氧化鋁赤泥堆場新增壓濾係統技改效益分析

    應用技術

    作者：白利衛

    [摘 要]山西兆豐鋁業氧化鋁分公司80萬噸氧化鋁項目一期40萬噸工程由貴陽鋁鎂設計院設計，於2008年1月投產運行，2008年12月停產。經過一年的生產，堆存赤泥標高距初期壩頂約1m左右，由於所排放的赤泥液固比在1.35左右，高於設計值，因此靠近初期壩底部的赤泥無法形成幹灘，原設計用赤泥在內側築壩方案無法實施。

    2009年鋁行業有所複蘇，氧化鋁分公司於2009年10月順利複產。通過努力使外排赤泥液固比降低到了1.20左右，但離真正的赤泥幹法堆存還有很大差距，針對這種情況，在經過調研及參考同行業氧化鋁廠赤泥堆存的基礎上，氧化鋁分公司在赤泥大壩技改新增了赤泥壓濾係統，實現了經濟效益，實現了赤泥幹法排放，保證了赤泥大壩安全、環保運行，消除赤泥大壩潰壩的安全隱患。

    [關鍵詞]赤泥大壩 赤泥幹法排放 壓濾係統 技術指標

    中圖分類號：J337 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0380-01

    1、前言

    氧化鋁分公司2007年11月份投產，取得了一次性投料試車成功，當年達產的優異成績。

    赤泥堆場停庫8個月後開始築臨時壩，為了保證氧化鋁按期複產，在赤泥庫上遊築起西隔離壩和東隔離壩。西隔離壩壩前形成庫容滿足赤泥排放1個月的要求，壩頂標高為728.0米。西庫區內按臨時構築物標準設置排洪係統，包括：一座排洪塔，排洪塔塔身為鋼管，塔周圍加濾料。塔基為混凝土結構；排洪管選用鋼管，管入口與西庫排洪塔相連，管出口與庫區主排洪塔孔相連。築壩材料為粘土，取土場為原取土場。

    西庫區使用的同時，在初期壩上遊采用赤泥築東隔離壩，壩軸線位於初期壩軸線西130米處，壩頂標高728.0米，壩前形成新有效庫容約36萬立方米，壩頂寬度為6米，上遊坡比1：4，下遊坡比1：4.5。

    東隔離壩與初期壩之間空隙采用幹赤泥分層碾壓至723.0米。然後在初期壩上分兩次築子壩，每級子壩高度擬定為4米，設計堆積高度為733.0米。

    2、技改壓濾係統生產工藝及主要技術方案

    目前，國內赤泥幹法堆存工藝主要有兩種方案，一種是赤泥經多次洗滌和進一步脫水後，使固體含量提高到55%左右，利用濾餅具有的觸變性質，用機械強力攪拌使其動力粘度由100Pa.S降至10Pa.S以下，用活塞泵或隔膜泵通過管道輸送到堆場，在赤泥堆場內多點分區輪換布料，靠自然幹燥加機械輔助幹燥的方式進行堆存。每次布料厚度以不超過300500mm為宜，自然幹燥周期受地區、季節及布料厚度影響較大，一般為2040天。該方案易操作，用人少，運行費用低；但該方案必須配備與氧化鋁生產規模相適應的赤泥堆存麵積，建設初期占用土地麵積較大。另一種是赤泥經多次洗滌後通過管道輸送到壓濾車間，經壓濾機壓榨脫水後，將含水30%左右的濾餅用汽車或皮帶輸送到赤泥堆場內堆存，赤泥邊堆存邊用碾壓機械碾壓。該方案操作用人多，設備運行費用較高；但該方案前期占用土地少，赤泥附液回收率高，對環境汙染程度小。

    在參考設計院建議及調研同行業氧化鋁廠壓濾係統使用情況的情況下，兆豐鋁業氧化鋁分公司赤泥堆場最終采用了高效節能快速壓濾機過濾工藝處理赤泥，從根本上解決了赤泥含水率高，無法形成幹灘的難題，使赤泥子壩築壩成為可能。

    赤泥漿經隔膜泵通過管道從氧化鋁廠赤泥外排管網輸送至赤泥堆場壓濾車間緩衝槽，再經渣漿泵向壓濾機送料。赤泥漿經過濾壓榨後，赤泥附液與濾餅分離，除小部分作為衝洗濾布用水外，大部分經回水泵回用氧化鋁廠重複利用，脫水後的赤泥濾餅通過汽車送至赤泥堆場內堆存。泵冷卻水和濾布衝洗水通過汙水溝匯總到汙水槽內後打回攪拌槽。

    3、主要工藝技術參數及設備產能計算

    3.1、主要工藝技術條件和參數

    3.1.1 赤泥特性

    幹比重：2.93.05 t/ m3 赤泥漿體容重：1.4 t/ m3

    赤泥PH值：1213 赤泥附堿含量5kg-Na2OT/t幹赤泥

    3.1.2 物料流量

    赤泥漿液：132.2t/h 幹赤泥：60.1t/h 赤泥附液：72.1t/h（赤泥漿L/S=1.2）

    3.2、壓濾機設備產能計算

    氧化鋁赤泥壓濾技改選用高效節能快速壓濾機 KMZG 550/2000×2000-U；過濾麵積：550m2；濾板尺寸：2000×2000mm；處理量：1小時3個循環，每個循環處理10.1m3，濾餅容重1.8t/ m3，則處理量Q=3×10.1×1.8=54.5t/h（含水率32%），折算幹赤泥37.1t/h；

    壓濾機入料濃度>550g/L；配套電機功率：N=18.5KW。

    目前氧化鋁一期赤泥產能50萬t/a，車間設備配置如下：

    根據物料平衡計算，每小時物料流量為：500000/365/24/0.95=60.1t（幹赤泥） 式中：0.95為運轉率；壓濾機計算台數：n=60.1÷37.1=1.6台。

    即赤泥堆場3台壓濾機開2台備用1台。

    4、經濟效益分析

    4.1 該技改項目設備、土建及安裝總投資合計1208.2萬元。

    4.2 經濟效益分析

    4.2.1 每年生產運行支出費用

    （1）電能消耗：215.8×24×365×95%×0.50=89.8萬元