沉降车间培训教材

赤泥分离与洗涤一、 概述拜尔法高压溶出后的矿浆由铝酸钠溶液和赤泥组成，必须将二者分离，以获得符合晶种分解要求的纯净溶液。分离后的赤泥必须经过洗涤，尽可能减少以附液形式损失于赤泥中的Na2O和A12O3。兴安化工采用五台中40X8米平底沉降槽和两台中22X18米深锥沉降槽进行赤泥分离和赤泥洗涤，分离底流经过四次反向洗涤，末次洗涤底流再经过一次过滤机过滤和洗涤，使赤泥含水率降到42%以下。沉降槽洗涤效率取决于洗涤次数、洗水量、分离底流赤泥附液中Na2O浓度和固含。洗涤次数我厂采用四次，增加洗涤次数就要增加沉降槽，增加洗水量则使蒸发水量增加，附液中Na2O浓度取决于精液浓度，不可能降低。有效办法只能是提高分离底流固含。1、我厂拜尔法赤泥分离洗涤包括如下几个步骤：⑴高压溶出矿浆稀释。溶出后的赤泥浆液，用一次赤泥洗涤稀释，以便于沉降分离，并且可满足种分对溶液浓度和纯度的要求。⑵沉降分离。稀释后的赤泥浆液送入分离沉降槽，分离槽溢流中浮游物不大于300mg/1，以减轻叶滤机负担。⑶赤泥四次反向洗涤。分离底流经过四次反向洗涤，使赤泥附液损失控制在工艺要求范围。⑷末次赤泥过滤和洗涤。末次底流经过真空过滤机过滤和洗涤，使滤饼含水滤达到42%，回收赤泥中附液，过滤后赤泥通过车辆送到赤泥堆场。二、 沉降分离和洗涤工艺流程稀释矿浆进入分离沉降槽，分离浮游物不大于300mg/1的溢流送往叶滤继续精制成精液。底流送往一次洗涤沉降槽，一洗溢流稀释高压溶出矿浆，一洗底流送入二次洗涤沉降槽，二洗溢流送入一次洗涤沉降槽，二洗底流送入三次洗涤沉降槽，三次溢流送入二次洗涤沉降槽，三洗底流送入四次洗涤沉降槽，四洗溢流送入三次洗涤沉降槽，四洗底流送往赤泥过滤过滤和洗涤。热水加入四洗沉降槽和过滤机。三、 赤泥浆液的性质稀释浆液是赤泥和铝酸钠溶液组成的悬浮液。铝酸钠溶液中主要含有NaAl（OH）4、NaOH、Na2CO3等，此外，还会含有少量的NaSO4和有机物。赤泥成分和铝土矿成分有关，我厂铝土矿主要为低铁高硅矿石，其中40-50%的SiO2以高岭石存在，赤泥的物相组成以含水铝硅酸钠为主，其次还有含水氧化铁或氧化钛，因高压溶出添加了石灰，还会有钙钛矿及水化石榴石固溶体等。拜尔法赤泥具有很大的分散度，赤泥浆液属于细颗粒悬浮液，赤泥粒子为分散相，铝酸钠介质为分散介质。赤泥粒子具有发达的表面，可以或多或少的吸附分散介质中的水分子（称结合水）和NaAL（OH）-OH及Na离子。这种现象叫做溶剂化。它使赤泥粒子表面生成一层溶剂化膜。妨碍微粒相互聚结，称之为具有聚结稳定性。赤泥粒子选择吸附某种离子之后，赤泥粒子带有电荷。带有同种电荷的赤泥粒子之间互相排斥，阻碍赤泥粒子聚结成大的颗粒，使赤泥难以沉降和压缩。因此，生产中需要使用絮凝剂来加速赤泥的沉降。赤泥的沉降速度和压缩性能对沉降槽分离和洗涤十分重要。在生产中，一般是取经过一定时间（如10分钟）沉降后所出现的清夜层高度作为比较沉降速度的数据，衡量压缩性能的标准是其压缩液固比和压缩速度。降低沉降槽底流液固比（即提高底流固含），特别是分离沉降槽底流液固比，是提高赤泥洗涤效率，减少赤泥浮液损失的重要途径。铝土矿的矿物组成和化学成分是影响赤泥沉降速度、压缩性能的主要因素，其中高岭石能降低赤泥沉降速度。高岭石在溶出过程中生成亲水性很强的含水铝硅酸钠，当原矿中SiO2含量高于10%时，赤泥的沉降和压缩性能很差。高压溶出的赤泥浆液不添加絮凝剂时，赤泥和高浓度铝酸钠溶液作用而强烈溶剂化，不能沉降。用洗液稀释后，溶液黏度与赤泥溶剂化程度降低，促进了粒子的聚结并加速了沉降。赤泥沉降速度随浓度降低而提高。为了改善赤泥浆液的沉降、压缩性能，高压温度越高越好。若能提高提高到260以上可以使赤泥沉降性能大大改善。四、 沉降槽特性1、沉降槽的工作原理稀释料浆以一定速度进入静态混合器和絮凝剂充分混合后，进入沉降槽，比重大的固体赤泥沉到下部，比重小的液体浮到上部，从而达到液固分离的目的。2、 沉降槽的作用分离槽的作用：把稀释后的矿浆初步分离出浮游物不大于300mg/l的铝酸钠溶液送往控制过滤。洗涤槽的作用：回收赤泥中以附液形式存在的A12O3和Na2O，洗液送稀释槽。3、 沉降槽的工作特点每台沉降槽分别由槽体、中心轴、耙机、针形槽、带进料管的进料井、洗涤槽还有E-DUC和静态混合器等组成。料浆由中心进料井进入沉降槽后向四周扩散。赤泥粒子随液体流动过程中边沉降边扩散。由于沉降速度与粒径平方成正比，大颗粒沉降快。沉积的赤泥由耙机耙到中心出料口，由底流泵送走。4、 赤泥沉降浓缩过程⑴沉降槽运行过程中，沿槽高度可以大致分为三个带：清夜带、沉降带、浓缩带。它们分界线实际上不太明显。生产上只有少数大颗粒赤泥粒子在槽中央便下沉的。部分粒子是被液体带着向出料口方向一段距离之后，才先后沉降的。由于槽经方向流道截面逐渐扩大，故液体流速减慢。赤泥粒子只有当其自身沉速大于液体向上的流速时才能沉降。所以沉降快的大颗粒在槽中央便下沉到浓缩带，而较细粒子开初沉速小于液体流速，被液体带着向四周流动一段距离后，液体流速变慢，直至小于粒子沉速，这时粒子才一边前进一边沉到浓缩带。粒子越小，被液体带去得越远，有些极微小的赤泥粒子被液体带到槽边，其沉速仍小于液体流速，因而被溢流带走，成为溢流的浮游物。⑵在沉降槽内，越向下固含越高。沉降带的高度是由沉降速度决定的，加速赤泥沉降速度，可以降低沉降带的高度。⑶赤泥从沉降带进入浓缩带后，赤泥粒子间距很小，并且互相接触，赤泥压缩过程是靠它上面流体压力将粒子间隙中的液体压出来。使赤泥浆液固含继续增高。这个过程进行的很慢，赤泥停留时间越长，赤泥浆液的浓缩程度就越高。同等条件下，浓缩带的高度增加，底流固含增加，调整赤泥排出量，可以改变浓缩带高度。⑷正常作业时分离沉降槽应保持2-3米的清夜层，平底洗涤槽应保持2-4米的清夜层，深锥洗涤槽应保持4-6米的清夜层。5、 影响赤泥沉降速度的主要因素⑴、矿石的组成和品味的影响铝土矿的矿物组成和化学成分是影响赤泥沉降、压缩性能的主要因素。铝土矿中常见的一些矿物，如黄铁矿、针铁矿、高岭石、金红石等矿物生成的赤泥，因溶剂化现象较强，能降低赤泥沉降速度，而赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿、脱钛矿等则有利于赤泥沉降。高岭石在溶出过程中生成亲水性很强的含水铝硅酸钠沉降，当原矿中SiO2含量高于10%时，赤泥的沉降和压缩性能就很差。石英对赤泥沉降速度的影响比高岭石小。矿石中的有机物越多，赤泥浆液黏度越大，赤泥沉降速度减慢。⑵、石灰添加量的影响适当添加石灰使溶出速度加快，提高氧化铝容出率，还可以降低赤泥中碱含量，针铁矿型铝土矿中加入CaO还使赤铁矿泥渣形成，石灰还使方钠石转变为钙霞石，减小赤泥比表面，CaO还能吸附一些有机物，因而使赤泥沉降性能有较明显的改善。我厂CaO加入量为10%。但加入过多会增加赤泥量，影响沉降速度。⑶、溶出效果的影响溶出效果好时，产生赤泥量小，赤泥沉降速度快，压缩性能好；溶出效果不好时，铝土矿没有充分反应，赤泥量大，赤泥沉速低。溶出效果的影响是影响赤泥沉降速度的主要因素之一。⑷、稀释浓度的影响对同一种赤泥而言，其它条件一定时，浓度低时，单位体积的赤泥粒子个数减少，浆液粘度下降，赤泥颗粒间的干扰阻力减小，从而使赤泥沉降速度加快。⑸、赤泥细度的影响赤泥沉降速度与赤泥粒子直径的平方成正比，因此，赤泥过细，会使赤泥沉降速度降低，但过粗粒子多，会使除砂分级机负荷过重，还会影响沉降槽和过滤机的正常生产。⑹温度的影响铝酸钠溶液粘度的对数与绝对温度的倒数成直线关系。溶液温度升高，则其粘度和比重下降，因而赤泥沉降速度加快。另外温度还影响铝酸钠溶液稳定性，温度越高，溶液稳定性越好。分离温度一般不应低于95°C，正常保持102-105°C。⑺添加絮凝剂的影响添加絮凝剂是目前工业上普遍采用且行之有效的加速赤泥沉降的方法。尤其对深锥沉降槽更加重要。在絮凝剂作用下，处于分散状态的小赤泥颗粒互相联合成团，粒度增大，因而使沉速大大增加。对絮凝剂作用机理一般认为，絮凝剂作用可划分为吸附（即絮凝剂吸附于悬浮液中固体表面）和絮凝（单个粒子互相联合形成絮团）两个阶段。吸附是絮凝成团的必要条件和关键。但吸附不一定都能导致有效的絮凝作用，只是在固体粒子表面吸附了某种适宜的絮凝剂时，才能有效的絮凝。因此，絮凝剂质量和添加量一定要满足工艺要求。我厂分离沉降槽和洗涤沉降槽全部加的是液体絮凝剂，但型号不同。在保证赤泥沉速和澄清度前提下絮凝剂要尽量少加，加量过大会增加溶液中有机物含量，影响赤泥沉速。分离槽絮凝剂加入量过大，还会影响叶滤机产能。絮凝剂要随配随用，不要久置。五、 沉降槽的技术操作沉降槽操作的任务，除了维护设备正常运转外，主要是保持沉降槽处于正常状态下工作，获得浮游物不大于300mg/l的溢流和固含在350-450g/l的底流。保证沉降槽平衡工作的两个原则是：一是各槽泥量和溢流量相等而且均匀；二是进入和排出各槽的泥量相等。为此必须做好以下几方面工作：第一、沉降槽进料的同时必须加入适量絮凝剂，而且不能间断。第二、每班测一次分离槽赤泥沉速，沉速至少达到1-2m/h。发现沉速不好，从来料和絮凝剂等方面要查找原因，及时调整。第三、每2小时测一次清液层，正常情况下，平底槽32m，深锥槽34m，若泥层升高，清液层变差，要加大底流排出量，还要查找其它原因。第四、分离底流固含控制在350-450g/l之间。为了提高洗涤效率，不要低于350g/l，也不要高于450g/l，防止杷机扭矩升高，拉分离底流也要兼顾一次洗液浓度Nt不高于70g/l。第五、力求提高末次底流固含，因为提高底流固含，赤泥附损可以降低，过滤机产能还能高。沉降槽赤泥才能及时排走。但要注意底流固含过高会堵底流管，要求每隔一段时间拉大底流一会儿。第六、各槽料位要控制平衡，防止冒槽。第七、在底流固含较稀时底流泵打循环，直到底流固含达到要求再外排。第八、洗水浓度要符合要求。六、 赤泥沉降技术条件及指标控制进料条件：稀释矿浆浓度Nk=165-175g/l，固含70-90g/l操作条件：平底槽沉降槽底流固含350-450g/l，深锥沉降槽底流固含550-650g/l分离沉降槽温度：102C〜105C一洗沉降槽温度：395C二洗、三洗、四洗沉降槽温度：390C技术指标：一次洗液NkW70g/l，分离沉降槽溢流浮游物W300mg/l控制过滤、精液热交换一、工艺流程及原理概述1、 流程概述分离沉降槽溢流送入粗液槽，加入助滤剂（石灰乳），充分搅拌混合后，用变频调速泵送至叶滤机，在压力差作用下，滤液穿过滤布经集液管汇总后自流入精液槽，通过精液泵送至板式热交换；精液经第一级板式换热器600m2后，到第二级板式换热器600m2,到第三级板式换热器300m2,三级降温后的精液去种子过滤；一级、二级降温用母液，三级降温用分解循环水。滤饼流入滤饼槽，然后送至沉降一次槽或溶出后槽，回收其中的附液。在设备运行一定周期后，须用对滤布和板式换热器进行清洗，因此叶滤机流程里还包含有一个碱洗流程和一个水洗流程，板式流程包含精液侧与母液侧的碱洗液程。2、 设备结构及基本工作原理⑴设备结构：我厂四台立式叶滤机采用454m2,立式叶滤机主要由立式机筒和立式过滤机元件（滤叶）组成，滤叶呈星型排列，每个滤叶由过滤布袋、插入滤袋的具有凹槽的导板（滤板）、滤液收集管等组成。附属设备主要有一个高位槽，一个卸压罐和5台气动阀。⑵基本工作原理：叶滤过程实质上是一个液固分离过程，过滤时，粗液用泵送入机筒内，在粗液泵的压力下，滤液通过滤袋产出精液，固体颗粒被截留在滤布表面形成滤饼。过滤后的精液沿滤液收集管流入高位槽，由高位槽自流入精液槽，滤饼在每个过滤周期结束后被倒流回的精液冲刷掉，流入滤饼槽。立式叶滤机一个过滤周期由进料、循环、过滤、卸泥四个过程组成，四个过程按照一定的时序逻辑通过DCS开关5台气动阀周而复始的自动实现。二、 工艺条件及技术指标1、 精液浮游物W15mg/l2、 精液Nk浓度：170±5g/l3、 碱洗叶滤机用的碱液：Nk300〜320g/l，温度395°C4、 叶滤机操作压力0.05—0.3Mpa（表压）5、 石灰乳配比：石灰乳量：分离溢流量el：1.5三、 过程控制1、 控制好精液浮游物1） 精液浮游物高的原因：a打循环时间短，周期设置短；b助滤剂有问题，主要可以解释为：制备质量差，助滤剂粒度分布不合理，形成滤饼层孔隙率过大，过于疏松，不能对微细颗粒截流；c滤布有破损；d滤片小嘴垫子不正、密封面有结疤或磨损；e滤布选型不对；f分离浮游物严重超标；g操作压力过高；2） 精液浮游物高的处理措施：a延长循环时间和周期；b调整助滤剂制备条件，主要是调整石灰乳质量、调整配料比，保证反应时间和温度；c对有破损的滤布及小嘴垫子有问题的滤布应隔离，损坏过多则应考虑整体换布；d选更密实的布；e降低分离浮游物至正常水平；f适当降低操作压力；2、 叶滤机产能1） 影响叶滤机产能的因素：a溶液粘度，浓度高粘度大，温度低粘度大；b助滤剂质量差，反应在助滤剂粒度和晶形不好，滤饼阻力大，助滤剂添加量过大；c滤布氢氧化铝水解结疤；d溶液残留絮凝剂，滤饼难脱落；e过滤周期太长，滤饼过厚；f排渣时间不足，机内积泥；g分离溢流浮游物超标；h有部分滤片被隔离；2） 改善叶滤机产能的措施：a降低溶液浓度，保证粗液温度；b调整助滤剂制备条件，主要是调整石灰乳质量、调整配料比、保证反应时间和温度，并适当调整加入量;c碱洗；d调整分离槽絮凝剂添加点和数量；e过滤周期太长或机内积泥，应调整叶滤机各个时间参数设置；f降低分离浮游物；g酌情打开被隔离的滤片；3、准确配制助滤剂1） 助滤剂的好坏直接影响叶滤机的产能和精液的质量，因此必须严格按照技术要求制备助滤剂。助滤剂的配制条件通常控制如下：2） 保证原料来石灰乳的浓度，控制含渣量；3） 按照C：Aei-1.5准确配制分离溢流液量；4） 保证制备温度大于95r；5） 保证反应时间大于2h；四、板式出口精液温度调节方法1、 当板式精液出口温度偏高时，首先关闭板式母液旁通阀，在分解和蒸发液量允许的情况下尽可能地提高进板式的母液流量，如果精液温度仍偏高，则打开冷却水阀调节水流量使板式精液出口温度降至正常范围。