氧化铝生产循环水管道结垢原因及防垢方案的探讨-余承烈 (1)

1993年恤12轻金属一9·氧化铝生产·氧化铭生产循环水管道结垢原因及防垢方案的探讨余承烈(山西铭厂水电分厂山西河津043300)摘要:综合我国四大筑化铝厂循环水低道结垢的实测资料,分析结垢的原因和特点,概述多种防垢、除垢的方法、原理、适用范围、实施要点和应用效果,并对个别方法提出改进意见。推荐大管径管道用人工除垢,小直径支管用射流法除垢.关幼饲:氧化铝生产循环水管道结垢防垢除垢氧化铝生产在供水工艺方面的特点之一是使用循环水。循环水的主要用户有:母液蒸发,赤泥洗涤,粗浓脱硅,烧成窑,氢氧化铝过滤洗涤等,其中母液蒸发、烧成窑、氢氧化铝过滤洗涤,主要是用循环水作为冷却水。氧化铝循环水的特点是:水量大,水温高,含碱量高,悬浮物多,易结垢。综观我国四大氧化铝厂(郑州铝厂、山东铝厂、贵州铝厂、山西铝厂)的氧化铝生产用循环水,管道全都存在结垢问题。各厂管道结垢情况见表1,各厂工业新水表1各厂结垢倩况厂家山西铝厂山东铝厂郑州铝厂贵州铝厂运行(年)5)30815管道平均结垢厚度(mm)年结垢速度(mm/年)30冷却塔结垢>2065wt2030303。82表2各厂工业新水成份分析永硬厂家默{(几钊:N/L)}(mgN/L)总硬(mgN/L)总碱度m只N/L游离CO:70仍2山西铝厂郑州侣厂山东铝厂1。900。3512。448。62。3耗暇t(mg/L)0。7416。6444。20。14成份见表2。1结垢的原因氧化铝循环水管道的结垢不同于氧化铝工艺中换热器表面的结垢。换热器表面的结垢主苍文中山东铝厂资料由王德芳高级工作师提供.谨此致谢。要是因为料浆中的矿石组分,在高温状态下发生化学变化,生成新的组分中含水铝硅酸钠、基钦酸钙等,并以结晶的形式析出,形成垢石。而氧化铝循环水管道内的结垢,是由于水中含有钙镁成分,这些以重碳酸盐形式存在的钙镁成分,受热后分解生成溶度积较小的碳酸盐结晶析出。同时,生产物料中的铝酸钠及碱液DOI:10.13662/j.cnki.qjs.1993.12.00310.轻金属1993年两12(主要是碳酸钠,氢氧化钠)一部分进入循环水系统,与补充水(新水)中的其他盐分,如硫酸镁、氯化钙等反应,生成Mg(OH):、aCCO:、iA(OH):而沉淀。化学反应如下(l)~(9)式:Na3AIO:+3Ca(HC03)2=lA(HO):姜+3aCCO3工+3aNHCO:(1)Na:A103+3MgSO`+6HZO=ZiA(OH)3咨+3Mg(OH):咨+3Na:50`(2)N百:A10:+3CO:+3H:O=AI(OH)。咨+3aNHCO。(3)MgSO`十NaOH=Mg(OH)2杏+Na250`(4)MgCI:十ZaNOH=Mg(OH):丰+ZaNCI(5)Mg(HCO。)2+4aNOH=Mg(OH):杏+ZNa:C03+ZH:O(6)aC(HCO。)2+ZNaOH=aCCO3杏+Na:CO3+ZH:O(7)循环水中所含的碳酸钠,和上述反应所生成的碳酸钠与原有的硫酸钙或氯化钠反应生成碳酸钙:aCSO`+Na:CO3=aCCO3番+Na:50`(8)aCCI:+Na:CO。=食CO。咨+ZNaCI(9)各厂的垢样分析结果见表3,循环回水成裹3各厂垢样成份,%5102FeZO3CSO灼减引一…一|…山西侣厂垢样位置配水井冷却塔管道内部冷却塔1。200。0837。923。780。34]2。855。6735。46郑州侣厂]。613。190。151。8545。6340。3431。9836。75山东相厂9。011。601.060。17AI:0546。2353。2510。0021。5037。6013。0118。9246。14MgO1。631。502。393。373。502。9028。3735。86渣垢沉水衰4各厂循环回水水质分析结果念浮物(mgL/)哲硬(mgNL/)永硬(mgN/L),e’’硬度’~…一”’滋碱度(mgN/L)}(mgN/L)(mg/1)山西怕厂郑州拍厂山东帕厂000。210。120。810。000。120。810。2141。3149。408。1366817352130160份的分析结果见表4。表3中所列各厂垢样分析结果,再次证明了上述反应存在。从垢样成份、循环回水成份结果看:与郑州铝厂的垢样相比,山西铝厂的垢样含AI:03高,而aCO的比例较小,且循环回水中含Al“十特别多,是郑州铝厂的四倍。这是由于我厂氧化铝生产工艺控制得不好,造成大量有用矿物质进入循环回水中,所以结垢速度加快。另外,我厂投产初期的地下水中,碳酸盐含量高,山东铝厂也有类似规律,见丧2。贵州铝厂投产15年,管内结垢厚度30mm,年结垢速度2mm/年,明显低于其他厂家,除了工艺条件护制以外,另一个重要原因就是贵州招厂生产水源是河水,即地表水,地表水中碳酸盐含量低,大约为