(沈陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司,遼寧 沈陽 110001)
目前,國內(nèi)部分氧化鋁廠仍然存在著較多難題,比如懸浮物高,易結(jié)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(huán)水與其他行業(yè)的循環(huán)水相比,存在一定差別。通常情況下,循環(huán)水腫僅具備溫度高、含堿高、懸浮物高當(dāng)中的兩高,所以,根據(jù)實際情況及現(xiàn)實需要,合理利用水質(zhì)穩(wěn)定法,可推動循環(huán)水的高品質(zhì)利用,而針對生化氧化鋁所產(chǎn)生的循環(huán)水來講,其在具體水質(zhì)上,往往是比較穩(wěn)定的,在國內(nèi),仍然缺乏此方面的成熟、有效方法。文章就氧化鋁廠循環(huán)水的具體處理工藝作一探討。
針對氧化鋁廠循環(huán)水而言,其以諸多工序作為主要服務(wù)對象,比如氫氧化鋁洗滌、蒸發(fā)、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(fā)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(huán)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(qū)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(zhì)的上述特點,使得循環(huán)上、下水管道存在比較嚴(yán)重的結(jié)垢情況。比如某鋁廠運營已有10年之久,其上水管最厚結(jié)垢>40mm,而下水管>150mm,在整個下水管道的斷面中,已經(jīng)出現(xiàn)了比較典型的“卵形”;另外,諸如赤泥、料漿等懸浮物不斷在調(diào)節(jié)池中沉積,能夠用于調(diào)節(jié)的體積較少。需要指出的是,因結(jié)垢會減少循環(huán)下水管道輸水量,在檢查井內(nèi),水位明顯升高,針對此時的水力坡度來講,其大多對設(shè)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(xiàn)顯著降低,加快結(jié)構(gòu)[2]。
通過深入分析氧化鋁循環(huán)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(tǒng)當(dāng)中,存在有諸多赤泥、礦漿等懸浮物;其二,系統(tǒng)當(dāng)中存在有高堿度。
所謂堿法生產(chǎn)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(dāng)中的堿、氧化鋁為對象,使之發(fā)生反應(yīng),生成鋁酸鈉溶液。對于循環(huán)水來講,當(dāng)其處于冷凝器當(dāng)中,便能夠直接接觸含堿水蒸汽(循環(huán)母液中),所以,在整個循環(huán)過程中,通常情況下,會含有部分堿成分。氧化鋁循環(huán)水中之所以會出現(xiàn)結(jié)垢情況,主要因兩因素所致,其一,含堿,其二為懸浮物。
設(shè)計時,若存在比較低的懸浮物指標(biāo),那么在對循環(huán)上水的堿度進(jìn)行設(shè)定時,以100mg/L為宜,懸浮物含量為125mg/L。經(jīng)實踐得知,氧化鋁循環(huán)水管道之所以會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)情況,其中一個核心因素即為懸浮物控制不規(guī)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(jié),使管道結(jié)垢加重。針對氧化鋁循環(huán)水來講,其水質(zhì)特點相近于轉(zhuǎn)爐除塵洗滌,另外,還相似于軋濁循環(huán)水,其去除的均為懸浮物。針對鋼鐵企業(yè)而言,通常情況下,其在對懸浮物進(jìn)行分離、處理時,多選用的是沉淀分離法,而針對轉(zhuǎn)爐、高爐來講,則應(yīng)用平流沉淀池來行此操作。
(1)預(yù)沉工藝。在燒成窯附近,往往會存在著數(shù)量龐大的灰塵,針對此些灰塵來講,當(dāng)其進(jìn)入到循環(huán)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(yù)沉措施,會在較短時間內(nèi)升高循環(huán)回水中懸浮物,所以,在上述工序所產(chǎn)生的循環(huán)回水未至下水道前,先實施預(yù)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(xiàn)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(shè)置在堆場附近,并去除懸浮物,僅對上清液進(jìn)行回用,保障懸浮物始終處于50~100mg/L區(qū)間內(nèi),針對沉下的泥,可重新返回堆場。
(2)計量槽。因循環(huán)水當(dāng)中有著過高的懸浮物,且在具體的結(jié)垢性方面比較強,在此系統(tǒng)當(dāng)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(jìn)入冷水泵之前,需先進(jìn)行一次計量,以此為冷卻塔蒸發(fā)量的計算提供依據(jù)。
(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(jìn)行混合操作。通過此處理,便能夠使補水當(dāng)中硬度值的大幅度降低,使其相比于循環(huán)水堿度值,始終保持偏低狀態(tài),能夠有比較完整、細(xì)化的軟化反應(yīng),這樣能夠切實保證軟化的整體質(zhì)量。
(1)集中補水?;谡麄€循環(huán)水系統(tǒng)而言,為規(guī)避出現(xiàn)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(dāng)遇到新水后,便會出現(xiàn)軟化反應(yīng),生成CaCO3,并沉淀。本文在平流沉淀池前,便進(jìn)行補水,使沉淀池當(dāng)中的CaCO3持續(xù)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(chǎn)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(nèi)。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(jìn)循環(huán)下水。無論是事故狀態(tài)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(huán)下水排放;基于此情況,此時的循環(huán)水量便會有失調(diào)發(fā)生,且進(jìn)入雨排水管道,這樣一來,不僅會造成環(huán)境污染,而且還會造成生產(chǎn)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(jīng)相關(guān)實驗得知,如果循環(huán)水當(dāng)中有過高的堿度(pH>12),因提高了水的粘度,會使水中細(xì)小懸浮物長時間處于不沉淀狀態(tài),進(jìn)而對出水懸浮物造成影響。
綜上,伴隨科學(xué)技術(shù)持續(xù)更新與完善,使得整個氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢,在此背景下,人們對氧化鋁循環(huán)水的認(rèn)知得到大幅提升與增強。本文基于當(dāng)前生產(chǎn)實況,總結(jié)、剖析氧化鋁循環(huán)水的處理工藝方法,經(jīng)實踐應(yīng)用得知,此方法不僅簡單、實用,而且還高效、持久。