纯碱包装工段碱球的回收利用

袁如涛，田宏伟

(重庆湘渝盐化股份有限公司，重庆 万州 404000)

联碱生产中，轻灰纯碱从煅烧炉出来后，通过埋刮板输送机经凉碱系统后进入成品包装仓，在包装时发现从包装仓中下放的成品碱中，经常有一些大颗粒碱球，影响产品的外观质量，为解决这个问题，碱行业通用方法是在包装仓进口加装筛分装置对碱球进行拦截，我公司为保证产品质量，在4个轻灰纯碱成品仓进口增加了共8个滚筒筛，对轻灰成品进行再次筛分，因拦截下来的碱球量不是很大，故一直是用人工收集装袋后，作为落地碱出售，其价格远远低于正品碱的价格，碱产品销售效益没有全部实现，而是有一小部分被浪费了，为挖潜增效，我们通过技术研讨，现场进行破碎试验后，发现用锤式破碎机破碎后的产品，其粒度指标完全能达到正品轻灰纯碱的粒度要求，所以我们决定进行技术改造，选用锤式破碎机对碱球进行破碎，配置其它输送、贮存、电气控制装置，使破碎回收流程实现全自动机械化，全部产品中筛分出的碱球被循环破碎后回收利用，进入包装系统后，增加了碱产品产量，达到了挖潜增效的目的。

1 碱球的成因及破碎设备选型

为了对碱球产品进行破碎，我们进行了如下分析和破碎试验：

1.1 碱球的成因分析

联碱生产厂家，煅烧炉出碱温度一般控制在150～190 ℃，高温轻灰纯碱在输送过程中，偶遇输碱刮板机、斗提机、螺旋机、凉碱机内壁上水蒸汽液滴会形成大颗粒碱球，这是碱球形成一个原因，这些碱球在现场取到时，基本上用手轻轻一捏就可以将其粉碎，不是需要破碎的重点；碱球形成的另一个原因是，输碱刮板机、斗提机、螺旋机、凉碱机、溜槽内壁的死角处，由于物料在此处不易流动，随着时间的延长，与设备内热空气中的水蒸汽不断接触，逐渐形成了碱结晶疤块，这些碱疤块在人工清理时脱落，或达到一定重量后自然脱落，会以不规则形状进入产品中形成不规则碱球，这类碱球的硬度属于中等硬度，脆性好，抗压强度不超过100 MPa，现场取样后，用应力测量仪进行破碎强度测试时，需用10 N破碎力，才能将其破粉碎，由于这两种成因的碱球混合存在，应优先选择能将碱疤块碱球破碎的破碎机，参考国内几种破碎的性能参数，决定选用锤式破碎机破碎碱球，选用型号为PCB0404，破碎能力10 t/h，功率7.5 kW，为验证破碎机的破碎性能是否符合我们的破碎要求，进行了如下试验。

1.2 碱球破碎试验

我们查阅GB210.1-2004标准，工业碳酸钠关于粒度的标准，轻质碳酸钠没有粒度指标，我公司轻质纯碱粒度方面在市场上的反映一直很好，从来没有此方面的投诉。我们取正常生产中轻质纯碱包装仓下放口轻质纯碱100 g，用试验筛(GB6003.1-2012)200目筛子筛分后，筛下物82.88 g、占比82.88%，以此粒度数据作为衡量轻质碳酸钠粒度的标准。我们进行了现场破碎试验：选取仓上滚筒筛筛余物500 g碱球(见图1)，投入锤式破碎机破碎后，启动运行30 min后，取破碎机出口物料(见图2)进行粒度分析，用试验筛(GB6003.1-2012)200目筛子筛分后，筛下物413.58 g，占比82.7 %，对照此前的成品轻质纯碱粒度分析指标，碱球破碎后物料与成品轻质纯碱粒度非常接近，外观上几乎一模一样，破碎试验充分证明，锤式破碎机适合碱球的破碎，仓上滚筒筛筛余物碱球，完全可以通过破碎后回收进入成品轻质纯碱仓中进行包装后销售，完全不影响产品的质量要求。

图1 碱球破碎前照片

图2 碱球破碎后照片

2 破碎回收利用工艺流程

试验完成后，如何将破碎回收流程实现全自动机械化是此次技术改造的重点。根据现有碱包装楼的三楼至八楼的设备布置情况，确定了工艺流程：凉碱工段来成品轻灰纯碱→成品斜坡刮板机→成品仓上刮板机→成品仓上滚筒筛→碱球集合刮板机→碱球输送绞龙→碱球仓→软连接→插板阀→锤式破碎机→回收溜槽→回收斗提机→成品斜坡刮板机，在有限的空间内布置了锤式破碎机及其它输送设备，并配套动力、控制电气设施，使破碎回收流程实现全自动机械化，全部投资仅48万元。

技术改造设备全部采购安装完成后，调试后试运行一切正常，但是运行一个月后，我们发现，由于收集现场4个轻灰纯碱成品仓上8个滚筒筛每天的碱球产生量，大约是15 t，平均每小时进入锤式破碎机的碱球量很小，回收斗提机输送的量也很小，用电消耗大，得不偿失。通过综合分析后，我们决定充分利用设计选用的碱球回收仓3 t的容量，在碱球回收仓出口增加电动插板阀，4 h碱球回收仓中碱球的量达到约2.5 t时，此时通过时间控制器将插板阀打开，同时联锁锤式破碎机和回收斗提机启动运行，锤式破碎机、回收斗提机运行0.5 h就可将碱球回收仓中的碱球全部破碎，破碎后的成品碱通过回收斗提机提升到八楼，回到轻灰成品系统中。每间隔4 h锤式破碎机自动启动、回收斗提机运行0.5 h，如此循环往复。通过智能时间控制系统进行控制，在充分节电的情况下实现碱球的全自动机械化回收利用。

3 碱球回收利用效益分析

联碱包装工段生产中的碱球产品破碎回收到轻灰纯碱里，按正品销售，再无碱球落地碱产品，减少了人工回收费用且增加了正品轻灰纯碱产量。

碱球落地碱与正品轻灰纯碱差价在40%左右，碱球产生量15 t/d，轻灰纯碱价格按目前1 100元/t计，年可创效15×360×1 100×40%=237.6万元。

4 结 语

通过此次技术改造，我公司包装工段彻底消除了碱球产品，减轻了包装工的劳动强度，降低了人工包装成本，在提高产品质量的同时，还为公司创造了效益。此种回收利用改造技术还可以应用到氯化铵等其他包装系统中，此次积累的一些粉状产品在包装工段产生的球状物进行破碎回收的经验，可以与同行们互相学习借鉴，在后期回收利用方面，还希望和同行业一起，进一步共同探讨研究出更加先进的技术，目前，此全自动回收装置在现场运行效果非常良好。