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氧化鋁循環(huán)水處理工藝的探討

1 前言

之所以在循環(huán)水前冠以“氧化鋁”三個字，是因為國內(nèi)氧化鋁行業(yè)的循環(huán)水普遍存在著：高溫--影響冷卻效果，高堿——增加堿耗，高懸浮物——容易結垢的三大難題，有別于其他行業(yè)的循壞水。一般循環(huán)水只具備上述“三高”中的兩高，所以用水質(zhì)穩(wěn)定方法能使循環(huán)水良性循環(huán)，而氧化鋁循環(huán)水的水質(zhì)穩(wěn)定，國內(nèi)目前還沒有成熟的辦法。

2 氧化鋁循環(huán)水特點和現(xiàn)狀

氧化鋁循環(huán)水的服務對象是燒成，蒸發(fā)，赤泥洗滌，氫氧化鋁洗滌，脫硅等工序，用于冷卻。真中蒸發(fā)工序用水占全部水量的60－70％。 氧化鋁循環(huán)水特點的具體表現(xiàn)是：高溫：循環(huán)上水溫度達35-45℃，循環(huán)下水溫度達45-58℃；高堿：PH=11-12，最高PH=14；高懸浮物：SS=400-600mg/l，最高達5000mg/l，低硬度：一般為7.5－14（CaCO3）mg/l,最小為0。而且因為氧化鋁循環(huán)水和氧化鋁生產(chǎn)朕系特別緊密，停水意味著停產(chǎn)。氧化鋁生產(chǎn)的連續(xù)性很強，所以，除非萬不得己，一般不安排停產(chǎn)。就是說靠停水大檢修來解決循環(huán)水中的問題，不符合生產(chǎn)實際。目前的生產(chǎn)形勢是：國內(nèi)氧化鋁商品每年缺口約100萬噸，各氧化鋁廠都在努力提高自己的產(chǎn)量，生產(chǎn)要求循環(huán)水發(fā)揮出更大的作用，可是，循環(huán)水的水質(zhì)得不到徹底改善，只能使結垢等問題越來越嚴重，一邊要求提產(chǎn)，一邊作用越來越小，所以，氧化鋁循環(huán)水己成為提產(chǎn)道路上的一只“攔路虎”。 上述水質(zhì)特點，造成循環(huán)上下水管道結垢嚴重，山西鋁廠投產(chǎn)10余年來，上水管最厚的結垢40mm以上，下水管道最厚的結垢達150mm以上，下水管道斷面己成“卵形”；閥門閘板及閘板槽，閥桿皆被垢厚厚的裹著，任憑操作機構扳壞，閥桿變彎，閥門也紋絲不動；冷卻塔上的水泥格板

綜合氧化鋁循環(huán)水的種種問題，分析其根本原因有二，一是系統(tǒng)中有大量懸浮物（指礦漿，赤泥）存在；二是系統(tǒng)中有高堿度存在。 堿法生產(chǎn)氧化鋁，就是用堿（NaOH或Na2CO3）處理鋁土礦，使礦石中的氧化鋁和堿反應制成鋁酸鈉溶液。鋁酸鈉溶液經(jīng)分解析出氫氧化鋁，氫氧化鋁再經(jīng)過脫水，即可獲得氧化鋁。由于循環(huán)水在蒸發(fā)末效的冷凝器（氧化鋁行業(yè)習慣稱之為水冷器）中與循環(huán)母液中的含堿水蒸汽直接接觸，所以循環(huán)水中含堿在所難免。另外，在赤泥洗滌工序中常用一部分循環(huán)上水洗滌赤泥，減少赤泥的附液損失，這種做法倒可以保持循環(huán)水中的含鹽量在一定的水平上。 可見氧化鋁循環(huán)水中結垢主要有兩個原因，一是含懸浮物，二是含堿。而含堿是必然的，堿又是溶解物質(zhì)，不易被分離。所以說減緩循環(huán)水系統(tǒng)結垢的首要手段和目標是去除循環(huán)水中的懸浮物。

3 推薦的氧化鋁循環(huán)水處理流程

也許是受對氧化鋁循環(huán)水認識的局限，設計時對氧化鋁循環(huán)水中的懸浮物指標放的太寬，指標定的太低，設計循環(huán)上水懸浮物含量130mg／l，堿度100mm/l。實踐證明，氧化鋁循環(huán)水管道結垢的一個重要原因就是懸浮物控制不嚴，水中懸浮物含量太高，致使大量的含鋁化合物粘結在管壁上，加速、加重了管道結垢。對于大多數(shù)城市下水來講，其懸浮物含量也不過150-300mg/L。筆者認為：氧化鋁循環(huán)水和鋼鐵企業(yè)的循環(huán)水是有聯(lián)系的，過去也屬一個部門，氧化鋁循環(huán)水的水質(zhì)特點和鋼鐵企業(yè)中高爐煤氣洗滌，轉爐除塵洗滌及軌濁循環(huán)水相近，其去除的主要對旬都是懸浮物，主要區(qū)別是：前者水中的懸浮物多是氧化鐵皮，氧化鈣煤渣，二氧化硅等；后者水中的懸浮物多是氧化鈣、氧化鋁，二氧化硅?？墒牵趸X循環(huán)水處理工藝的研究與發(fā)展已明顯落后于鋼鐵企業(yè)。鋼鐵企業(yè)一般采用沉淀分離的方法將縣浮物分離處理，高爐，轉爐多采用平流沉淀池，軌鋼濁循環(huán)水多采用旋流沉淀并增加過濾工藝，而且對循環(huán)

上述流程結合了十多年的生產(chǎn)實踐，參考了兄弟單位的經(jīng)驗，流程中沒有復雜的構筑物，簡單方便，針對性強，符合實際。

4 對工藝流程的幾點說明

4.1 予沉工藝 燒成窯周圍有大量灰塵侵人循環(huán)回水中，赤泥洗滌，氫氧化鋁洗滌等工序，免不了有料漿溢出，葉濾工序有沖洗地面的水，上述回水若沒有予沉措施，會使循環(huán)回水中懸浮物短時間升高幾倍甚至幾十倍，所以，應該在上述工序的循環(huán)回水進入下水道前，先搞一次予沉，既“清濁”分流，把懸浮物截留在源頭。只允許含懸浮物很少的上清液進入下水道，如設旋流沉淀池，異向流斜

5 現(xiàn)場管理方面的幾點建議

循環(huán)水的流程是一次系統(tǒng)工程，除改善處理站內(nèi)的設施，現(xiàn)場管理也很主要，具體如下： 5.1集中補水在循環(huán)水系統(tǒng)中避免多點補水，尤其是禁止補新水。因為水中含堿，一遇新水則立 即發(fā)生軟化反應，產(chǎn)生CaCO3沉淀。現(xiàn)場調(diào)查

6 結束語

隨著氧化鋁生產(chǎn)技術的發(fā)展，人們對氧化鋁循環(huán)水的認識在不斷提高，本文推薦的氧化鋁循環(huán)水處理工藝流程，來源于生產(chǎn)實踐，具有簡單實用的特點，可供兄弟廠家，設計單位參考，目的是技術交流，參與探討。愿更多的技術人員提出更好的方案，共同推進氧化鋁循環(huán)水處理技術的發(fā)展。