提高种分分解率的试验研究

任振

（中国铝业股份有限公司，北京 100082）

1 试验背景

拜耳法生产氧化铝过程中，铝酸钠溶液的分解是一个非常重要的工序。分解率是衡量种分作业好坏的重要指标，它直接影响到氧化铝产量的高低以及循环效率，进而影响到吨氧化铝的各种变动成本，对各氧化铝企业利润的影响相对较大。

目前工业上得到大家公认的强化种分过程的主要方法是降低溶出液的苛性比值，减少有机物杂质，合理的温度控制等。降低铝酸钠溶液的分子比和适当提高A12O3浓度是强化分解过程和提高整个拜耳法技术经济指标的重要途径之一。合适的分解温度制度是分解必不可少的关键条件。高温有利于生产出粒度粗、强度好的产品，但温度过高，就会降低溶液的过饱和度，降低分解率。但是，在实际生产过程中，精液苛性碱浓度及晶种固含对于分解率、产出率及氧化铝总产量是如何影响的，低浓度、低固含的分解工艺是否可以带来较高的产量，是否可以带来最高的经济效益，是很多人关心的问题。

2 试验过程

精液取自某企业氧化铝生产现场。

晶种取自立盘。

低Nc/NT铝酸钠溶液使用分析纯氢氧化钠与工业氢氧化铝制取合成铝酸钠溶液，分子比1.45左右，Nc/NT＜5%，Nk＞200g/L。

2.1 精液浓度对种分分解率及产出率的影响

精液苛性碱浓度对于分解率的影响较为明显；在分解时间能保证50h时，原液浓度可较高控制为160-165g/L，而分解时间低于50h时，原液浓度适当较低控制为155-160g/L。

图1 精液浓度-分解率曲线图

表1 精液浓度-分解率变化表

2.2 精液浓度对种分分解率的影响

从上图可以看出，在较低分解浓度条件下，分解时间可以相对缩短；若在较高分解浓度条件下，分解时间需要适当延长。

图2 精液浓度与分解时间变化曲线

2.3 晶种固含对种分分解率及产出率的影响

在650-800g/Lg固含范围内，分解率随晶种加入量的升高而升高；晶种加入量为650-750g/L时，固含每提高50g/L，相同分解时间条件下，分解率可以提高约0.5-1.0个百分点，而晶种加入量为750-800g/L时，分解率随固含增加升高不明显。从延长分解时间的角度考虑，适宜的晶种加入量为700-750g/L。

图3 固含-分解率变化曲线图

表2 固含-分解率变化表

2.4 分解时间对种分分解率及产出率的影响

在分解时间40-55小时的范围内，分解率随分解时间的延长而升高；较高浓度分解时，当分解时间从50小时延长至55小时，分解率仍有升高趋势；较低浓度分解时，该时间范围内分解率升高不明显；但在精液苛性碱浓度155-165g/L范围内，分解时间从40小时延长至45小时，分解率有显著提高。

图4 分解时间-分解率变化曲线

表3 分解时间-分解率变化表

2.5 分解温度对种分分解率及产出率的影响

图5 分解温度-分解率变化曲线图

表4 分解温度-分解率变化表

2.6 精液碳碱浓度对种分分解率及产出率的影响

精液碳碱浓度对种分分解率影响较为明显。 在相同的分解时间内，分解原液碳碱浓度在23-43g/L时，碳碱浓度每升高3.0g/L，分解率平均降低约0.5个百分点。

图6 精液碳碱浓度-分解率变化曲线图

表5 精液碳碱浓度-分解率变化表

2.7 精液分子比对种分分解率及产出率的影响

精液分子比不仅影响分解率，还影响着精液氧化铝浓度，对精液产出率有双重影响，试验条件下分子比1.46和分子比1.49的精液，产出率几乎差4kg/m3。

图7 精液分子比-分解率变化曲线图

表6 精液分子比-分解率变化表

3 结论及建议

按晶种系数2.5-3.0添加晶种，对于精液苛性碱浓度在155-160g/L 的生产体系，晶种固含按照700-750g/L控制；对于精液苛性碱浓度在160-165g/L的生产体系，晶种固含按照750-800g/L 控制；对于精液苛性碱浓度在165-170g/L的生产体系，晶种固含按照800-850g/L控制。

分解时间按照大于45小时控制，最好能够延长至50小时；对于精液苛性碱浓度高于165g/L的企业，分解时间甚至可以更长。

生产过程中应尽量把好矿石及石灰质量关，尽可能减少碳酸盐进入流程，造成反苛化带来碳碱的升高；另一方面要强化蒸发操作，加大排盐量，且密切关注苛化效果，保证尽可能少的未苛化碳酸钠返入流程。

从提高分解率的角度考虑，既要在溶出过程中控制较低的溶出液分子比（包括采用后加矿），更要考虑沉降洗涤过程的水解损失及叶滤过程的氧化铝损失，严格控制沉降及叶滤操作过程，将溶出液与精液分子比差值控制在尽量低的范围。