浅谈粗液精制过程中添加石灰乳的作用

浅谈粗液精制过程中添加⽯灰乳的作⽤
2019-06-05
摘要：在氧化铝⽣产过程中，粗液精制是⼀个⽐较重要的⼯序，其主要设备是叶滤机，其过料量差影响氧化铝产量，过滤效果不好造成精浮超标影响氧化铝质量。

在现在的⽣产过程中，为了提⾼叶滤机的产能和过滤效果，⽯灰乳作为助滤剂加⼊粗液槽中提⾼产能和过滤质量。

本⽂就作为助滤剂添加的⽯灰乳在铝酸钠溶液过滤中的作⽤及操作进⾏探讨。

关键词：铝酸钠溶液；粗液；⽯灰乳；助滤剂；精液
中图分类号：TQ17 ⽂献标识码：A
在氧化铝⽣产过程中，为了保证产品中的硅含量不超标，除了保证铝酸钠溶液中的硅量指数外，最主要的是要去除铝酸钠溶液中的浮游物。

控制过滤⼯序通过叶滤机的过滤⽽达到粗液精制去除铝酸钠溶液中的浮游物。

为了提⾼叶滤机的效率，⽯灰乳作为助滤剂添加到粗液中。

1 控制过滤添加助滤剂的作⽤
叶滤机运⾏过程当中，在不添加助滤剂的情况下，滤布是作为过滤介质。

如果滤布的孔径过⼤，则浮游物很容易通过，起不到粗液精制的⽬的；孔径过细，浮游物虽不能通过，但很快会将滤布孔径堵死，造成叶滤机产能低下且不易卸饼。

这就引⼊了⽤助滤剂解决这⼀问题。

助滤剂的加⼊，滤布成为过滤介质的附着⾯，通过过滤前的挂泥，使滤布表⾯形成⼀层疏松、多孔的过滤介质，液体可以轻易通过，⽽将浮游物阻挡在过滤介质中。

为了达到上⾯所说的⽬的，⼤多数氧化铝⼚在粗液精制过程中都是以⽯灰乳作为助滤剂的。

2 ⽯灰乳在铝酸钠溶液中的相变
⽯灰乳的主要成分是Ca（OH）2，当⽯灰乳加⼊铝酸钠溶液中，Ca（OH）2能与铝酸钠溶液反应⽣成多种⽔合铝酸钙，其中3Ca·Al2O3·6H2O最稳定，其反应式为：
3Ca（OH）2 + 2NaAl（OH）4
= 3CaO·Al2O3·6H2O + 2NaOH
此反应式为双向的，其不同温度下该反应的等温线如图1所⽰，只有在原矿浆制备、储存的过程以及溶出矿浆的⾃蒸发冷却和稀释过程中的液相位于3CaO·Al2O3·6H2O的稳定区域内，具有⽣成3CaO·Al2O3·6H2O的条件。

⽽粗液刚好位于溶出矿浆的稀释储存过程中，可以⽣成3CaO·Al2O3·6H2O。

⽽在温度不⾼的情况下，3CaO·Al2O3·6H2O在铝酸钠溶液中的溶解度⽐Ca（OH）2⼩的多，因此其就以固相的形式和浮游物同时悬浮于粗液当中。

3CaO·Al2O3·6H2O是⼀种晶格为正四⽅体的物质，随着过滤的进⾏，其在滤布上不断积累，形成疏松、多孔的过滤层，同时阻挡粗液中的浮游物，从⽽达到帮助助过滤的效果。

在控制过滤前的粗液中，溶出稀释矿浆通过常压脱轨，其硅量指数已经达到160以上，但其中还是有SiO2以铝硅酸钠的形式存在的。

在⽯灰乳添加进粗液中后，钙能将钠置换⽣成⽔化⽯榴⽯。

⽔化⽯榴⽯的分⼦式表⽰为3CaO·Al2O3·xSiO2·（6-2x）H2O，其中系数x是指SiO2的饱和程度。

⽔化⽯榴⽯笔六⽔铝酸三钙在苛性碱溶液中具有更低的溶解度，其中的x值与其⽴⽅晶格常数之间存在正⽐关系。

它的固相也是⼀种疏松、多孔的物质，达到助滤剂的效果。

通过以上可以得出，实质上⽯灰乳是不起助滤作⽤的，起助滤作⽤的是⽯灰乳中的氢氧化钙通过与铝酸钠溶液及其中的铝硅酸钠反应⽣成六⽔铝酸三钙和⽔化⽯榴⽯。

这两种物质的固相都有疏松、多孔的性质，吸附在滤布上形成过滤介质，阻挡浮游物通过，增加了滤饼的疏松度，减少了过滤阻⼒，同时也使滤饼易于从滤布上脱落下来，易于卸泥。

因此在⽣产上往粗液中加⼊⽯灰乳，能⼤⼤提⾼叶滤机的产能。

3 ⽯灰乳的连续加⼊
在⽣产过程中，⽯灰乳是要连续加⼊粗液中的。

有⼈认为，既然⽯灰乳是作为助滤剂使⽤，在叶滤机⼯作的初始阶段，⽤助滤剂进⾏挂泥，在滤布表⾯形成过滤介质，⽽正常过滤时则停⽌使⽤助滤剂，这样可以减少使⽤助滤剂。

其实，不然。

助滤剂虽然说只是⽤来形成过滤介质，如果不是连续加⼊，虽然过滤前在滤布表⾯形成了⼀层疏松、多孔的过滤介质；但是随着叶滤机的正常运⾏时间加长，过滤介质因为附着粗液中的浮游物越来越多，则会慢慢将这些⼩孔堵死，增⼤了过滤阻⼒，从⽽影响了产能。

助滤剂连续加⼊时，就可以充分保证滤饼的疏松度。

因为随着滤饼的厚度增加，过滤介质的厚度也在增加，滤布表⾯的浮游物越来越多，但仍能保证其滤饼疏松度。

4 ⽯灰乳的配制
⽯灰乳的配制包括两个⽅⾯，⼀是化灰⼯序对有效钙的配制，⼀是往⽯灰乳槽添加精液或者粗液的配制。

化灰⼯序主要是⽤热⽔站的⽔对⽯灰即CaO进⾏乳化，要求有效钙CaOf含量在180g/L左右，但是波动较⼤，就必须密切注意化灰来⽯灰乳的质量。

往⽯灰乳槽按⼀定⽐列添加粗液或者精液，并停留存放⼀段时间，有助于提⾼叶滤机的产能，这点在国内是相当认同的。

笔者认为，这⽆⾮是让⽯灰乳中的氢氧化钙和铝酸钠溶液及其中的铝硅酸钠有反应时间，⽣成六⽔铝酸三钙和⽔化⽯榴⽯，真正起到助滤剂的作⽤。

5 控制过滤⼯序添加⽯灰乳的附加⽤途
控制过滤添加⽯灰乳主要是⽣成助滤剂，但其还有两个附加的作⽤。

⼀是进⼀步提⾼精液的硅量指数，虽然作⽤微弱，但通过以上所述，因为和铝酸钠溶液中的铝硅酸钠反应⽣成⽔化⽯榴⽯作为助滤剂最后通过滤饼送到沉降系统后排出，在⼀定程度上降低了铝酸钠溶液中的SiO2含量。

⼆是在洗涤沉降槽中能起到苛化作⽤。

叶滤机的滤饼卸掉后被输送到沉降系统，滤饼中的六⽔铝酸三钙固相存在于⾚泥中。

当⾚泥经分离沉降后被输送到洗涤槽中，由于苛碱浓度较低，⾚泥中的六⽔铝酸三钙则有如⽂中的反应式向左反应，分解⽣成氢氧化钙，对洗涤系统中碳碱进⾏部分苛化反应：
降低系统碳碱含量。

结语
本⽂主要阐述了在控制过滤⼯序中为提⾼叶滤机的产能⽽添加⽯灰乳的作⽤以及加⼊⽅法；分析了⽯灰乳在铝酸钠溶液中的物相变化，得出了真正起到助滤剂作⽤的是六⽔铝酸三钙和⽔化⽯榴⽯。

但由于在控制过滤添加⽯灰乳作为助滤剂没有相关的详细资料研究，笔者只能通过各种⽂献中对氢氧化钙在铝酸钠溶液中的物相变化、在论坛上同其他的⽹友进⾏讨论以及总结操作经验后进⾏推断、总结，有不⾜、错误之处，望各位给予指出。

参考⽂献
[1]毕诗⽂.氧化铝⽣产⼯艺[M].北京：化⼯⼯业出版社 2007，07：83.
[2]毕诗⽂，等.拜⽿法⽣产氧化铝[M].北京：冶⾦⼯业出版社，2007，11.
注：本⽂为⽹友上传，不代表本站观点，与本站⽴场⽆关。

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