超细氢氧化铝浆液高效浓缩设备的应用

何应辉

（中铝山东新材料有限公司，山东　淄博　２５５０５１）

achining and manufacturing

机械加工与制造

超细氢氧化铝浆液高效浓缩设备的应用

本文阐述了一种新型浓缩设备在超细氢氧化铝生产过程中的成功应用。介绍了该种设备通过低压力、高流速摘 要：

渗透原理，将悬浮浆液固体浓度提高一倍以上，解决了无法通过沉降、离心工艺浓缩悬浮液的问题。同时介绍了如何科学使用、维护、再生陶瓷膜过滤机设备，提高洗涤工序洗涤能力服务。

浓缩；陶瓷膜；超细氢氧化铝关键词：

Ｐ６２４　　Ａ　　１００２－５０６５（２０１９）０５－００３９－２中图分类号：文献标识码：文章编号：

Application of High Efficiency Concentration Equipment for Ultrafine Aluminum Hydroxide Slurry

HE󰀁Ying-hui

（Ｃｈｉｎａ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｎｅｗ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，Ｚｉｂｏ　２５５０５１，Ｃｈｉｎａ）

Abstract:　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　

ｕｌｔｒａｆｉｎｅ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ．　Ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｃａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｓｏｌｉｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｓｌｕｒｒｙ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　ｔｗｉｃｅ　ｂｙ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ　ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，　ｗｈｉｃｈ　ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｔｈａｔ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｂｙ　ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ．　Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，　ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｕｓｅ，　ｍａｉｎｔａｉｎ　ａｎｄ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｆｉｌｔｅｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Keywords:　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；　ｃｅｒａｍｉｃ　ｆｉｌｍ；　ｕｌｔｒａｆｉｎｅ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ

超细氢氧化铝粉体（下文简称：超细氢铝）是目前世界上用量最大的无机阻燃剂之一，它具有阻燃、消烟、填充三大功能。中铝山东分公司化学品厂生产的超细氢铝平均粒径为0.8μm~5μm之间,目前产量在2.5万吨/年。随着超细氢铝的市场需求量不断上升，山东分公司新建设的一条2万吨生产线，生产线采用自动化程度高、连续化生产的陶瓷膜过滤机设备，浓缩浆液提高固含，从而达到提高洗涤设备产量的目的。

1 浓缩设备优缺点对比

超细氢铝，粒度极细，随着浆液固含的提高，粘度成倍增加，是生产中最为头痛的问题。为达到提高浆液固体含量的目的，山东分公司进行了大量测试，包括：添加絮凝剂加速沉降，通过沉降方式浓缩；通过高速离心机离心作用，达到固液两项分离的方式；通过布袋式叶滤机过滤浆液，达到固液分离的方式；利用膜技术，通过渗透原理，过滤清液，提高浆液固体含量的方式等等。

液体通过孔径渗透至外壁，达到固液分离的目的。物料持续循环，直到达到要求固含指标为止。（3）工作流程简介。陶瓷膜过滤机，在超细氢氧化铝生产中起到提高料浆固含的作用。我公司投用该设备后，对设备加以改进，使其更适合超细氢氧化铝生产的需求。将反吹系统、反洗系统简化，提高了设备可操作性。目前主要工作方式：在正常浓缩过程中自动定时关闭渗透液阀门，可以提高每条膜管的20通道内浆液流速，起到高速冲洗通道的作用，避免堵塞；每浓缩一槽（或多槽）浆液后，进入置换模式，设备自动关闭原料槽处理阀门，切换至热水槽阀门，用热水将管道、设备内浆液置换完毕，浆液回到原料槽，渗透液回到外送流程；设备使用45-50天后，利用20%~25%碱液高温碱煮膜管，将部分堵塞的通道再生。设备经过改进后，提高设备可操作性，更能适合我厂的物料特性。采用热水置换方法，可有效保护和延长膜管寿命；使用碱液碱煮再生膜管，可以使膜管快速恢复渗透量，提高设备效率。

2 陶瓷膜过滤机结构、工作原理、工作流程

（1）结构。性能指标。支撑体结构：20通道多孔氧化

铝陶瓷芯，氧化铝含量大于95%。外形尺寸：膜管外径φ**mm，通道内径φ*mm，管长****mm。膜材质：氧化锆、氧化铝。膜孔径：***nm。爆破压力：*.*MPa。最大工作压力：小于*.*MPa。

pH适用范围：0~14。膜管烧结温度：大于****℃。抗氧化剂性能：优。抗溶剂性能：优。（2）工作原理。陶瓷膜过滤器核心组件——陶瓷膜管，是利用ATH烧结过程中失水出现孔隙的原理而制造的多孔陶瓷芯，主要成分为氧化铝，产生的纳米级膜孔径，是高效的过滤介质，稀浆液在高速通过滤芯时，在低压力的作用下，

２０１９－０２收稿日期：

何应辉，男，生于１９８１年，辽宁朝阳人，汉族，本科，工程师。作者简介：

3 工艺条件及指标

3.1 工艺条件

该设备需要较高的操作精度，因此需要操作工具有一定的理论知识和操作技能。由于设备首次应用在超细氢铝行业，制定一个较为合理的工艺条件，十分重要。（1）进设备物料流量控制在150~250m3/h。（2）设备进料口压力<0.4mpa。（3）原料槽料浆温度>50℃。（4）渗透液流量>20m3/h。（5）循环泵频率：以设备运转时不震动为最大控制频率。（6）渗透关闭时间间隔30～60min/次。3.2 操作要求及工艺改进

设备在运行当中，发现部分提高设备利用率、提高设备使用寿命的方法，并加以改进，提高了设备性能和简化操作。

（下转41页）

2019年 3月上 世界有色金属39

M

安装的过程中，还需要注意到关于垫板底座的设计，底座的具体设计以垫板的基础数据为依据，即垫板的厚度，形状等。

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4 冶金设备安装的改善措施

（1）严格的施工组织设计和设备设施的选择

对于设备的安装来说，首先需要做好的就是前期管理和设计的工作，需要对施工组织进行严密的设计，对其进行科学的计算和验证，这样才能进一步确保我们的设备安装工作能进行有效的开展，为我们的带来更好的经济效益。（2）按照预定的计划开展安装的工作一般来说，我们在进行实际工作的操作之前，都会提前有一个步骤构思，会设计出一个设备安装的顺序出来，而这个顺序都有它的科学性。因为它是经过工作人员从各个角度考虑，经过了大量的技术论证而设计出来的，有很强的科学根据性。因此，我们如果想要提高我们的设备安装技术，那么就需要将这些步骤进行科学严密的设计排列，最大程度地提高我们工作过程中的效率性。（3）对冶金安装的工作要有总体布置

一般来说，我们的冶金机械设备安装是一个大工程设计，并且我们的设备通常来说比较多，而且安装的环节也比较多，所以不仅要对安装过程中的每一步进行设计，还需要将这些设计连接起来，做一个总工程的总体布设，做到统一的安排。因此，为了完成这个目的就需要我们每个阶段的工作人员和管理人员都要清楚自己所负责的部分，并且对前后步骤也要有所了解，最大程度地去做好协调的安排工作。

（4）冶金设备安装的工作要分主次

正如任何工作都有轻重缓急之分，我们的冶金机械设备安装工作也是如此，我们需要做的是先解决掉“主要矛盾”，再去解决“次要矛盾”。想要一个冶金工程具备开工的条件，首先需要满足的点就是，必须要有电源和动力源以及提升的装备，否则就不可能将我们的工作投入实施当中。（5）严格按照设计进行施工

每一项设备在安装的时候都有十分严格的技术要求，而在施工之前进行这种设计的目的就是为了使得我们的工程效率最大化，成本使用率最大化。因此，我们未了减少不必要的时间和材料成本的浪费，就需要按照我们原本的要求进行施工，不得在中途擅自更改设计步骤，确保工作顺利进行。

5 结语

总而言之，冶金工程对于我国经济的发展有着重要的促进作用，而冶金机械化设备安装对于冶金解析设备日后的使用也会造成直接的影响。所以作为冶金工作的相关工作人员我们就需要对提高冶金设备安装工作效率和质量探索出有效的解决措施，促使我们工作的顺利进行，进而促进冶金行业发的发展。[1]󰀡唐利荣.冶金机械机电设备安装的关键问题及发展分析[J].世界有色金

属,2018(22):236+238.

[2]󰀡樊锋,包志卫,姚小春.冶金工程中机械设备的安装施工及维护[J].科

技风,2019(04):1.

（上接39页）（1）将原来的反吹风系统去除。原因：反吹风系统造成设备震动，瞬间压升大，已损坏备件；去除后优点：不影响设备正常使用，减少压升对设备造成的影响。（2）浓缩液出口气动阀门更换成电动阀门。原因：气动阀门不稳定，容易突然关闭，造成设备内迅速压升；更换后优点：电动阀门无论断电、短路均保持原来状态，不会造成设备内部压力迅速升高。（3）酸洗流程改为碱煮。原因：酸洗效果不好，也会腐蚀设备及管道；改变后优点：碱煮流程不损坏设备，碱煮时物料流动速度快，更易清通，再生率高。（4）物料进设备前增加细过滤网。原因：物料中含有细小的颗粒，容易堵塞通道；增加筛网优点：将大于4mm的颗粒过滤掉，避免堵塞管道，提高设备使用寿命。经过上述改进，设备运转率、设备（膜管）使用寿命提高了50%，大大降低的设备的维护费用。

动盘洗涤未经过浓缩的料浆与浓缩后的料浆，其效率差异较大。见表1，移动盘洗涤过程中各项指标对比。

从对比表看，未经过浓缩的浆液洗涤时效率低、能耗高，产能估计低20%~30%左右（相对经过浓缩的浆液）。不经过浓缩直接洗涤料浆，将会导致生产线产能不足，满足不了烘干设备需求。4.2 社会效益

陶瓷膜过滤机设备投用后，效果显著，验证了无机膜技术成功应用于冶金行业的可行性。该设备具有自动化程度高一键操作、高固含浆液保持流动性不堵塞设备、设备运行安全系数高、各项指标均达到生产线设计要求，相比其他类型的浓缩工艺或设备，具有突出的优点。

5 结语

陶瓷膜过滤机在超细氢氧化铝生产中应用十分成功，能解决具有特殊性质的浆液，如：高碱度、极细颗粒、高固含量等问题。设备在长时间应用过程中寻找到了科学的膜管再生工艺、较为合理的维护保养方法，令该设备发挥了超长作用。4 效益计算

4.1 经济效益

表1  未浓缩与浓缩料浆洗涤过程指标对比表

项目

固含量

母液吸干区长度3.75m2.25m

滤饼厚度

产能-h

洗涤水耗

未浓缩

75-85g/L

浆液

浓缩浆150-160g/液L0.6-1.0t/12m3/t-产

0.5-0.7mm

h品

0.8-1.2t/8-10m3/t-0.7-0.9mm

h产品

使用陶瓷膜过滤机，提高料浆固含量一倍以上。对比移

[1]󰀡胡兴军，王计选．陶瓷膜的生产和应用[J]．现代技术陶瓷，2007(2)：

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[2]󰀡康军．无机陶瓷膜分离技术在大型化工装置的应用[J]．河北化工，

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[3]󰀡徐南平，邢卫红，赵宜江．无机膜分离技术与应用［M］．北京:化学工

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