超細氫氧化鋁漿液高效濃縮設(shè)備的應(yīng)用

何應(yīng)輝

（中鋁山東新材料有限公司，山東 淄博 255051）

超細氫氧化鋁粉體（下文簡稱：超細氫鋁）是目前世界上用量最大的無機阻燃劑之一，它具有阻燃、消煙、填充三大功能。中鋁山東分公司化學品廠生產(chǎn)的超細氫鋁平均粒徑為0.8μm～5μm之間,目前產(chǎn)量在2.5萬噸/年。隨著超細氫鋁的市場需求量不斷上升，山東分公司新建設(shè)的一條2萬噸生產(chǎn)線，生產(chǎn)線采用自動化程度高、連續(xù)化生產(chǎn)的陶瓷膜過濾機設(shè)備，濃縮漿液提高固含，從而達到提高洗滌設(shè)備產(chǎn)量的目的。

1 濃縮設(shè)備優(yōu)缺點對比

超細氫鋁，粒度極細，隨著漿液固含的提高，粘度成倍增加，是生產(chǎn)中最為頭痛的問題。為達到提高漿液固體含量的目的，山東分公司進行了大量測試，包括：添加絮凝劑加速沉降，通過沉降方式濃縮；通過高速離心機離心作用，達到固液兩項分離的方式；通過布袋式葉濾機過濾漿液，達到固液分離的方式；利用膜技術(shù)，通過滲透原理，過濾清液，提高漿液固體含量的方式等等。

2 陶瓷膜過濾機結(jié)構(gòu)、工作原理、工作流程

（1）結(jié)構(gòu)。性能指標。支撐體結(jié)構(gòu)：20通道多孔氧化鋁陶瓷芯，氧化鋁含量大于95%。外形尺寸：膜管外徑φ＊＊mm，通道內(nèi)徑φ＊mm，管長＊＊＊＊mm。膜材質(zhì)：氧化鋯、氧化鋁。膜孔徑 ：＊＊＊nm。爆破壓力 ：＊.＊MPa。最大工作壓力 ：小于 ＊.＊MPa。

pH適用范圍：0～14。膜管燒結(jié)溫度：大于＊＊＊＊℃?？寡趸瘎┬阅埽簝?yōu)?？谷軇┬阅埽簝?yōu)。

（2）工作原理。陶瓷膜過濾器核心組件——陶瓷膜管，是利用ATH燒結(jié)過程中失水出現(xiàn)孔隙的原理而制造的多孔陶瓷芯，主要成分為氧化鋁，產(chǎn)生的納米級膜孔徑，是高效的過濾介質(zhì)，稀漿液在高速通過濾芯時，在低壓力的作用下，液體通過孔徑滲透至外壁，達到固液分離的目的。物料持續(xù)循環(huán)，直到達到要求固含指標為止。

（3）工作流程簡介。陶瓷膜過濾機，在超細氫氧化鋁生產(chǎn)中起到提高料漿固含的作用。我公司投用該設(shè)備后，對設(shè)備加以改進，使其更適合超細氫氧化鋁生產(chǎn)的需求。將反吹系統(tǒng)、反洗系統(tǒng)簡化，提高了設(shè)備可操作性。目前主要工作方式：在正常濃縮過程中自動定時關(guān)閉滲透液閥門，可以提高每條膜管的20通道內(nèi)漿液流速，起到高速沖洗通道的作用，避免堵塞；每濃縮一槽（或多槽）漿液后，進入置換模式，設(shè)備自動關(guān)閉原料槽處理閥門，切換至熱水槽閥門，用熱水將管道、設(shè)備內(nèi)漿液置換完畢，漿液回到原料槽，滲透液回到外送流程；設(shè)備使用45-50天后，利用20%～25%堿液高溫堿煮膜管，將部分堵塞的通道再生。設(shè)備經(jīng)過改進后，提高設(shè)備可操作性，更能適合我廠的物料特性。采用熱水置換方法，可有效保護和延長膜管壽命；使用堿液堿煮再生膜管，可以使膜管快速恢復(fù)滲透量，提高設(shè)備效率。

3 工藝條件及指標

3.1 工藝條件

該設(shè)備需要較高的操作精度，因此需要操作工具有一定的理論知識和操作技能。由于設(shè)備首次應(yīng)用在超細氫鋁行業(yè)，制定一個較為合理的工藝條件，十分重要。

（1）進設(shè)備物料流量控制在150～250m3/h。

（2）設(shè)備進料口壓力<0.4mpa。

（3）原料槽料漿溫度＞50℃。

（4）滲透液流量＞20m3/h。

（5）循環(huán)泵頻率：以設(shè)備運轉(zhuǎn)時不震動為最大控制頻率。

（6）滲透關(guān)閉時間間隔30～60min/次。

3.2 操作要求及工藝改進

設(shè)備在運行當中，發(fā)現(xiàn)部分提高設(shè)備利用率、提高設(shè)備使用壽命的方法，并加以改進，提高了設(shè)備性能和簡化操作。

（1）將原來的反吹風系統(tǒng)去除。原因：反吹風系統(tǒng)造成設(shè)備震動，瞬間壓升大，已損壞備件；去除后優(yōu)點：不影響設(shè)備正常使用，減少壓升對設(shè)備造成的影響。

（2）濃縮液出口氣動閥門更換成電動閥門。原因：氣動閥門不穩(wěn)定，容易突然關(guān)閉，造成設(shè)備內(nèi)迅速壓升；更換后優(yōu)點：電動閥門無論斷電、短路均保持原來狀態(tài)，不會造成設(shè)備內(nèi)部壓力迅速升高。

（3）酸洗流程改為堿煮。原因：酸洗效果不好，也會腐蝕設(shè)備及管道；改變后優(yōu)點：堿煮流程不損壞設(shè)備，堿煮時物料流動速度快，更易清通，再生率高。

（4）物料進設(shè)備前增加細過濾網(wǎng)。原因：物料中含有細小的顆粒，容易堵塞通道；增加篩網(wǎng)優(yōu)點：將大于4mm的顆粒過濾掉，避免堵塞管道，提高設(shè)備使用壽命。經(jīng)過上述改進，設(shè)備運轉(zhuǎn)率、設(shè)備（膜管）使用壽命提高了50%，大大降低的設(shè)備的維護費用。

4 效益計算

4.1 經(jīng)濟效益

表1 未濃縮與濃縮料漿洗滌過程指標對比表

使用陶瓷膜過濾機，提高料漿固含量一倍以上。對比移動盤洗滌未經(jīng)過濃縮的料漿與濃縮后的料漿，其效率差異較大。見表1，移動盤洗滌過程中各項指標對比。

從對比表看，未經(jīng)過濃縮的漿液洗滌時效率低、能耗高，產(chǎn)能估計低20%～30%左右（相對經(jīng)過濃縮的漿液）。不經(jīng)過濃縮直接洗滌料漿，將會導(dǎo)致生產(chǎn)線產(chǎn)能不足，滿足不了烘干設(shè)備需求。

4.2 社會效益

陶瓷膜過濾機設(shè)備投用后，效果顯著，驗證了無機膜技術(shù)成功應(yīng)用于冶金行業(yè)的可行性。該設(shè)備具有自動化程度高一鍵操作、高固含漿液保持流動性不堵塞設(shè)備、設(shè)備運行安全系數(shù)高、各項指標均達到生產(chǎn)線設(shè)計要求，相比其他類型的濃縮工藝或設(shè)備，具有突出的優(yōu)點。

5 結(jié)語

陶瓷膜過濾機在超細氫氧化鋁生產(chǎn)中應(yīng)用十分成功，能解決具有特殊性質(zhì)的漿液，如：高堿度、極細顆粒、高固含量等問題。設(shè)備在長時間應(yīng)用過程中尋找到了科學的膜管再生工藝、較為合理的維護保養(yǎng)方法，令該設(shè)備發(fā)揮了超長作用。