分级机操作运行的报告

拜耳法生产中分级机的运行操作
苏 贵
（中铝遵义氧化铝公司，遵义 尚稽 563100）
摘要：本文结合生产实践经验及水力旋流器分级有关理论知识， 探讨了拜耳法生产砂状氧化 铝中氢氧化铝浆液进行分级的应用及分级机的影响因素， 旋流器的结构参数、 内衬材料的选 择、以及如何通过控制分级机的操作条件，如分级进料固含、分级进料压力等确保最佳的分 级效果。对分级机的推广应用和生产实际操作具有指导意义。 关键字：分级机；水力旋流器；分级效果；氢氧化铝粒度 Abstract : in this paper combining with the production practice experience and hydraulic hydrocyclone classifier, this paper probes into the relevant theoretical knowledge BaiErFa production of alumina sand in the application of aluminum hydroxide grout gr ade and the influence factors of the sorting machine, hydrocyclones structure parameters, lined with the choice of materials, and how to control through the operating conditions of the sorting machine, such as grading feeding solid content, graded feeding pressure ensure the best classification effect. Sorting machine to the popularization and application of the actual operation and production has a guiding significance. Key word : grade machine; Hydrocyclone; Classification effect; Aluminum hydroxide particle size
ρSLR ρLIR (1
式中： ρSLR ——料浆密度，kg／m3来自DM ) DM ρSOL
——料浆中母液密度，kg／m3 ，常取 1420 kg／m3 ρLIR DM——料浆的固含，g/L ——固体氢氧化铝的密度，kg／m3 ，常取 2423 kg／m3 ρ SO L 表 1 浆液密度与固含对照表 固含 (g/L) 300 320 350 400 450 500 550 600 650 AH 密度(g/L) 2423 2423 2423 2423 2423 2423 2423 2423 2423 母液密度(g/L) 1240 1240 1240 1240 1240 1240 1240 1240 1240 浆液密度(g/L) 1386 1396 1411 1435 1460 1484 1509 1533 1557
a)图（a）所示的底流料浆流出状态表示分级正常； b)图（b）所示的底流料浆流出状态表示水力旋流器的溢流可能存在堵塞； c)图（c）所示的底流料浆流出状态表示水力旋流器的进料管可能部分堵塞； d)图（d）所示的底流料浆流出状态表示水力旋流器的进料部分堵塞或喷嘴可能 部分堵塞。 3.4 分级进料氢氧化铝粒度分布对分级效果的影响 当分级进料氢氧化铝中粗颗粒较多时，分级效果更好。当分级进料氢氧化铝 中细颗粒较多时， 分级效果将有所下降。 例如： 当分级进料氢氧化铝中大于 100μm 的颗粒百分含量超过 30％时，分级效果明显更好。而当分级进料氢氧化铝中 -45μm 的颗粒百分含量超过 30％时，分级机就很难达到上述预期的分级效果。 3.5 水力旋流器存在变形对分级效果的影响 当水力旋流器出现以下几种情况时，分级效果将变差。水力旋流器的进料切 口处的小舌变形、水力旋流器的喷嘴变形、水力旋流器的筒体内壁有裂纹等，出 现上述情况的水力旋流器必须及时更换。
3.6 分级进料温度对分级效果的影响 实践证明。在我们的生产条件下，分级进料温度对分级效果的影响不是很明 显。但分级进料温度低时，分级底流固含有所下降。
四、总结
1、根据分解氢氧化铝粒度情况，通过调整分级的进料压力及进料密度，可以很 好地控制分级效率，确保分级底流氢氧化铝的粒度。适宜操作条件为：合格工作 压力90～130 kPa，进料固含300～600 g/L： a．当分解氢氧化铝粒度-45μm 为≤ 15％时，分级进料密度控制为 1500～1533 kg ／m3 ， （进料固含为 550～600g/L）分级工作压力控制在 120～130 kPa； b．当分解氢氧化铝粒度- 45μm 为 15～20％时，分级进料密度控制为 1475～1500 kg／ m3 ， （进料固含为 500～550 g/L）分级工作压力控制在 100～120 kPa； c．当分解氢氧化铝粒度- 45μm 为 20～25％时，分级进料密度控制为 1450～1475 kg／ m3 ， （进料固含为 450～500 g/L）分级工作压力控制在 90～100 kPa； d．(4)当分解氢氧化铝粒度- 45μm 为≥25％时，此时分级已很难保证其底流氢氧 化铝粒度合格，但必须根据种子过滤机产母液量及分解料浆固含情况，尽可能地 降低分级进料密度为 1386～1450 kg／ m3（进料固含为 300～450g/L）以下，分级 工作压力控制在 90～100 kPa。具体如表 2 所示：
1、概述 国内传统的拜耳法种分过程是没有氢氧化铝分级工序的， 这是因为国内一直 生产中间状或粉状氧化铝产品，这样的产品对种分过程没有分级要求。随着大型 预焙阳极电解槽的广泛使用，砂状氧化铝越来越受到铝电解用户的欢迎，中间状 或粉状氧化铝产品的市场空间越来越小。生产砂状氧化铝的一个最基本的要求， 就是必须对种分过程中生产的氢氧化铝进行分级。 分解分级工艺控制的好坏直接影响氧化铝产量和质量， 其最重要的指标是分 解精液产出率和分级底流氢氧化铝的粒度质量。为了生产合格的砂状氧化铝，必 须控制好分级底流氢氧化铝的粒度合格。 分级机是确保产品氢氧化铝粒度质量合
流，料浆直接从喷嘴中流出，根本就不能进行分级。如果水力旋流器的溢流管部 分堵塞，由于溢流量小，进料在水力旋流器中不能形成正常旋流，大部分料浆直 接从喷嘴中喷出，因而分级效果不好。 可以从水力旋流器的底流料浆的流出状态（见图 3）判断分级是否正常，方 法如下：
图 3 水力旋流器的底流料浆流出时的几种可能状态
(1)当分解氢氧化铝粒度-45μm 为≤15％时，分级进料密度控制为 1500～1533kg ／m3 （进料固含为 550～600 g/L） ； (2)当分解氢氧化铝粒度-45μm 为 15％～20％时，分级进料密度控制为 1475～ 1500 kg／ m3 （进料固含为 500～550g/L） ； (3)当分解氢氧化铝粒度- 45μ m 为 20％～25％时，分级进料密度控制为 1450～ 1475kg／ m3 （进料固含为 400～500g/L） ； (4)当分解氢氧化铝粒度- 45μm 为≥25％时，此时分级已很难保证其底流氢氧化铝 粒度合格，但必须根据种子过滤机产母液量及分解料浆固含情况，尽可能地降低 分级进料密度为 1386～1450 kg／ m3 （进料固含为 300～450g/L）以下。 从提高分解率的角度出发， 控制分解氢氧化铝粒度- 45μm 在 20%左右时适宜 的，此时分级机仍能确保送平盘的氢氧化铝粒度合适。 3.2 分级进料压力对分级效果的影响 旋流器的工作压力，也称为压力降，是与旋流器的规格以及被处理浆体的物 理特性密切相关的。氢氧化铝的分级条件， 同标准旋流器的基本操作条件有很 大的不同。分级进料压力越高时，分级效果越差。适当降低分级进料压力时，有 利于提高分级效果。但是分级进料压力太低时，分级进料流量下降，分级底流的 产能也下降。旋流器的工作压力范围(压力降)规定在90～130kPa。 (1)当分解氢氧化铝粒度- 45μm 为≤15％时，分级进料压力控制为 120～130kPa； (2) 当分解氢氧化铝粒度- 45μm 为 15％～20 ％时，分级进料压力控制为 100～ 120kPa； (3)当分解氢氧化铝粒度- 45μm≥20％时，分级进料压力控制为 90～100kPa。 3.3 结疤或杂物堵塞对分级效果的影响 分级机在运行过程中，经常出现水力旋流器分级不正常的现象。当水力旋流 器的进料管或溢流管有结疤或杂物堵塞时，分级已无法正常进行。如果水力旋流 器进料管部分堵塞，则该水力旋流器的进料流量小，不能在水里旋流器中形成旋
格的关键设备之一【1 】 。 2、分级原理及重要性 每组分级机由 30 个水力旋流器组成，水力旋流器的结构如图 1 所示。从提 料泵打来的较低固含的氢氧化铝浆液以一定的速度从水力旋流器的圆筒上部的 切向进料口进入圆筒内。旋转向下流动，浆液中的较大粒径的氢氧化铝颗粒受离 心力的作用，沉降到圆筒内壁，并随浆液流下降到锥型底的出口，成为固含较高 的悬浮液从喷嘴排出，称为底流。而含有较小较轻的细颗粒的料浆，则形成向上 的内旋流，经上部中心管从顶部的溢流管排出，称为溢流。流程如图 1 所示：
表 2 分级机操作控制 分解槽粒度 -45μm（%） ≤ 15 15～20 20～25 ≥ 25 进料密度 kg／ m3 1500～1533 1475～1500 1450～1475 1386～1450 进料固含 （ g/L） 550～600 500～550 450～500 300～450 工作压力 运行机组 （kPa） 120～130 100～120 90～100 90～100 二组 一组
旋流器的主要结构（如图 2）参数有：(1)旋流器直径 D；(2)圆筒处的长度 L； (3) 圆柱简体的长度 H；(4)旋流器溢流管的内径 d 及插人深度 l； (4)圆柱简体的 长度 H； (5)进料口内径 b 与外径 h； （6）沉砂咀排出口的内径δ 。