種分分解工序粒度控制措施

吳濤

【摘要】將過飽和鋁酸鈉溶液中的氧化鋁以氫氧化鋁結(jié)晶的形式析出，獲得高的產(chǎn)出率和符合物理、化學(xué)質(zhì)量要求的氫氧化鋁產(chǎn)品。

【關(guān)鍵詞】氧化鋁粒度分析 周期性 控制措施

對(duì)氫氧化鋁質(zhì)量的要求，包括純度和物理性質(zhì)兩個(gè)方面。氧化鋁的純度主要取決于氫氧化鋁的純度，而氧化鋁的某些物理性質(zhì)，如粒度分布和機(jī)械強(qiáng)度，也在很大的程度上取決于分解過程。氫氧化鋁顆粒過細(xì)，將使過濾機(jī)的產(chǎn)能顯著下降。細(xì)粒子氫氧化鋁含的水份多，使焙燒熱耗增加，并增大灰塵損失。生產(chǎn)砂狀氧化鋁，種分分解工序產(chǎn)出的氫氧化鋁粒度生產(chǎn)工藝指標(biāo)一般為小于45um的顆粒百分含量≤15%（粒度分析方法：干法篩分粒度分析）。

1本種分工藝概述

分解工序采用一段法工藝流程，一期采用兩個(gè)組30臺(tái)分解槽，每個(gè)組15臺(tái)。從板式降溫來的精液經(jīng)過晶種槽與種子混合后送至分解首槽。在分解過程中為了提高分解漿葉的飽和度，加快分解速度，流程設(shè)置5級(jí)（1個(gè)系列）中間降溫流程，每級(jí)降溫2℃，均采用循環(huán)水與分解漿液進(jìn)行熱交換。投用種分槽數(shù)一般由分解時(shí)間及總液量而定（備用1個(gè) ）。種分槽攪拌采用槳葉式機(jī)械攪拌。出料槽上裝設(shè)兩臺(tái)分級(jí)機(jī)，由槽底出料泵送入水力旋器，經(jīng)旋流分級(jí)后，顆粒粗的底流送平盤過濾機(jī)，溢流返回出料槽。出料槽通過自壓的方式向立盤過濾機(jī)供料漿，進(jìn)行晶種過濾。濾餅與精液混合后返回首槽作晶種。分解控制條件為：首槽溫度60±1℃，末槽溫度48±l℃，晶種固含700～900g/1，分解時(shí)間≥45小時(shí)，分解率≥51.5%，精液成分A0≥165g/1，ak<1.49。

2種子分解過程實(shí)質(zhì)性描述

種子加入后即從溶液析出的氫氧化鋁直接沉淀于晶種活性的表面上，加入的種子晶體繼續(xù)長大。長大的氫氧化鋁晶體受各種因素影響，成長不均勻而在其表面上形成樹枝狀結(jié)晶，在攪拌或流動(dòng)過程中受到撞擊，使樹枝狀晶體破碎產(chǎn)生了小的晶核。這也就是種分過程中新晶核的來源。在種子長大和生成新晶核的同時(shí)，還存在著附聚作用，細(xì)小晶粒由于互相撞擊而粘在一起成為大的集合晶體。

3生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明氫氧化鋁粒度呈周期性波動(dòng)

氫氧化鋁粒度分布呈現(xiàn)周期性變化，通過對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，歸納出如下規(guī)律：（1）氫氧化鋁粒度分布呈周期性變化，但每個(gè)周期持續(xù)時(shí)間、波動(dòng)振幅、每個(gè)周期內(nèi)粒度合格天數(shù)及不合格天數(shù)差別卻很大;（2）所采取的各項(xiàng)控制調(diào)整措施，目前來看只能延長粒度波動(dòng)周期和減弱粒度波動(dòng)的振幅，卻無法避免粒度周期性波動(dòng)趨勢(shì)。

4氫氧化鋁粒度調(diào)控思路

新晶核必須經(jīng)過多次循環(huán)才能生成粒度適中的晶粒，采取有利條件促進(jìn)晶體的長大和晶粒的附聚，應(yīng)盡量避免或減少種分時(shí)次生晶核的形成和氫氧化鋁晶粒的破裂。分解過程不僅要求氫氧化鋁晶粒有一定的粒度和機(jī)械強(qiáng)度，還要求較高的分解速度與分解率。因此要全面考慮各種因素后，制定出符合實(shí)際情況的粒度控制措施。（1）設(shè)置足夠、合理監(jiān)測點(diǎn)，時(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握分解條件。（2）科學(xué)分析、歸納數(shù)據(jù)，確定種分系統(tǒng)中影響附聚和成核的規(guī)律，保證晶種粒度分布平衡。（3）盡可能提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的粒度粗化、細(xì)化趨勢(shì)，及時(shí)采取控制措施干預(yù)。

5針對(duì)一段法種分生產(chǎn)工藝，提出以下控制氫氧化鋁粒度的措施

（1）分解溫度是影響氫氧化鋁粒度的主要因素，也是最直接最靈敏的調(diào)控措施。采取以下分解變溫制度，采用初溫度56～62℃，末溫度45～52℃，分解時(shí)間45～60h，利用寬流道板式換熱器在3#槽～12#槽進(jìn)行中間降溫10～13℃。根據(jù)不同條件，調(diào)控首槽、末槽溫度及中間降溫梯度。經(jīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，產(chǎn)品粒度及分解率都可以得到保證。降溫的原則是：保持較高的分解初溫，降溫速度在分解初期可快些，分解后期則要放慢，這樣既可以提高分解率又不致明顯使氫氧化鋁的力度變細(xì)。值得注意的是：在實(shí)際的生產(chǎn)時(shí)，不可能為了提高氫氧化鋁粒度，而降低分解率。所以調(diào)整時(shí)要兼顧分解率分解槽產(chǎn)能，以免造成生產(chǎn)成本升高，經(jīng)濟(jì)效益降低。

（2）加強(qiáng)分級(jí)機(jī)的操作確保分級(jí)機(jī)最佳分級(jí)效果，滿足分解作業(yè)過程對(duì)氫氧化鋁產(chǎn)量和質(zhì)量的要求。分級(jí)機(jī)控制的好壞直接影響氫氧化鋁的粒度質(zhì)量和分解率。分級(jí)機(jī)是確保粒度質(zhì)量合格的關(guān)鍵設(shè)備之一。若氫氧化鋁力度細(xì)化，通過提高分級(jí)機(jī)的進(jìn)料壓力（增加母液加入量）、降低進(jìn)料固含（不高于450g/l）、提高進(jìn)料溫度，提高分級(jí)效果，必要時(shí)全開兩組分級(jí)機(jī)以實(shí)現(xiàn)粒度良好的分級(jí)效果。加強(qiáng)崗位巡檢，關(guān)注進(jìn)料壓力（一般為0.15MPa～0.20MPa）及底流料漿從噴嘴的流出狀態(tài)。及時(shí)清理進(jìn)料管、溢流管及噴嘴存在的堵塞物料及雜物，確保分級(jí)效果正常。

（3）根據(jù)粒度分布情況，調(diào)整固含（即種子比）。首槽固含控制在700～900g/L，都適合生產(chǎn)砂狀氧化鋁。加入晶種的目的，是越過“晶核形成”的階段，使溶液加速分解，而且也是為了制取粗粒氫氧化鋁產(chǎn)品。粒度出現(xiàn)粗化時(shí)，如-45m≤2%～4%時(shí)候，說明100m以上的粗顆粒太多，要及時(shí)向平盤出料，降低固含，防止成核突然增加;粒度細(xì)化時(shí)，若固含偏低，適當(dāng)提高固含。

（4）做好“特殊日期”的籌劃與安排。系統(tǒng)液量的穩(wěn)定對(duì)晶種分解工序的每個(gè)生產(chǎn)指標(biāo)都十分重要。但由于影響生產(chǎn)穩(wěn)定性因素很多，經(jīng)常性出現(xiàn)進(jìn)出種分系統(tǒng)液量不平衡，造成系統(tǒng)指標(biāo)出現(xiàn)波動(dòng)，此時(shí)氫氧化鋁粒度極易偏離正常的控制范圍。每月全廠會(huì)計(jì)劃停車檢修，分解工序作為控制全廠液量平衡最重要工序，系統(tǒng)液量一般會(huì)有較大波動(dòng)。如何最大程度減少影響，及時(shí)采取相應(yīng)預(yù)防控制措施就很有必要。比如，在停車之前，將分解首槽溫度適當(dāng)提高2～5℃，保證末槽溫度及中間各種分槽溫度不至于大幅度降低。與調(diào)度室及時(shí)匯報(bào)溝通，提前安排，應(yīng)盡量避免精液直接進(jìn)分解槽。另外，因突然停電、停汽等制約分解系統(tǒng)液量進(jìn)出平衡的因素，生產(chǎn)調(diào)度部門要制訂相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。車間平時(shí)必須做好各種情況的應(yīng)急方案。

（5）其他條件控制。鋁酸鈉溶液濃度、鋁酸鈉溶液苛性比值、蘇打等鹽類、二氧化硅、有機(jī)物等都會(huì)對(duì)氫氧化鋁粒度有一定影響?？傊?，影響氫氧化鋁粒度因素很多，而且各因素之間都相互影響，相互制約，在生產(chǎn)上并不常遇到，不再詳細(xì)論述。

6結(jié)語

一段法工藝生產(chǎn)氧化鋁，氫氧化鋁顆粒會(huì)出現(xiàn)周期性波動(dòng)。雖然理論上有些問題有待于繼續(xù)作更深入廣泛的研究，但生產(chǎn)上，通過采取有效的調(diào)控措施，達(dá)到延長粒度波動(dòng)周期和降低氫氧化鋁粒度波動(dòng)幅度是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

參考文獻(xiàn)：

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