徐宏刚1,2，潘春跃 ，董晓辉 ，刘金星 ，高 飞
(1．中南大学研究生院，湖南长沙410083；2．
山东铝业股份有限公司，
山东淄博255052)
1.前言
近年来，在水处理和许多化工领域中，已越来越广泛地采用卧螺沉降卸料离心机进行液固快速分离，可实现自动、连续操作，无滤网和滤布，能长期运转，维修方便。在
氧化铝生产工艺流程中，对于溶出工序的赤泥分离，传统
工艺采用沉降、过滤分离方法。若能实现浆液的快速分离，将能提高溶出指标，降低消耗。根据
氧化铝溶出浆料的物性，其液相和固相比重差较大，较适宜采用卧螺沉降卸料离心机进行赤泥的快速分离。已有
氧化铝厂进行了这方面的尝试，但尚无成功
应用的先例。我们与
上海溢丰有色冶金机电
设备有限公司合作，于2003年8月在山东铝业股份有限公司
氧化铝厂
应用离心机对
氧化铝熟料溶出浆液等进行了为期5天的快速分离试验，以期在赤泥快速分离方面有所突破。
1 卧螺沉降离心机的结构和工作原理
1．1 LW350×1550NY离心机参数
转鼓直径(大端) 350 mm
转鼓有效工作长度1550 mm
转鼓型式单头、左旋、超前
转鼓转速变频调速0～3700 r／min
转鼓和螺旋差转速液压差速器2～20 r／min溢流板直径D217、D214、D211、D205、D202、D199
处理能力 1～15 m ／h(视物料的
性能)
最大排渣能力1．2 IT1 ／h
电机功率主电机15 kW，液压站11 kW
1．2 LW350×1550NY离心机结构(见图1)
该离心机由转鼓、螺旋输送器、液压差速器、液压泵站、主轴承、底座、底架、液固相收集腔、上盖、电机传动和变频器电控柜等组成。
1．3 工作原理
首先启动液压泵站，使液压差速器中的油马达运转，拖动螺旋先于一个差速△n(2～20 r／min之内可调和自动补偿)，然后启动主电机，由变频器逐步升速到额定转速，此时转鼓的转速为n，而螺旋的转速为( +△n)，由于螺旋比转鼓快△n，可以实现螺旋卸出固相造渣的功能。当主机稳定运行时，可开启阀门，经流量调节，悬浮液由进料管进入离心机，经螺旋加速斗加速后再进入转鼓内，在强大的离心力场作用下，比重大的固相粒子被甩在沉降壁面上，并很快沉积到转鼓的内壁上，经螺旋推动，沉渣不断地被推向转鼓小端，从出渣口经固相收集罩壳排出，由此实现连续自动快速分离。
2 试验目的和控制指标
本次试验是考察卧螺沉降离心机在两组份赤泥、富烧硅渣及普烧一段赤泥生产现场进行快速分离的可行性。
生产工艺要求控制的目标参数为：清液浮游物<2 g／1，滤饼水分<40％。
3 影响控制目标参数的因素和设备工作参数的选择
3．1 转鼓转速n
提高转速n，分离因素上升，物料离心力增加，浮游物被分离的越彻底，分离
效果越好，进料量加大或清液浮游物减小，但同时离心机的振动和噪音增加，降低设备的使用寿命，一般在满足工艺控制目标参数的情况下，选用最小n，使清液浮游物合乎标准， 的调节一般人工根据实际情况进行。
3．2 螺旋和转鼓差转速△n
沉渣在转鼓内的轴向移动依靠螺旋与转鼓间的相对运动即△n实现，△n小，螺旋对流体扰动小，分离效果好，固相沉渣在干燥区停留时间长，滤饼水分少，但固相排渣能力下降，易堵料；△n大，螺旋对流体扰动大，分离效果差，固相沉渣在转鼓中停留时间短，滤饼水分大，但固相排渣能力增加。
差转速△n一般应根据物料固含的大小而定。
物料固含大，需要排出渣的含量增加，则所需的△n大；物料固含小，则△n小。△n可随机调节。
3．3 溢流板直径D
调节转鼓大端溢流板直径的大小，可以改变转鼓沉降区和干燥区的有效长度。D 小。液池深。沉降区增大，干燥区小，清液浮游物减少，滤饼水分增加；D大，则液池浅，沉降区减小，干燥区增加，清液浮游物增加，滤饼水分减小。所需滤饼水分的大小通常根据工艺控制目标参数调节。调节转鼓大端溢流板直径的大小时必须停机进行。
3．4 进料量Q ．
进料量Q(m3／h)除与离心机性能即转鼓转速n、螺旋与转鼓差转速△n、溢流板直径D和最大排渣能力(m3／h)有关外，还与控制目标中清液的浮游物指标、滤饼水分及处理的物料物性(固含量、小于3“颗粒的量、
温度一粘度、液固两相比重差等)有关。通过试验，在满足清液浮游物和滤饼水分指标的情况下，选择能满足生产需求的进料量Q，并根据离心机直径估算LW900×3600新机型的
产能。
4 试验结果
氧化
铝厂分别于2003年8月4日、5日对新线两组份赤泥、8月6日在浓缩
车间、8月7、8日在四
车间进行了离心机试验，试验结果见表1。
表2为离心机滤饼与分离槽赤泥全成分的分析对照表
5 试验结果讨论
5．1 两组份赤泥分离试验
流量能够达到7 m3／h，由于固体颗粒较细，粘度较大，清液浮游物浓度较高，最高达到12．4 g／1，虽然进行了加入絮凝剂试验，但由于随车用的加药泵的流量过大，故在配絮凝剂的过程中只能减少絮凝剂的浓度，当时浓度为0．1 g／1，可能在一定程度上影响了絮凝效果。清液浮游物最低在1．19 g／1，为絮凝剂加入后所取的第一个样。分析原因是因为在絮凝剂溶池内有部分原残存的絮凝剂结疤，浓度较高所致。总体来看，清液浮游物在3～8 g／1间波动，平均为3．04 g／1。滤饼含水率在40％ ～50％ 间波动，平均为44．9％，基本满足工艺要求。
5．2 一段溶出赤泥分离试验
① 一段溶出液直接分离：首先取自旋流器前之进料，由于固含较高(69．8 g／1)，故离心机处理物料量较小，稳定在4 m3／h，在较小流量情况下，分离效果较为理想，不论是否加入絮凝剂，清液浮游物均低于0．5 g／1，平均为0．212 g／1。滤饼含水率26％ ～34％。平均为29．16％。
② 一段旋流器分离后溢流液固分离试验：一段溶出物料经旋流器后溢流引入离心机，因进料固含为55．1 g／1，较之前有较大降低，故离心机产能有所提高，流量可达到10 m0／h以上。当流量低于8 m0／h时，清液浮游物较低，不加絮凝剂即可达到0．5 g／1以下。当流量在10 m。／h、不加絮凝剂时，清液浮游物在1．1～1．6 g／1波动。加入80 g／t一泥浓度的絮凝剂后，效果不太明显。同样存在絮凝剂浓度不够的问题。当絮凝剂加入到120 g／t一泥的时，浮游物浓度下降明显(1 g／t左右)，滤饼含水率约30％。
③ 分析滤饼和沉降槽底流，氧化铝和氧化钠的损失均较高，但由于取样较少，且在取样时底流样和滤饼样存在较大的时间差，因此可比性较差，需进行长时间对比方能验证。
④ 因浓缩车间富矿硅渣粘稠，由沉降槽底来的物料，固含很高，造成进入离心机物料不稳定，且离心机处理量很小，仅为2 m ／h，分离出的清液浮游物高，达168 g／1，故离心机不适合此种工况使用。
⑤调节离心机转速和差速的数值，仅能起到微调作用，关键取决于物料的性质。
6 试验存在的
缺陷
① 由于此次试验的时间较紧，设备运行的时间较短，尚无法考证此离心机长期运转的可靠性。
② 在絮凝剂使用方面存在缺陷：由于絮凝剂溶解不够充分，存在结块现象；另絮凝剂加入量之影响，由于泵的输入量过大，因而不得不将絮凝剂浓度下调，必然影响使用效果，故无法考证絮凝剂加入后的实际效果。
7 结论及建议
①试验表明，离心机在两组份赤泥分离、一段普烧赤泥分离中效果较好，在工艺上可行。
② 高固含物料因流动性差、粘稠而使离心机运行效率低，分离效果差。
③ 建议应用大型离心机，在两组份赤泥及一段普烧赤泥进行扩大试验或
工业试验。
[参考文献]
[1]孙启才，金鼎五．离心机原理结构与
设计计算[M]．
北京：机械工业出版社．1987
[2]施震荣．工业离心机选用手册[M]．北京：
化学工业出版社，1999
