第四届全国轻金属冶金学术会议论文集

281

消除拜耳法种分氢氧化铝粒度 两极分化现象的分解工艺条件探析

邓卫明徐志宏蔺迎征

(山西铝厂 山西河津043300)

摘要：＼拓厂拜耳法采用一段、高浓度、高种子比．不分扳分解工艺，谊工艺主要特点是氨氧化拓(用AH表示， 全文同)粒度发生周期性的变化，井时生产产生不良影响．本文对谊工艺大量的生产制定数据进行研究．分析 总结出消除这种不足影响的工艺条件，供姐织生产参考．7 关键词：消除，两极分化现象分解工艺条件 ＼

1 引言

山西铝厂拜耳法种分采用一段、高浓度、高 种子比、品种不分级工艺。拜耳法精液首先经过 板式换热器降温(由95～loo℃降至80"C左右)， 再经过真空闪蒸降温，将精液温度降至65"C左 右，之后，将立盘过滤机滤饼冲至拜耳法分解槽 进行分解。分解槽中设有间壁换热器，可使每组

种分槽首末温度差达到10℃左右。出分解槽浆流 首先经过旋流器分级，底流去平盘过滤机洗涤， 作产品；溢流去立盘过滤机过滤，产出种分母液 和晶种，通常只有少部分出分解槽浆液通过旋流 器，大部分直接进立盘过滤机，工艺流程图如下： 山西铝厂拜耳法晶种分解工艺技术条件： 分解原液成分： A1。0。1709／1

a k 1．56

精液 71 种分首槽 r
l
间{ 冷却水
上
板式热盂换器 l 1种分中间槽|．卜一
上
Jr
真空降温槽 种分末槽
l
上
1L
种子混合槽
旋流器
l
J
上 0
底流 溢流
、 r
士 上
平盘过滤机 立煮过滤机
I 审

图l山西铝厂拜耳法品种分解实际流程图

282

第四届全国轻金属冶金学术会议论文集

分解温度：首槽60±2"C 末槽50±2℃ 种分槽围含： 500～6009／1 分解时间：70～80h 分解率：>45％

为：当AH粒度粗化到一定程度之后(+45^u 111重 量百分数达到95％左右)。立盘过滤机产能下降 20～30％⋯，滤液浮游物升高，致使拜耳法循环效 率下降：由正常时的120～130kg／m3，下降到80～ 90kg／m3，生产上将这种现象称为粒度“两极分化” 现象。拜耳法种分AH粒度变化并伴随立盘母液浮 游物变化，如下图所示：

tl九六年以来，拜耳法种分A}I粒度变化已对 现象。拜耳法种分AH粒度变化并伴随立盘母液浮 生产产生多次不良影响，这种不良影响主要表现 游物变化，如下图所示： 各粒级^H重量百分数* 趣#霉犀雯醯法再戽郸摇驾黟弹鬻奉≤觑蹲苎雾 、酥￡=[二栏辅粥罐艇。j⋯；尸举篷麟#=

i盘游j疰捍游物g／
注：从上至下依次为：+43 un粒级变化曲线
+53 u n粒级变化曲线
+74 u n粒级变化曲线
+98¨n粒级变化曲线
滤液浮游物变化曲线
图二^H粒度变化与滤液浮游物对比情况

长期以来，人们一直致力于消除这种不良影 响的研究和实践，总结出我厂拜耳法种分AH粒度 的变化规律[2]：在我厂现有的分解制度下，AH 粒度变化规律是：在铝酸钠溶液过饱和度的推动 下，种分AH细粒子通过附聚和结晶长大逐渐租 化，当粗化到一定程度时，由于二次成核和粗颗 粒AH破碎、磨蚀等的作用，粗粒A11细化，当细 化到一定程度，由于大量细粒AH存在，附聚和结 晶长大又占主导地位，从而进入下一轮粗化期。 粗化和细化均是AH颗粒长大所表现出的两种形 式，这两个过程进行的程度受分解条件的限制，

并且是周期性的交替进行，具有不可逆性。同时 揭示了“两极分化”现象实质是[3]AH粒度变化 处于细化期时所产生的一种粒度不均现象，即上 轮周期AH的粒度分布与其产生的细粒AH粒度分 布存在较大差异，当细粒AH数量达到一定程度 后，系统粒度不均对生产产生不良影响，而这种 不良影响的程度又随分解的条件的不同而异。因 此，我们通过对拜耳法AH粒度变化影响因素的行 为及各个粒度变化周期分解条件的分析、研究， 可以找到一个适合当前生产的最佳分解工艺条 件。

第四届全国轻金属冶金学术会议论文集

283

2000年拜耳法精液^0浓度变化曲线圈

999年拜耳法种分分群车

图三1999年拜耳法种分^H粒度与其影响因素变化情况

分析以上可控因素对AH粒度变化的影响。 2消除拜耳法种分AH粒度两极分化 2．1各种分解影响因素与粒度变化曲线图 现象的分解工艺条件分析与总结

2．1．1 1 999年各种晶种分解因素与粒度变化曲线 图 2．1．2 2000年各种晶种分解因素与粒度变化曲线 图

在山西铝厂特定的分解工艺中，可以控制的 影响AH粒度变化的因素有：分解温度、种分槽固 含、分解原液浓度和n k、首槽n k等，分解时间 一般变化较小。因此，我们根据生产实际情况，

第四届全国轻金属冶金学术会议论文集

284

2000
一一^——==詈三兰；；；；；；】■—■■●■=三三；；；
h h．I 、。⋯、k． 九． ．～＼№“一n M～^ ．r
‘VV ¨ 1”甲}。V叫Vu"””y”Iyl’I’”’《 r ’y
I／ ～f ‰．J h．
。M ^M／、 ＼卜Ⅳn．ⅣVM～一：rⅥ
n』’ⅥV ．⋯l“、 ” I I V
己000年拜耳法首末槽分解温度

2000年拜耳法种分分解率

图四2000年拜耳法种分^H粒度与其影响因素变化情况

2．2分析

2．2，1根据分解条件数据年平均值分析 由图三和图四浮游物变化曲线图可知，2000

年种分母液浮游物指标水平要比1999年好，这说 明2000年的拜耳法种分分解条件要比1999年更 合理。现将有关分解条件数据年平均值列表如下

表1 1999年与2000年分解条件对照襄

时间 (年)	拜精流量 m3／h	糟渣 ^12039／l	精液d-	首温℃	束温℃	首固E／l	酋槽a k	种母浮物g／1	分解率％
1999	1004 8	169．58	l 56	60 2	5l 7	683．2	2 29	14 29	46 97
2000	1064 4	173 2l	1．56	60 06	51．31	500．4	2 1l	11 22	45 45
比较	f 59 6	f 3 63	0	l 0 14	l 0 39	l 82．8	l 0 18	l 3 07	I 1 52

1999年～2000年各粒度变化周期经历的时 间如下表所示：

由上表分析可知，2000与1999年分解条件 不同点有：

A、种分槽固含降低82．Sg／1		表2各粒度	变化周期经历	的时问裹
B、首槽Qt降低0．18	第一个 周期	第二个 周期	第三个 周期	第四个 周期	第五个 周期
c、拜精液AIzos浓度升高3．639／1 D、分解首、末槽温度略有降低	1999．1～5 月中旬	5月中 旬～10 月下旬	10月下旬 到2000年 2月底	2000钜2 月底到5 月下旬	5月下旬 到8月下 旬
2000分解条件最突出的特点是种分槽固含、	约4 5个月	约5．5个 月	约4个月	约3个月	约3个月

2000分解条件最突出的特点是种分槽固含、 首槽Q t较低，其带来的结果是： A、AH粒度变化周期缩短：

285

第四届全国轻金属冶金掌术会议论文集

由上表可知，低固含分解条件下粒度变化周期缩 短了2个月左右。

b、+43 u m粒级曲线降低的程度减小：

1999～2000年各粒度变化周期+43^u m最低 点如下表所示：

注：袁3中各周期经历的时I可同袁2

由上表可知，在2000年的分解条件下，+43 u m粒级曲线最低点提高15％～25％。AH粒度细化 程度大大减轻。

c、由于种分槽固含降低(即晶种减少)，拜 耳法分解率下降1．52％。

小结：

粗化和细化速度)加快，特别是-43^H m粒级区AH 长大速度加快(表现为，1999年当+43 u tn粒级曲 线下降到45％左右时，-43^u m粒级区大量A}{细粒 子才长大到431．1 m以上，使+43 u m粒级曲线扭转 下滑趋势而上升；2000年．+43 u m粒级曲线仅下 降到60’70％时，就开始上升)，这一方面使粒度 变化周期大大缩短：另一方面系统AH粒度细化程 度减轻。

在2000年的分解条件下，如进一步降低精液 n k，提高溶液过饱和度，可弥补种分固含下降所 导致的分解率下降，同时还可进一步加快粒度变 化速度。

2．2．2低固含条件下种分分解工艺

1999’2000年共有六个粒度变化周期，第六 个周期因数据不全不进行分析，现对其余五个进 行分析。各周期的粗化期和细化期数据如下表所 示：

在以低圊含、低首槽G k为主要特点的分解 条件下，晶种成核数量增加，AH粒度变化速度(指

寰4各十粒座变化周期分解条件

周	期	时间(月)	拜精流 量m3／h	精液 hog／1	辅液d k	首温℃	末温℃	首固g／l	首槽Ⅱk	种母浮 物g／1	分解率 ％
		1999 1	1021．65	170．17	1．57	60 53	50 36	530 9	2 2l	10 31	44．43
第	粗化 期	2	1049 0	17l 23	1．57	59．93	49．36	522 57	2 15	10．79	43．4l
一 个	细化	3	991．3	168 09	l 07	58 15	48 49	554．4	2．25	“79	45 18
	期	4	i010．62	169．45	I 67	59 96	52，0	606．0	2 29	24 3I	46 55
		6	1031．6	172．47	1．56	60．82	53．Ol	608．0	2 30	6 99	47．08
第	帮化 期	7	962．97	171．36	1．54	59．3	53．05	712 6	2 38	7，29	49 06
一		8	962．97	171．0	l 56	59 54	53 24	709．2	2．37	5 0l	48．93
个	细化	9	979．88	163 36	1_56	61．O	53．49	624 3	2 40	24 72	49 06
	期	J0	】045 29	】63．48	J	56	62．0	53．83	534．6	2．0】	27 79
	粗化	11	1030 5	170 05	1 56	60 22	51．27	505 7	2．33	15 25	48 78
第	期	12	894 8	17l 03	I 55	60．22	52 86	653．6	2．33	9 33	48 I
_： 个	组化	2000．j	994 03	173 74	1 54	58．65	50．3	529．I	2 24	20．2	47．9
	期	2	1075．93	171．1	1．58	60．13	50，61	494．8	2 23	19，78	45．79
第	粗化 期	3	1117 33	172 66	l_57	59．21	50 21	481．6	2 lO	8 14	43 98
四	细化	4	1032 69	172 1	1_58	58．89	50 14	500．8	2 11	9 89	42 89
个	期	5	110I l	174 7	l 55	59．92	51．77	537．2	2 13	9．87	45 49
第	粗化 期	6	1058 3	177 67	l 57	6l 33	52．59	504 9	2 06	8．92	43 5
五	细化	7	1068 5	172．68	l 58	61．58	52．85	463 3	2 0l	8．96	41．49
个	期	8	1024 7	170 77	I 58	59．99	52 25	493．94	2 II	8 86	44 85