力帮助，在此衷心的感谢。

参考文献

1、甘国耀第九届全氧化铝学术会议宣、第十届氧化铝技术信息交流论文集（C）1998。

2、《氧化铝生产工艺》杨重愚主编。