一種石灰乳制備工藝及生產實踐

陳 霞， 許 良

(中國恩菲工程技術有限公司， 北京 100038)

一種石灰乳制備工藝及生產實踐

陳 霞， 許 良

(中國恩菲工程技術有限公司， 北京 100038)

隨著石灰代堿技術在有色冶煉工業中的應用，石灰乳的制備工藝也越來越受到重視。本文根據生產實際情況，介紹了一種生石灰制備石灰乳的方法，以及在工程中應用的情況。

制備工藝； 生石灰； 石灰乳； 應用

0 前言

目前我國石灰乳的制備方法通常有兩類：一是粉狀石灰制備石灰乳，二是塊狀石灰制備石灰乳，兩種制備方法因物料形狀及性質不同選擇的消化裝置也有所不同。兩種制備方法在工程上均有應用，至于選擇何種工藝，還要根據物料的性質及項目的情況確定。中國恩菲公司設計的國外某大型冶煉廠具有完整的采、選、冶工藝流程，其中石灰石加工系統由破碎篩分和磨礦工段組成，破碎篩分產出兩種產品，粒度為0～15 mm的石灰石，供磨礦工段制備石灰石漿液作原料；粒度為15～40 mm的石灰石，送回轉窯煅燒，煅燒得到的生石灰用來制備石灰乳。根據項目情況及工藝選擇要簡短、先進、可靠，設備選型要大型、節能、高效的設計原則，本項目采用消化機來制備石灰乳，主要用來代替堿(NaOH)來沉淀鎳、鈷等金屬及尾渣中和，具有藥劑成本低、產品質量合格、對環境友好等不可比擬的優勢[1]。據統計，沉淀1 t鎳、鈷所用生石灰較氫氧化鈉可節省2 170元，石灰代堿技術在有色冶煉行業具有良好的應用前景，本文結合工程情況淺談一下石灰乳的制備工藝、生產實踐情況、應注意的問題及一些設想，希望能為后續工程提供一點參考意見。

1 石灰乳制備工藝

1.皮帶輸送機 2.石灰倉 3.棒閥 4.定量給料機 5.電動單梁起重機 6.消化機 7.運渣皮帶 8.電動葫蘆 9.石灰乳槽 10.石灰乳泵 11.污水泵圖1 塊狀生石灰制備石灰乳配置圖

石灰乳制備主要包括以下幾個方面的內容：生石灰的貯存系統；計量系統；消化系統；石灰乳的貯存及輸送；污水的處理系統等。

1.1 生石灰的貯存系統

塊狀生石灰的貯倉一般采用鋼制結構，密閉保存，防止雨水進入。另外，在鋼倉的設計中，要保證倉的傾角大于65°，內壁上涂環氧樹脂，同時艙壁上加空氣振打器，以便塊狀生石灰順利流出。一般來講，生石灰的化學活性與其露置在空氣中的時間成反比，即存放時間越長，生石灰的化學活性越差。因為生石灰易與空氣中的二氧化碳和水反應，生成碳酸鈣和氫氧化鈣，碳酸鈣的生成不僅會降低生石灰的活性，而且會降低消化反應速度，故生石灰不易貯存太久。若企業無石灰石煅燒系統需外購生石灰，一般采用密封的槽車運輸，也可以采取噸袋密封的形式，用普通卡車運輸[2]。

1.2 計量系統

計量系統主要包括：生石灰貯倉及石灰乳槽的料位檢測、生石灰的料量檢測、消化機進水管及石灰乳泵出口的流量檢測、石灰乳泵出口的壓力檢測、消化機進料量及進水量的調節等。

生石灰貯倉及石灰乳槽的料位檢測：采取料倉上裝有雷達物位計進行檢測，料位檢測信號送至控制室，在DCS系統上顯示并報警，低料位時進料，高料位時停止進料；

生石灰的料量檢測：進入消化機消化時塊狀生石灰采用定量給料機進行稱重，其具有稱量精度高、穩定性好、可靠性高及連續輸送等特點，能夠依據設定的給料量，自動調節皮帶轉速，使物料流量等于設定值，以恒定的給料速率給消化機加料；

水及石灰乳的流量檢測：流量檢測采用質量流量計，流量檢測信號送至控制室，在DCS系統上顯示并報警；

石灰乳泵的壓力測量：采用智能壓力變送器，壓力檢測信號送至控制室，在DCS系統上顯示并報警；

消化機進料量及進水量的調節采用調節閥，根據進料量來調整進水量。

1.3 消化系統

石灰乳制備的關鍵設備是消化機，也叫化灰機，主要由進料裝置、筒體、傳動裝置、支撐裝置、出料裝置等組成，筒體內部分為四個區，即緩沖區、消化區、均質區、乳渣分離區，尾部設有撈渣和排渣裝置。其主要特點是采用回轉消化代替攪拌消化，主要優點是：處理物料能力大，可以連續消化，且能有效地進行灰渣分離。生石灰與水在筒體內消化，消化機筒體后部設有篩網，石灰乳穿過篩孔經排出口排出，未能消化的過燒及生燒石灰由尾部的撈渣及排渣裝置排出。消化機內配有成螺旋形的角鐵，以便生石灰和水在化灰機內能更快的混合和反應。消化機的結構如圖2所示。消化時應注意：石灰與水要同時加入消化機，這對于消化過程的正確進行及消化機的連續工作都是必須的。

1.進料裝置 2.筒體 3.支撐裝置 4.傳動裝置 5.出料裝置圖2 消化機的結構圖

1.4 石灰乳的貯存及輸送

由消化機制備的石灰乳，自溜槽和溜管流入第一個槽(攪拌槽)，當溶液達到設定的量后，溶液進入第二個槽(輸送槽)，同時第一個槽進行攪拌，待攪拌均勻后，即可用石灰乳泵將石灰乳輸送至用點，互相交替轉換作業。

1.5 污水的處理系統

石灰乳制備為濕法生產工序，生產中易發生跑、冒、滴、漏現象，設計時應注意地面坡度和地坑的設計，同時應加強管理，經常檢查閥門和管道的使用情況，減少這種現象的發生。污水泵應與污水坑的液位進行連鎖，做到高液位自動排污，低液位自動停泵。

2 試生產過程中發現的問題及解決方法

該工段建成后于2011年12月試車，時間為一周，過程很順利，打通了工藝流程，達到了試車目的，但也存在如下問題：

2.1 稱量問題

定量給料機稱量系統有問題，導致生石灰進料量不準確，石灰乳濃度跟設定值有較大偏差；后經多次調試，滿足稱量精度要求。

2.2 堵料問題

試生產過程中消化機入口溜子易堵料，要經常清理，出現這種問題的原因是：生石灰貯存時間過久，與空氣中的水和二氧化碳發生反應，塊狀生石灰變成了粉料，加料時粘接在了溜槽壁上，針對這種情況，在消化機入料口開了清理口，方便堵料時進行清理。正常生產時，回轉窯煅燒后的石灰經豎式冷卻器冷卻后直接進入石灰乳制備系統，粘結現象發生較少。

2.3 漏料問題

消化機入口密封效果不好，時有漏料現象發生，見圖3。解決的方法是：檢修時更換密封圈，后又在密封圈下方制作了溜槽，接至消化機的出口溜槽，即解決了化灰機漏料的污染問題，又保證了石灰乳的產量。

圖3 消化機密封圈處漏料圖

2.4 渣量過多問題

試生產過程中石灰乳渣量過多，化灰機排渣口出渣量為5%，石灰乳中渣量為13%～15%，而化灰機正常的返渣量為生石灰的6%～9%。渣量過多的原因主要有兩方面：一是來自石灰石煅燒系統的生燒石灰或過燒石灰過多，影響了石灰乳的質量及產渣量；二是石灰乳出料端篩網孔徑太大，沒有消化完全的石灰進入了石灰乳。針對以上情況，采取如下措施：一是嚴格控制生石灰的質量，使其符合表1中的性能要求；二是改小了出料端篩網孔徑，石灰乳中渣子的數量明顯減少。圖4為試生產過程中產出的石灰乳及渣子。

表1 生石灰的性能表

圖4 石灰乳及渣子

3 小結

石灰乳制備系統經過上述改進后，在生產過程中，整個系統運行較穩定，生石灰及水的配比較為準確，制得了符合濃度要求的石灰乳，滿足了鎳、鈷沉淀及尾渣中和的需要，為石灰代堿技術在有色行業的應用提供了技術支持。石灰乳制備設計時，還應注意以下幾點：

(1)石灰乳的輸送盡量采用溜槽的形式，方便清理，改善了管道輸送易于堵塞的情況；

(2)若輸送距離較遠，采用管道輸送，建議在石灰乳輸送泵出口接清洗水管道，在石灰乳輸送完畢后，進行管道的清洗，防止管道堵塞，并在管道的最低點接排空裝置，便于排凈管道中的石灰乳或沖洗水；

(3)石灰乳泵應選擇渣漿泵，渣漿泵內襯有耐介質沖刷的合金鑄鐵，運行壽命較長，保證了石灰乳裝置的穩定運行，且使維修強度降低，節約了維修費用；

(4)盡量選用好的設備及密封材料，防止漏料現象發生；

(5)注意生石灰的存放點及下料點的通風收塵，保護好工作環境。

事實上，生石灰制備石灰乳的工藝在化工、廢水處理、純堿制造等方面皆有應用，可通過控制原料質量、調節消化時間、溫度等因素制得質量較好的石灰乳，這些均給石灰代堿技術在有色行業的應用提供了有力的支持，相信石灰乳制備技術在有色行業的應用也會越來越廣泛。

[1] 劉誠，孫寧磊，李少龍，殷書巖，等.鎳鈷沉淀與鎳鈣分離新工藝和設備的研發與產業化[J],世界有色金屬，2014，(10)：31.

[2] 鄧新云，顏鑫，盧云峰.活性石灰生產過程工藝條件的優化[J]，化工設計，2008(2)：25-26.

中孚實業“新型穩流節能技術”試驗槽通電焙燒

由中孚鋁業公司與中國鋁業鄭州有色金屬研究院有限公司合作開發的項目“新型穩流節能技術”電解槽首臺試驗槽2245#，于5月4日通過驗收，5月6日順利通電焙燒。

該項目由上述兩家公司共同出資、共同改造、共同施工、共同管理，以實現：“新型節能電解槽優于現運行電解槽的平均耗電指標；不影響其他電解槽的正常運行；統計周期內出鋁電流效率不低于91%，直流電耗在原有基礎上降低500度以上”的目標。按照合同規定，中孚鋁業公司于2015年至2017年提供試驗電解槽，采用中國鋁業鄭州有色金屬研究院有限公司的“新型穩流節能技術”進行節能技術改造。

首臺試驗槽的投運，標志著中孚鋁業公司在創一流指標方面邁出了實質性步伐。目前，本臺試驗槽通電焙燒溫度已達到450度、電壓2.4 V，陽極電流分布均勻，爐膛溫度按焙燒升溫曲線正常進行，各種測試數據正常。啟動和后期管理方案，雙方通過反復溝通和交流意見，已確定最終方案，并成立了專項技術小組，確保本臺試驗槽安全順利啟動并轉入后期管理，為實現噸鋁直流電耗降低500度做好充分準備。

Introduction and Application on Lime Milk Preparation Process

CHEN Xia, XU Liang

With the application of lime to replace alkali used in non-ferrous smelting industry, the lime milk preparation process has been paid more and more attention. In this paper, one lime milk preparation process and application is introduced based on operational practices.

preparation process; quicklime; lime milk; application

2015-03-12

陳 霞(1979-)，女，山東菏澤人，碩士，工程師，主要從事有色金屬冶煉工藝設計工作。

TQ177.2

B

1003-8884(2015)03-0005-04