一种石灰乳制备工艺及生产实践

陈 霞， 许 良

(中国恩菲工程技术有限公司， 北京 100038)

一种石灰乳制备工艺及生产实践

陈 霞， 许 良

(中国恩菲工程技术有限公司， 北京 100038)

随着石灰代碱技术在有色冶炼工业中的应用，石灰乳的制备工艺也越来越受到重视。本文根据生产实际情况，介绍了一种生石灰制备石灰乳的方法，以及在工程中应用的情况。

制备工艺； 生石灰； 石灰乳； 应用

0 前言

目前我国石灰乳的制备方法通常有两类：一是粉状石灰制备石灰乳，二是块状石灰制备石灰乳，两种制备方法因物料形状及性质不同选择的消化装置也有所不同。两种制备方法在工程上均有应用，至于选择何种工艺，还要根据物料的性质及项目的情况确定。中国恩菲公司设计的国外某大型冶炼厂具有完整的采、选、冶工艺流程，其中石灰石加工系统由破碎筛分和磨矿工段组成，破碎筛分产出两种产品，粒度为0～15 mm的石灰石，供磨矿工段制备石灰石浆液作原料；粒度为15～40 mm的石灰石，送回转窑煅烧，煅烧得到的生石灰用来制备石灰乳。根据项目情况及工艺选择要简短、先进、可靠，设备选型要大型、节能、高效的设计原则，本项目采用消化机来制备石灰乳，主要用来代替碱(NaOH)来沉淀镍、钴等金属及尾渣中和，具有药剂成本低、产品质量合格、对环境友好等不可比拟的优势[1]。据统计，沉淀1 t镍、钴所用生石灰较氢氧化钠可节省2 170元，石灰代碱技术在有色冶炼行业具有良好的应用前景，本文结合工程情况浅谈一下石灰乳的制备工艺、生产实践情况、应注意的问题及一些设想，希望能为后续工程提供一点参考意见。

1 石灰乳制备工艺

1.皮带输送机 2.石灰仓 3.棒阀 4.定量给料机 5.电动单梁起重机 6.消化机 7.运渣皮带 8.电动葫芦 9.石灰乳槽 10.石灰乳泵 11.污水泵图1 块状生石灰制备石灰乳配置图

石灰乳制备主要包括以下几个方面的内容：生石灰的贮存系统；计量系统；消化系统；石灰乳的贮存及输送；污水的处理系统等。

1.1 生石灰的贮存系统

块状生石灰的贮仓一般采用钢制结构，密闭保存，防止雨水进入。另外，在钢仓的设计中，要保证仓的倾角大于65°，内壁上涂环氧树脂，同时舱壁上加空气振打器，以便块状生石灰顺利流出。一般来讲，生石灰的化学活性与其露置在空气中的时间成反比，即存放时间越长，生石灰的化学活性越差。因为生石灰易与空气中的二氧化碳和水反应，生成碳酸钙和氢氧化钙，碳酸钙的生成不仅会降低生石灰的活性，而且会降低消化反应速度，故生石灰不易贮存太久。若企业无石灰石煅烧系统需外购生石灰，一般采用密封的槽车运输，也可以采取吨袋密封的形式，用普通卡车运输[2]。

1.2 计量系统

计量系统主要包括：生石灰贮仓及石灰乳槽的料位检测、生石灰的料量检测、消化机进水管及石灰乳泵出口的流量检测、石灰乳泵出口的压力检测、消化机进料量及进水量的调节等。

生石灰贮仓及石灰乳槽的料位检测：采取料仓上装有雷达物位计进行检测，料位检测信号送至控制室，在DCS系统上显示并报警，低料位时进料，高料位时停止进料；

生石灰的料量检测：进入消化机消化时块状生石灰采用定量给料机进行称重，其具有称量精度高、稳定性好、可靠性高及连续输送等特点，能够依据设定的给料量，自动调节皮带转速，使物料流量等于设定值，以恒定的给料速率给消化机加料；

水及石灰乳的流量检测：流量检测采用质量流量计，流量检测信号送至控制室，在DCS系统上显示并报警；

石灰乳泵的压力测量：采用智能压力变送器，压力检测信号送至控制室，在DCS系统上显示并报警；

消化机进料量及进水量的调节采用调节阀，根据进料量来调整进水量。

1.3 消化系统

石灰乳制备的关键设备是消化机，也叫化灰机，主要由进料装置、筒体、传动装置、支撑装置、出料装置等组成，筒体内部分为四个区，即缓冲区、消化区、均质区、乳渣分离区，尾部设有捞渣和排渣装置。其主要特点是采用回转消化代替搅拌消化，主要优点是：处理物料能力大，可以连续消化，且能有效地进行灰渣分离。生石灰与水在筒体内消化，消化机筒体后部设有筛网，石灰乳穿过筛孔经排出口排出，未能消化的过烧及生烧石灰由尾部的捞渣及排渣装置排出。消化机内配有成螺旋形的角铁，以便生石灰和水在化灰机内能更快的混合和反应。消化机的结构如图2所示。消化时应注意：石灰与水要同时加入消化机，这对于消化过程的正确进行及消化机的连续工作都是必须的。

1.进料装置 2.筒体 3.支撑装置 4.传动装置 5.出料装置图2 消化机的结构图

1.4 石灰乳的贮存及输送

由消化机制备的石灰乳，自溜槽和溜管流入第一个槽(搅拌槽)，当溶液达到设定的量后，溶液进入第二个槽(输送槽)，同时第一个槽进行搅拌，待搅拌均匀后，即可用石灰乳泵将石灰乳输送至用点，互相交替转换作业。

1.5 污水的处理系统

石灰乳制备为湿法生产工序，生产中易发生跑、冒、滴、漏现象，设计时应注意地面坡度和地坑的设计，同时应加强管理，经常检查阀门和管道的使用情况，减少这种现象的发生。污水泵应与污水坑的液位进行连锁，做到高液位自动排污，低液位自动停泵。

2 试生产过程中发现的问题及解决方法

该工段建成后于2011年12月试车，时间为一周，过程很顺利，打通了工艺流程，达到了试车目的，但也存在如下问题：

2.1 称量问题

定量给料机称量系统有问题，导致生石灰进料量不准确，石灰乳浓度跟设定值有较大偏差；后经多次调试，满足称量精度要求。

2.2 堵料问题

试生产过程中消化机入口溜子易堵料，要经常清理，出现这种问题的原因是：生石灰贮存时间过久，与空气中的水和二氧化碳发生反应，块状生石灰变成了粉料，加料时粘接在了溜槽壁上，针对这种情况，在消化机入料口开了清理口，方便堵料时进行清理。正常生产时，回转窑煅烧后的石灰经竖式冷却器冷却后直接进入石灰乳制备系统，粘结现象发生较少。

2.3 漏料问题

消化机入口密封效果不好，时有漏料现象发生，见图3。解决的方法是：检修时更换密封圈，后又在密封圈下方制作了溜槽，接至消化机的出口溜槽，即解决了化灰机漏料的污染问题，又保证了石灰乳的产量。

图3 消化机密封圈处漏料图

2.4 渣量过多问题

试生产过程中石灰乳渣量过多，化灰机排渣口出渣量为5%，石灰乳中渣量为13%～15%，而化灰机正常的返渣量为生石灰的6%～9%。渣量过多的原因主要有两方面：一是来自石灰石煅烧系统的生烧石灰或过烧石灰过多，影响了石灰乳的质量及产渣量；二是石灰乳出料端筛网孔径太大，没有消化完全的石灰进入了石灰乳。针对以上情况，采取如下措施：一是严格控制生石灰的质量，使其符合表1中的性能要求；二是改小了出料端筛网孔径，石灰乳中渣子的数量明显减少。图4为试生产过程中产出的石灰乳及渣子。

表1 生石灰的性能表

图4 石灰乳及渣子

3 小结

石灰乳制备系统经过上述改进后，在生产过程中，整个系统运行较稳定，生石灰及水的配比较为准确，制得了符合浓度要求的石灰乳，满足了镍、钴沉淀及尾渣中和的需要，为石灰代碱技术在有色行业的应用提供了技术支持。石灰乳制备设计时，还应注意以下几点：

(1)石灰乳的输送尽量采用溜槽的形式，方便清理，改善了管道输送易于堵塞的情况；

(2)若输送距离较远，采用管道输送，建议在石灰乳输送泵出口接清洗水管道，在石灰乳输送完毕后，进行管道的清洗，防止管道堵塞，并在管道的最低点接排空装置，便于排净管道中的石灰乳或冲洗水；

(3)石灰乳泵应选择渣浆泵，渣浆泵内衬有耐介质冲刷的合金铸铁，运行寿命较长，保证了石灰乳装置的稳定运行，且使维修强度降低，节约了维修费用；

(4)尽量选用好的设备及密封材料，防止漏料现象发生；

(5)注意生石灰的存放点及下料点的通风收尘，保护好工作环境。

事实上，生石灰制备石灰乳的工艺在化工、废水处理、纯碱制造等方面皆有应用，可通过控制原料质量、调节消化时间、温度等因素制得质量较好的石灰乳，这些均给石灰代碱技术在有色行业的应用提供了有力的支持，相信石灰乳制备技术在有色行业的应用也会越来越广泛。

[1] 刘诚，孙宁磊，李少龙，殷书岩，等.镍钴沉淀与镍钙分离新工艺和设备的研发与产业化[J],世界有色金属，2014，(10)：31.

[2] 邓新云，颜鑫，卢云峰.活性石灰生产过程工艺条件的优化[J]，化工设计，2008(2)：25-26.

中孚实业“新型稳流节能技术”试验槽通电焙烧

由中孚铝业公司与中国铝业郑州有色金属研究院有限公司合作开发的项目“新型稳流节能技术”电解槽首台试验槽2245#，于5月4日通过验收，5月6日顺利通电焙烧。

该项目由上述两家公司共同出资、共同改造、共同施工、共同管理，以实现：“新型节能电解槽优于现运行电解槽的平均耗电指标；不影响其他电解槽的正常运行；统计周期内出铝电流效率不低于91%，直流电耗在原有基础上降低500度以上”的目标。按照合同规定，中孚铝业公司于2015年至2017年提供试验电解槽，采用中国铝业郑州有色金属研究院有限公司的“新型稳流节能技术”进行节能技术改造。

首台试验槽的投运，标志着中孚铝业公司在创一流指标方面迈出了实质性步伐。目前，本台试验槽通电焙烧温度已达到450度、电压2.4 V，阳极电流分布均匀，炉膛温度按焙烧升温曲线正常进行，各种测试数据正常。启动和后期管理方案，双方通过反复沟通和交流意见，已确定最终方案，并成立了专项技术小组，确保本台试验槽安全顺利启动并转入后期管理，为实现吨铝直流电耗降低500度做好充分准备。

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

陈 霞(1979-)，女，山东菏泽人，硕士，工程师，主要从事有色金属冶炼工艺设计工作。

TQ177.2

B

1003-8884(2015)03-0005-04