氧化铝循环水处理工艺的探讨

氧化铝循环水处理工艺的探讨

吴慧梅

吴慧梅中色十二冶金建设有限公司山西省邮编：043304

摘要：氧化铝行业的循环水有三高特征，高温，高碱和高悬浮物，这三高极容易导致结垢进而出现循环水失效，给企业生产带来困境，本文从当前氧化铝循环水的特点及现状出发，探讨可行性的氧化铝循环水的处理工艺。

关键词：氧化铝循环水，处理工艺，探讨

Aluminacirculatingwatertreatmentprocessesdiscussed

WuHuiMeicolortwelvemetallurgicalconstructionCo.,LTDshanxizipcode:043304

Abstract:thealuminaindustryhasthreetenorscharacteristicsofcirculatingwater,hightemperature,highalkaliandhighsuspendedsolids,thethreetenorsextremelyeasytocausethescalingappearthencirculatingwaterfailure,totheenterpriseproductionbringtrouble,thisarticlefromthecurrentaluminacirculatingwaterandthecharacteristicsofthepresentsituation,discussedthefeasibilityofcirculatingwatertreatmenttechnologyofalumina.

Keywords:aluminacirculatingwater,processingtechnology,thispaperdiscusses

氧化铝行业的循环水因为所处环境的不同，普遍存在三高问题，高温导致冷却效果下降，高碱导致增加碱耗，高悬浮物导致结垢，造成氧化铝行业的生产成本增加，目前普通的循环水处理工艺只能有效的解决三高中的两高，通常使用的方法就是水质稳定的处理工艺，但是三高的氧化铝循环水，水质稳定处理工艺并不能够有效的解决，因此需要探索出另外的处理工艺。

一、当前氧化铝水循环的特征及状态

在氧化铝生产工序非常多，目前只有烧成，蒸发，赤泥洗涤，氢氧化铝洗涤和脱硅等工序需要通过循环水进行冷却，蒸发工序使用冷却水能够占用整个循环水用水量的60%到70%之间。其主要特征就是三高，高温主要体现在循环水上水温达到405℃，下水温达到50±5℃；高碱主要体现在PH值最高能够到14；高悬浮物的数量最高能够达到SS=5000mg/l。

氧化铝循环水和生产是紧密相连的，一旦氧化铝投入生产，那么循环水就不能够停，一旦氧化铝中断，那么在此开机的成本会非常高，所以循环水需要支持氧化铝的连续性生产，所以氧化铝循环水的处理就非常重要。

下表是某氧化铝生产企业垢样分析表

表1循环水系统垢样分析（%）

时间取样地点Al2O3Fe2O3CaOMgoNa2OSiO2灼碱其他

91.3澄清池壁46.320.0812.851.631.2035.232.69

91.3冷却塔配水槽53.250.345.671.53.7832.273.19

93.4回水管内40.41.5151.981.111.3636.09

93.4冷却塔配水槽58.60.752.750.900.361.7033.14

98.1塔下沉渣13.316.5333.291.5516.928.32

从这张表中，我们得知氧化铝循环水的问题主要集中在两方面的原因，一个是循环水系统有大量的悬浮颗粒，另一个是高碱度非常明显。

我国目前氧化铝生产工艺主要就是碱法生产工艺，将碱和铝土矿进行混合，利用NaOH溶解铝土矿，并且形成铝酸钠溶液，然后再经过化学反应形成氢氧化铝，在经过脱水就能够和氧气产生化学反应形成氧化铝，在氧化铝的生产过程中，因为在水冷器中的碱水蒸气会与循环水直接接触，所以会让循环水中产生大量的氢氧化钠或者是碳酸钠。从氧化铝的生产工艺上分析，循环水中含有碱是无法避免的，而悬浮物又能够和碱融为一体，此时就很容易形成结垢，因此在氧化铝循环水的处理工艺上，重点就应该尽可能的减少悬浮物。

二、对氧化铝水循环处理工艺的研究

目前我国很多氧化铝生产企业，在设计时没有认识到高悬浮物会对水循环的影响会如此之大，很多氧化铝生产企业将上循环水的悬浮物含量定在130mg／l，水碱度在100mm/l，这显然不能够满足氧化铝的连续性生产，考虑到氧化铝循环水和钢铁生产的循化水有相通之处，都需要对悬浮物进行处理，其中氧化铝循环水主要处理的悬浮物是氧化钙，氧化铝，二氧化硅等因此笔者结合钢铁行业对循环水的处理工艺，针对氧化铝循环水处理工艺的改造，通过实践证明，笔者的这次改造，还是取得一定的成效的。具体的改造图如下：

三、氧化铝循化水处理工艺的重点环节分析

（1）悬浮物的沉积工艺（予沉）

在氧化铝生产工序中，不可避免的会有很多悬浮物在生产过程中进入循化水，比如烧成窑周围的大量粉尘，赤泥洗涤和氢氧化铝洗涤工序中的料浆进入循化水，如果这些回水没有进行予沉处理，那么循环水中悬浮物将会迅速增长，因此上述氧化铝生产工序中的循环水在进入下水道前，需要进行一次予沉处理，将悬浮物控制在源头，同时配合相关设施，如旋流沉淀池，将沉淀淤泥就近回收，这样能够降低下水道的结垢速度。

（2）计量槽的水处理工艺分析

目前很多流量计设备都不能够应用于氧化铝循化水，比如孔板流量计，电磁流量计，阿牛巴流量计等，这是因为氧化铝循环水的悬浮浓度高，结垢能力强所致，不过巴氏计量槽却能够有效对循环水进行较为准确的测量，从而帮助控制循环水的三高标准。在上述提到的氧化铝循环水处理工艺中，一共进行了两次计量，第一次是在补充水，赤泥回水以及循环母水汇入回水后，使用计量槽进行第一次计量，帮助检测沉淀池的负荷，另外一次计量则是冷却塔中循化水在进入冷水泵前，这次计量的作用是计算冷却塔的蒸发量，给循环上水量提供数据支持。再加上水质分析工艺，在这个整个流程的氧化铝水处理工艺中，都在定量的管控下，从而帮助进一步实现能够达标的循环水水质。

（3）快速混合工艺分析

在图一的氧化铝循环水处理工艺中，其中混合环节是非常重要的，在自来水或池泥回水补入沉淀池前需要通过机械的方式进行快速的混合，这么做的理由主要是为了实现水质的酸碱平衡，能够将水中化学反应的时间压缩到最低，而且根据现代混凝理论，在实际的操作中，通过加药方式的瞬时混合，能够让药剂在水中均匀扩散，加入凝聚剂后，能够迅速将悬浮物沉淀，从而提升对悬浮物的清理。在药剂的选用上，应该使用无机絮凝剂，这种药剂对高PH值下的悬浮物具有极强的凝聚能力，但是在使用无机絮凝剂之前，需要对混合水进行充分的搅拌，因为当前氧化铝生产企业都有丰富的真空压缩空气，所以使用压缩空起来进行搅拌，性价比比较高，而且也有助于悬浮物的均匀分布，在使用凝聚剂后，能够有效的提升凝聚效果。

（4）对平流沉淀的分析

这个沉淀过程实际上有两部分组成，一个是平流沉淀，另一个是斜板沉淀，因为在实际生产中，废水水质和循环下水的水质相差不大，循环水中含有大量的含铝化合物，通过平流加斜板沉淀方式，有效的解决了大面积的结垢问题，不过在澄清池，三角配水槽出水孔，回流窗口等部位出现了严重的堵塞现象，还是给运行带来较大影响，不过通过借鉴钢铁企业的循环回水进行完全处理，于是图一的循环水处理工艺将平流沉淀的规模扩大，采用大面积的，大体积的沉淀池进行平流沉淀，从而对氧化铝进行全面的悬浮物进行析出，从而降低循环水中的悬浮颗粒的程度。

四、氧化铝循环水处理工艺的管理

再好的氧化铝水循环处理工艺，也需要通过有效的管理来执行，比如沉淀池的及时清淤，相关的辅助维护工作的管理和监督都需要严格的执行，这样才能够保证氧化铝循环水长期有效的工作。

（1）集中补水

必须控制补新水，因为循环水也需要参与到生产过程。比如蒸发工序，所以为了保证循环水量的充足，有的工作人员进行多点补水，可是循环水碱性程度高，一旦遇到新水，就会发生化学反应形成碳酸钙等结垢的主要物质，所以在图一的循环水处理工艺中，在平流沉淀池前集中补水，这样形成的碳酸钙等悬浮物通过平流沉淀，斜板沉淀，一般就会析出，从而降低水中的悬浮物。

（2）部分检查井需要被封闭

检查井实际上就是一种维修人员可以进入检查循环水的一种通道，对于这些通道，不用时，应该完全封闭，只要到使用的时候才进行开启，否则就会有大量的杂物，进入这些检查井，进而进入循环水中，时间长了，就会形成一个天然的阻塞坝。

（3）蒸发废水的再利用

再蒸发工序环节中，会产生大量的蒸发废水，这些废水的碱含量非常高，不能够在循环到生产过程中，通常的做法就是要么进入循环水系统，要么走下水道直接排出去，这两种方法都会产生巨大的浪费，因为高热高碱的蒸发废水会严重影响循环水的水质，极容易造成循环水堵塞，而如果这些高热高碱的蒸发废水直接走下水道进入排污河，一方面这个废水本身的造价成本高，水量大，不再利用本身就是损失，再加上直接排出去又会对环境造成二次污染，不利于环境保护。所以需要通过二次处理对这些蒸汽废水进行再利用。

（4）对循环回水管的定期维护

循环回水管是结垢的主要地方，就算是通过图一的氧化铝循环水处理工艺进行处理，而且也对重点工艺和重点管理项目进行了严格的管控，这也不能够保证循环回水管不会产生结垢，实际上在氧化铝循环水工作时，对于循环回水管的清淤工作是十分必要的，比如将这个部分的大量的块状物清理出来，能够有效的提升循环水流通的速度和流量，同时也能够避免此处的大量结垢造成进入循环系统中的循环水悬浮颗粒数的上升，导致再循环水的其他部位形成结垢的危机。

五、总结

如图一的氧化铝循环水处理工艺只是针对笔者所在的氧化铝生产企业的现状，并且结合当前钢铁企业循环水处理工艺，进行了一定的创新，总而言之，只有紧密结合生产实际，找到解决氧化铝循环水三高形成原因，并且针对这些原因对传统氧化铝循环水处理工艺进行适当的创新，就一定能够解决循环水容易结垢的问题。

参考文献

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[2]梁燕;氧化铝循环水系统存在的问题及措施[J];广西化工;2002年第2期

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