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摘要:本文首先簡要分析了氧化鋁廠循環水的基本特點及現狀,指出了處理氧化鋁循環水的具體方法,分別從預沉工藝、計量槽、快速混合工藝等方面,對工藝流程作一說明,最后從集中補水、封閉部分檢查井等方面,提出了具體建議,望能為此領域研究有所借鑒。
關鍵詞:氧化鋁廠;循環水;處理工藝
目前,國內部分氧化鋁廠仍然存在著較多難題,比如懸浮物高,易結垢;含堿高,會使堿耗增加;溫度高,對冷卻效果造成影響;因此,氧化鋁廠的循環水與其他行業的循環水相比,存在一定差別。通常情況下,循環水腫僅具備溫度高、含堿高、懸浮物高當中的兩高,所以,根據實際情況及現實需要,合理利用水質穩定法,可推動循環水的高品質利用,而針對生化氧化鋁所產生的循環水來講,其在具體水質上,往往是比較穩定的,在國內,仍然缺乏此方面的成熟、有效方法。文章就氧化鋁廠循環水的具體處理工藝作一探討。
1氧化鋁廠循環水的基本特點及現狀分析
針對氧化鋁廠循環水而言,其以諸多工序作為主要服務對象,比如氫氧化鋁洗滌、蒸發、燒成等,除此之外,還有脫硅及赤泥洗滌等,但從根本上來講,多用于冷卻[1]。其中,針對蒸發工序方面來考量,針對其用水量而言,其在所有用水中的比重為60%~70%。氧化鋁廠循環水主要有如下典型特點:10~14上,水溫為35℃~46℃,下水溫為45℃~59℃;懸浮物區間400~600mg/L,峰值為5000mg/L;最小硬度為0,一般為7.5~14(CaCO3)mg/L。基于水質的上述特點,使得循環上、下水管道存在比較嚴重的結垢情況。比如某鋁廠運營已有10年之久,其上水管最厚結垢>40mm,而下水管>150mm,在整個下水管道的斷面中,已經出現了比較典型的“卵形”;另外,諸如赤泥、料漿等懸浮物不斷在調節池中沉積,能夠用于調節的體積較少。需要指出的是,因結垢會減少循環下水管道輸水量,在檢查井內,水位明顯升高,針對此時的水力坡度來講,其大多對設計坡度予以替代,管道水位升高;而針對上游管段而言,其在具體的流速上,呈現顯著降低,加快結構[2]。通過深入分析氧化鋁循環水所存在的各種問題,得出其主要有如下原因:其一,在整個系統當中,存在有諸多赤泥、礦漿等懸浮物;其二,系統當中存在有高堿度。所謂堿法生產氧化鋁,從根本上來講,即為以堿對鋁土礦為對象,對其開展針對性處理,然后再以礦石當中的堿、氧化鋁為對象,使之發生反應,生成鋁酸鈉溶液。對于循環水來講,當其處于冷凝器當中,便能夠直接接觸含堿水蒸汽(循環母液中),所以,在整個循環過程中,通常情況下,會含有部分堿成分。氧化鋁循環水中之所以會出現結垢情況,主要因兩因素所致,其一,含堿,其二為懸浮物。
2氧化鋁循環水處理方法
設計時,若存在比較低的懸浮物指標,那么在對循環上水的堿度進行設定時,以100mg/L為宜,懸浮物含量為125mg/L。經實踐得知,氧化鋁循環水管道之所以會出現結構情況,其中一個核心因素即為懸浮物控制不規范、不合理,水中有過高的懸浮物含量,受此影響,諸多含鋁化合物便會在管壁上不斷粘結,使管道結垢加重。針對氧化鋁循環水來講,其水質特點相近于轉爐除塵洗滌,另外,還相似于軋濁循環水,其去除的均為懸浮物。針對鋼鐵企業而言,通常情況下,其在對懸浮物進行分離、處理時,多選用的是沉淀分離法,而針對轉爐、高爐來講,則應用平流沉淀池來行此操作。
3預沉工藝
(1)預沉工藝。在燒成窯附近,往往會存在著數量龐大的灰塵,針對此些灰塵來講,當其進入到循環回水中時,開展赤泥洗滌以及氫氧化鋁洗滌等工序,此時便會有料漿溢出;針對上述回水而言,如果無預沉措施,會在較短時間內升高循環回水中懸浮物,所以,在上述工序所產生的循環回水未至下水道前,先實施預沉操作,也就是分流“清濁”,截留懸浮物于源頭。在實施赤泥堆場沉操作時,因存在異重流等現象,能保持懸浮物含量的固定,即控制在200~1000mg/L,需將一級沉淀設置在堆場附近,并去除懸浮物,僅對上清液進行回用,保障懸浮物始終處于50~100mg/L區間內,針對沉下的泥,可重新返回堆場。(2)計量槽。因循環水當中有著過高的懸浮物,且在具體的結垢性方面比較強,在此系統當中難以使用,因此,選用流量堰,比如巴氏計量,可以說是一種比較使用、有效的方法。而對于從冷卻塔流下且將要進入冷水泵之前,需先進行一次計量,以此為冷卻塔蒸發量的計算提供依據。(3)快速混合工藝。在赤泥回水之前,或者是在新水流入到沉淀池前,利用管道混合器進行混合操作。通過此處理,便能夠使補水當中硬度值的大幅度降低,使其相比于循環水堿度值,始終保持偏低狀態,能夠有比較完整、細化的軟化反應,這樣能夠切實保證軟化的整體質量。
4若干建議
(1)集中補水。基于整個循環水系統而言,為規避出現多點補水狀況,特別是不補薪水。由于水中含有一定量的堿,當遇到新水后,便會出現軟化反應,生成CaCO3,并沉淀。本文在平流沉淀池前,便進行補水,使沉淀池當中的CaCO3持續沉淀,且被去除。(2)將部分檢查井封閉。針對檢查井,從根本上來講,即為人孔,在生產氧化鋁時,一般會有編織袋、石塊及磚塊等雜物,從檢查井中掉入回水管道內。對此,于易掉雜物地段,有選擇性的將部分檢查井封閉,并將隱蔽記錄做好,用于檢修。(3)禁亂排堿液進循環下水。無論是事故狀態下的臨時排放,還是各種堿液的跑冒滴漏,比如母液、洗液等,均會將含有堿液體的水,向循環下水排放;基于此情況,此時的循環水量便會有失調發生,且進入雨排水管道,這樣一來,不僅會造成環境污染,而且還會造成生產損失。因此,需將此部分液體就地、就近回收,并對亂排堿液予以禁止。經相關實驗得知,如果循環水當中有過高的堿度(pH>12),因提高了水的粘度,會使水中細小懸浮物長時間處于不沉淀狀態,進而對出水懸浮物造成影響。
5結語
綜上,伴隨科學技術持續更新與完善,使得整個氧化鋁生產技術呈現出快速發展趨勢,在此背景下,人們對氧化鋁循環水的認知得到大幅提升與增強。本文基于當前生產實況,總結、剖析氧化鋁循環水的處理工藝方法,經實踐應用得知,此方法不僅簡單、實用,而且還高效、持久。
作者:馬馳 單位:沈陽鋁鎂設計研究院有限公司