简要分析氧化铝生产过程中降低水耗的措施

郝鹏飞

摘  要：文章对某氧化铝厂水量消耗进行了简要分析，针对控制水耗采取了改进现状的几种措施，通过对氧化铝生产中循环水流程改造、生料浆水份控制、原液蒸汽加热等项目技改，以及生产过程中循环水水利用，既降低了新水消耗，又节约了生产成本，为企业降本增效提供切实有效的技术保障，提升了企业市场竞争力。

关键词：氧化铝;新水消耗;技改;循环水;节约

中图分类号：TQ133.1       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）21-0112-02

Abstract： In this paper， a brief analysis of the water consumption of an alumina plant is carried out. In the current situation， several measures are taken to control the water consumption. Through the transformation of the water circulating process in the production of alumina， the control of slurry water， the change of steam heating technique and the utilizing of circulating water， we can reduce the consumption of fresh water and save cost of production. Eventually， we can provide effective technical support for reducing cost and increasing efficiency and enhance the market competitiveness of enterprise.

Keywords： alumina; new water consumption; technical transformation; circulating water; save

前言

某氧化铝年产280万吨生产线采用串联法、拜耳法生产工艺，生产水、生活水进系统，在零排放的前提下，用了多少水，就往系统加了多少水，而全厂水损失主要有这么几个点，冷却塔，焙烧炉烟囱排气，烧结水分损失，槽子冒的蒸汽，赤泥带走的水以及其他损失。为控制新水消耗，重点从生产过程中着手，以现有资源挖掘本身潜力，本文从控制烧结水份损失，循环水流程改造，以及提高阀汽利用效率等方面入手，阐述了降低水耗的几个措施。

1 氧化铝水消耗分布

1.1 循环水冷却塔水份蒸发量

某氧化铝厂循环水主要供给热电区域、拜耳法区域、串联法区域有闭式循环水冷却塔，循环水塔蒸发量约为：Q1=16725m3/d。

1.2 焙烧烟囱排水蒸气损失

通过折算氧化铝商品产量，焙烧炉每小时下料量约为488吨，AH附水取4.0%，焙烧损失水=AH附水+AH转AO的结晶水，根据质量守恒AL2O3+3H2O=2AL（OH）3，内部失水=488*（1-4%）*54/156，附488*4.0%。所以，焙烧烟囱排水蒸气损失：Q2=4360m3/d。

1.3 烧结大窑蒸发水份

大窑蒸发水份=窑下料量*含水率，目前合格料浆日均含水率为41.66%，熟料平均产量为2738t，通过计算可得，烧结大窑蒸发水份：Q3=（2738/0.7/1.14）*41.66%=1429m3/d。其中0.7与1.14为生料下料与熟料产能折比系数。

1.4 赤泥帶走水损失

根据年产量折氧化铝日产为7800吨，干赤泥为7800*1.3=10140（1.3=赤泥率*矿耗），目前滤饼含水率为32%。赤泥带走水损失：Q4=7800*1.3*0.32/0.68=4772m3/d。

1.5 其他损失

溶出6个系列稀释槽闪蒸汽，可以通过计算得到，一天累计约为2400吨，其余槽罐冒汽、绿化灌溉等损失约为1500吨。汇总：全厂用水损失=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=31186m3/d，以实产氧化铝7800t/d计算，可知某氧化铝厂水耗为4.00t.AO。

2 生产过程中控制水损失

2.1 针对生产水改造

通过对生产系统中水管网调查，我们可以发现大型设备及各种泵机封冷却用水均为新水，经过使用后外排，既增加了新水消耗，也导致废水外排量增大。

针对这种情况，氧化铝厂制定了一系列改造治理措施，如下：（1）大型设备如原料磨、空压机使用新水冷却后，二次水进循环水系统进行循环利用。（2）包括稀释泵、热水泵等泵的密封水改为循环水循环利用。（3）对冷却水要求不高的设备，例如烧结法溶出磨使用循环水进行冷却。（4）梳理氧化铝水管网流量计，进行加装、更换或修复，完善计量体系，实时监控水耗。（5）注重对各级人员精益生产的理解，不断提高员工节约用水意识。

2.2 针对提高工艺回水利用率方面改造

氧化铝供新水主要为氧化铝系统及热电供热系统，其中，热电供热主要以新水消耗为主，当氧化铝工艺回水回收量提高时，热电消耗新水量将减少。氧化铝厂工艺回水理论实际回收量如表1。

我们根据表1可得出：一期工艺回水回收量与理论计算数值基本相同，二期回收量与与理论计算相差较大，二期由于低压管网用汽用户少，溶出一次水闪蒸槽压力较高（Ⅰ、Ⅱ系列0.55Mpa;Ⅲ、Ⅳ系列0.5Mpa），推算车间为保证溶出一次水闪蒸槽安全门不动作，会安排通过一次水至沉降热水流程进行泄压，这就会导致溶出回水量会减少。为保证工艺回水稳定回收，我们有如下技改：

2.2.1 蒸发原液加热改造。目前，二期低壓蒸汽管网用户端用汽量小，造成低压蒸汽管网压力高，需要通过浪费工艺回水的方式进行泄压。我们制作4根套管，套管用汽使用低压管网蒸汽，从蒸发四系列西侧的低压管网带压孔，接入套管中对内管的母液进行加热，即可提高蒸发原液温度，也可充分利用溶出乏汽，减少工艺回水管压力。同时，套管的疏水临时使用阀门将冷凝水就近排到蒸发循环水井内，并在套管疏水处增加冷凝水水罐及冷凝水泵，冷凝水合格后进工艺回水或好水槽，避免水浪费。

可预期：（1）母液温度可以降低蒸发的用气量，同时提高蒸发器产能。（2）有效利用蒸汽，防止蒸汽在热水站排空造成的浪费。（3）利用溶出的二次乏汽作为加热源，可有效降低低压管网的蒸汽压力，杜绝溶出新蒸汽冷凝水闪蒸罐因为压力高而去热水站泄压减少工艺回水，如果4套原液加热全开，每小时可以多回80方以上的工艺回水，相应每天减少1920m3新水消耗。

2.2.2 提高工艺回水回收量的同时，要保证工艺回水稳定，进行如下措施。（1）梳理氧化铝端及电厂端工艺回水电导仪，定期进行校验及修复，时刻监测回水指标。（2）增加溶出一次水进工艺回水槽短接，当蒸发检修时溶出一次水直接走短接进流程。（3）增加二期工艺回水倒一期流程，便于调节热电厂化学一、二期回水吸收，均衡一、二期工艺回水量，稳定水系统。某氧化铝厂通过合理的工艺回水改造，充分利用了溶出、蒸发、脱硅的系统回水，有效降低了热电供热系统的新水消耗，降低了新水生产成本。

2.3 烧结法生料浆水份控制

配料为烧结法的第一道工序，生料浆指标的好与坏直接影响到熟料的质量，而且对氧化铝水平衡起到很大的作用，低水份的生料浆可以降低水损失，也能节约各能耗，提高熟料烧制的质量。控制生料浆水份有以下几步措施：（1）控制原料成分，四洗底流首先需要经过排盐苛化过滤。目前，排盐过滤机每小时可过滤120m3泥量，其中70m3由过滤机处理，50m3直接与过滤后泥进行混合送至调配。（2）严格控制生料浆配置。通过对赤泥储槽、调配槽的料浆成分进行分析，分别进行选槽计算，对各组指标进行分析，然后进行生料浆的二次调配，来准确地优化配比来切实提高生料浆的质量。（3）成份检测规范化。化验室要快速、准确反馈各槽内料浆成份，方便车间及时调整指标，防止配比的滞后。

3 生产过程循环水利用

合理利用循环水是控制水消耗的重要途径，根据自身氧化铝各工段产生废水的性质采取不同的处理方法。首先，氧化铝赤泥回水回收返回工艺系统使用;第二，对废水实行分次处理，各级利用;第三，循环使用和冷却塔填料更换。具体措施如下：

3.1 氧化铝系统

3.1.1 循环水系统。根据各车间的用水特点，氧化铝工艺分设氢氧化铝焙烧循环水系统、种子分解系统循环水系统和工艺集中循环水系统3个循环水系统，产生的循环水排污水进入二次利用水系统进行二次利用。

3.1.2 赤泥回水回收系统。赤泥是氧化铝生产过程中提取氧化铝后的固体废物，含有大量水份。压滤系统对赤泥进行液固分离，其中滤液通过回水站返回生产系统。同时，回水站还能对雨排水进行回收。

3.1.3 生活污水处理系统。氧化铝厂生活污水利用串联法生活污水处理系统，生活污水与生产循环水有一定联系，循环水池和污水综合池是一个联系的整体，综合池溢流进入循环水，污泥池处理后废水进赤泥回水站，污泥排往赤泥堆场。

3.2 热电厂系统

3.2.1 化学处理水。化学工序废水为锅炉给水处理系统排出的反渗透浓水和二级混床再生时排出的酸碱废水，以及汽泵冷却循环水废水。反渗透浓盐水经中和后的酸碱废水排入氧化铝系统洗涤赤泥使用，替换部分氧化铝系统补水。为进一步增加废水的利用率，新增浓盐水反渗透系统对化学工序反渗透浓水进行二次洗涤过滤，设计产能为120m3/h，减少了热电用水压力，提高废水利用，减少新水补充。

3.2.2 循环水系统。为充分利用热电循环水，生产严格控制热电补水。一是针对改善循环水水质，控制循环水的浓缩倍率在3.5～5之间，要求严格按照标准控制补水，不准私自补水。自备热电循环水复用率为94.48%，循环水系统冷却塔溢流水进行二次利用。二是汽机冷却使用生活水，严格控制给水量，减少生产新水补入量。三是热电空压机冷却水系统为闭式除盐水，除盐水重复利用，减少新水补充。

3.3 冷却水塔填料更换

随着冷却塔长时间运行，循环水系统内结垢与腐蚀严重，循环水的水质变差浊度升高，降温效果降低，为保证生产降温效果，就必须补充一定新水来满足生产。因此，我们适时更换冷却塔填料，改善循环水水质，减少系统结垢生成，提升降温效果，减少新水补充。

4 结束语

对于我们来讲，通过降本增效不断提高企业市场竞争力将是今后几年的主要任务。我们应积极寻求降本增效的有效途径，不断改善工艺条件，加快技术革新，深化精益生产，采取统一协调，保证工业废水不外排，实现循环系统水资源优化利用，进一步研究和探索相关节水技改项目，提高节水管理水平，降低生产成本。

参考文献：

[1]张文康，刘晶晶.氧化铝生产污水的处理和循环再利用[J].中国金属通报，2018，07：11-12.

[2]季建稳.降低拜耳法氧化铝生产能耗之实践[J].轻金属，2016，09：10-13.