电石渣代替石灰在氧化铝生产中的研究

电石渣代替石灰在氧化铝生产中的研究

夏杰，潘军，王亚莉，韩敏霞，李海鹏

(内蒙古鑫旺再生资源有限公司，内蒙古鄂尔多斯014300)

摘要：研究了固体废弃物电石渣代替生石灰在氧化铝中的应用，主要对电石渣应用于拜耳法氧化铝生产中的可 行性、安全性、经济性进行了研究，分析能否利用电石渣代替生石灰，以达到降低生产成本的目的。

关键词：电石渣；生石灰；拜耳法；氧化铝

中图分类号：TQ161 文献标识码：A文章编号：2096-2339(2017)01-0084-02

目前在拜耳法氧化铝生产中，普便采用生石灰来去 除铝土矿中的杂质。生石灰的主要有效成分是CaO,电石渣的主要有效成分是Ca(OH)2，生石灰在循环母液中 与水会首先生成Ca(O H)2，理论上两种化学性质相同的 物质应该能相互代替。但目前国内氧化铝厂中还没有这 方面成熟的经验，加上电石渣里含有大量的杂质，可能会 影响溶出性能。其中含有少量CaC2与水反应能产生可 燃气体乙炔C2H2，如果出现在溶出工序后的乏汽中，可 能存在安全隐患。虽然两者性质相同，但加人电石渣后 溶出赤泥A/S、N/S能否达到要求都是我们需要探讨的。1实验内容

1.1对电石渣筛分实验

在电石渣化灰过程中，有一部分大颗粒需要振筛机 除去，实验模拟的工业振筛机，用50*、140*、200#筛对电 石渣进行分级筛选，观察电石渣中的大颗粒和杂质能否 进人粗粒度部分，从而将杂质分离出来。取电石渣配制 150~200 g/L的固含，搅拌均匀后倒人50#、140#、200#筛 中，得到筛上物成分分析如表1所示。

表1筛上物成分分析

样品名称叫/%CaO/%质量/g

实验电石渣 2.5956.0571.28

50#筛上电石渣 3.4445.7112.41

140#筛上电石渣 2.7955.2210.84

200#筛上电石渣 2.4258.3530.73

实验结果:筛分后得到，粒度越小杂质越少，50#筛中 的CaO含量明显较低，可以用振动筛去除，筛出粗颗粒 占17.41%，在50#筛下成分与筛分前相差不大，实际应用 中选用50#筛振筛机可满足要求。

1.2模拟预脱硅过程中排出气体实验

由于电石渣中还含有一部分CaC2,在碱性环境中会 生成Ca(OH)2 *C2H2，模拟氧化铝生产95丈脱硅槽中，用循环母液与电石渣混合，能释放的气体的速度和体积，观察在脱硅槽有效停留时间内，能否让电石渣中余下的 CaC2反应完成。

把= 240 g/L的循环母液300 mL倒人500 m L的锥形瓶中，再加人6.12 g干电石渣。把锥形瓶用塞子盖 好后放人恒温水浴锅中，温度设定95丈恒温，量筒装满 水倒扣人水槽，测量不同时间进人气体的体积如表2 所示。

表2不同时间的气体体积

时间/m in体积/mL

50.5

1015

2024

2541

3063

3575

4085

45115

55135

60160

70180

90180

120180

实验表明：每1g干电石渣能够释放出41 mL气体，在95丈温度下，前70 min—直以平稳的速度释放气体，70 min达到终点，氧化铝生产预脱硅时间为6~8 h，说明 在脱硅槽内有充足的时间反应，这部分气体不会进人溶 出的乏气系统，乙炔气体在预脱硅槽中排放到空气中。1.3模拟电石渣代替石灰进行溶出实验

(1)模拟在脱硅槽加人电石渣溶出实验。取电石渣 直接配料加人，相当于把电石渣不经过磨机，直接加人脱 硅槽。下表显示是不同电石渣配比时，对溶出赤泥A/S 和N/S的影响，同时作了电石渣和石灰在同等溶出条件 下的对比，如表3所示。

作者简介：夏杰（1982-),男，重庆人，本科,工程师，从要从事氧化铝生产相关的研究

表3

溶出后的C /S 与A /S 、N /S 数据表电石渣C/S A/S

N/S

石灰C/S A/S

N/S

0.504

0.5040.5150.5470.750.7620.840.8760.9130.9060.9760.962

1.407

1.4621.4611.4671.468 1.522 1.507 1.498 1.547 1.582 1.557 1.6720.620.580.5420.5190.5310.5240.5240.520.5170.5310.5250.5220.444

0.4580.4920.5890.6920.7050.7840.7860.890.9080.9860.995

1.2331.2571.2511.2921.281.3311.3291.3411.411.4451.4981.51

0.6010.5660.5120.4660.450.4510.4320.4360.4280.420.4280.405

0.650.600.550.500.450.40

图1添时石灰时C /S 与A /S 、N /S 的关系

本次选用的是较好石灰，CaOf = 85.45%，从图1可看 出，随着石灰添加量增加，A /S 逐渐升高，N /S 逐渐降低， 石灰添加量有一个最佳点，在C /S 在0.7〜0.8h ，这段A/S 和N /S 都较理想。

1.701.65 1.60 1.55 1.50 1.45 - 1.40 -0.640.620.600.580.560.54C/S

图2电石渣加入预脱硅槽时C /S 与A /S 、N /S 的关系

从图2可以看出：直接添加电石渣比添加石灰的效 果要差，C /S 在0.5~0.6时得到的A /S 、N /S 最好，但总体 效果差，A /S 最好只能到1.4~1.45，N /S 只能到0.5,增加 电石渣的量对N /S 不起效果，说明这样的加人方式未达 到预期的溶出效果。

(2)模拟在磨机加人电石渣溶出实验。由于在预脱

硅槽加人得不到较好的A /S 和N /S ，认为可能是电石渣

的粒度粗（平均粒径在150 ^m )活性不好，我们将电石渣 磨细后加人，模拟在磨机加人电石渣，表4是不同配比对 溶出A /S 和N /S 的影响。

表4不同配比对溶出A /S 和N /S 的影响C/S

A/S

N/S

C/S

A/S

N/S

0.5160.5330.6030.6090.6390.6560.7410.803 1.3431.3631.3861.4211.4041.4231.4551.4610.6150.5560.5430.5070.530.4930.5010.4990.8050.8460.8630.8730.9010.9370.9391.029 1.477 1.45 1.468 1.507 1.471.477 1.494 1.535

0.5280.5080.520.5260.4980.5140.5060.504

0.630.610.590.570.550.530.510.490.470.45

图3

不同配比与A /S 、N /S 关系

从表4看出：随着电石渣量的增加，A /S 从1.35增加 到1.55,而N /S 随着C /S 的增加无明显变化，与没有磨细 之前的数据差不多，都在0.5左右，说明磨细后的电石渣 对N /S 效果不明显。

(3)模拟煅烧电石渣后溶出实验。取干电石渣在 600,700,800,900丈温度下，煅烧1 h 后分析其成分，然 后用煅烧过的电石渣做溶出实验，得到表5。

表5

煅烧过的电石渣溶出实验结果0.52类别

600 ^700 ^800 ^900 ^0.50

CaO 「/%83.6487.5390.3390.24溶出赤泥A/S 1.331.321.341.31溶出赤泥N/S

0.47

0.45

0.43

0.43

从表5中可以看出电石渣煅烧到700丈就基本达到

要求，不需要像石灰一样烧到900丈。煅烧后的电石渣 更加纯净，基本去除了焦粒等杂质，消除了乙炔气体的隐 患，得到了 90%左右的石灰，比一般的回转窑石灰还要 好。 溶出效果与石灰的溶出效果差不多， 说明可以用煅 烧后的电石渣代替石灰用于氧化铝的生产。

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