[其他]一种连续生产粗粒氢氧化铝的分级机

说明书

一种连续生产粗粒氢氧化铝的分级机，属于氧化铝厂铝酸钠溶液搅拌分解出料的氢氧化铝浆液通过分级以生产粗粒氢氧化铝的连续分级装置。

众所周知，氧化铝的用途虽然广泛，但是，绝大部份是用作电解铝生产的原料。为适应电解铝厂自动化、节能和环保的技术发展，目前国内外生产比表面积大、强度高的砂状氧化铝供电解使用已成为主要方向，它的粒度是-44μ的数量应小于12%。

生产合格的粗粒氢氧化铝和氧化铝厂的分解、分级、焙烧工序的技术控制条件和设备性能有关。为提高分解粗粒氢氧化铝产出率及产品粒级的合理分配，要求对分解出料的氢氧化铝浆液进行分级的分级机具有分级效率高、产量大和连续稳定进行生产的特性。

我国所用分级设备为通用的水力分级机，它具有结构简单无活动部件的优点，但存在不适应分解出料高固含氢氧化铝浆液的缺点，且分级效率低，不能满足粗粒氢氧化铝生产的要求。在过去的几年内，国内外都对生产粗粒氢氧化铝的分级进行过一些研究。

西德专利2531646叙述了生产氧化铝的方法和设备，专利中研究了适应高浓度、高分解率特殊结构的搅拌分解槽。该槽内设置多级桨叶形状互异的搅拌机构，使槽内浆液分成上、中、下三区。上区为稳定区，悬浮的细颗粒从溢流中带出，中区为搅拌区，使细粒结晶保持悬浮状态，粗粒结晶沉至下区即高固含的粗粒沉淀区，这样既起到搅拌分解作用，又起到分级作用，并以图1及图5至图10作出表述。

美国专利3649184提出氢氧化铝分解工艺，研究了具有分级作用的机械搅拌分解槽的逆流操作的分解工艺，该分解槽上部有一静止区，使细粒的氢氧化铝在该区分离出来，并从溢流中流出，以图5及图2作了简要的表述。

以上具有分级作用的机械搅拌分解槽，其搅拌机构比较复杂，而且是在某种特殊分解工艺中才使用的。

本发明的目的是试图克服已知搅拌分级槽的缺点，提出一种改进的分级设备，即搅拌竖轴用轴承座来固定，搅拌机构只设计一种规格，桨叶只设计很简单的内桨叶和外桨叶。此外增加两项控制技术，其一是搅拌机构的转速可在传动装置上调整;其二是物料可在槽内壁的任意深度上供料。这样只要调整供料口高度或搅拌速度，就可适应进料固含量及粒度的变化，产出粗粒氢氧化铝。

按照本发明，上述目的是通过下述的分级机来达到的，在叙述分级机的内容之前，先介绍分级的依据：我们知道，氢氧化铝粒子在铝酸钠溶液中具有一定的沉降速度，根据斯托克斯定律，在粒子的沉降雷诺数Re＜1，其自由沉降速度可表示为：

Ue＝g（ρs-ρ）dp²/18μ

由上式可知，氢氧化铝粒子的自由沉降速度Ue与其密度ρs及有效粒径dp和溶液的密度ρ及粘度μ有关。当溶液及温度一定时，粒子的沉降速度则取决于它的有效粒径，即粗粒沉降速度大，细颗粒沉降速度小。在具有内外桨叶的搅拌机构作用下，壳体内颗粒浆液则处于大循环的总体搅拌流动状态，每一个粒子除了具有自由沉降的趋势外，又受到上升液流的推力，而获一个向上的运动速度。因此，在一定的溢流量和搅拌速度条件下，当每个粒子的运动处于一种动态平衡状态时，大量的氢氧化铝粒子，按其粒级的大小不同，集合在壳体内不同的高度上，其集合分层状况十分明显。在透明容器中进行试验时，可观察到分层之间具有非常清晰的界面，粗颗粒悬浮集合在壳体的下部，作为底流不断排除;细颗粒悬浮集合在壳体的上部，随溢流带走，从而达到分级目的。

本分级机的内容是：壳体中装有一个围绕垂直的轴线旋转的轴（或称竖轴），垂直于轴上装有3～4级搅拌机构。壳体内分第Ⅰ搅拌区-粗颗粒悬浮区和第Ⅱ搅拌区-细颗粒悬浮区。第Ⅰ区内至少有一级搅拌机构，它带有2～4个搅拌桨叶，每个桨叶都带有内桨叶与外桨叶。在第Ⅱ区内也至少装有一个搅拌机构。竖轴的轴顶与可调速的传动装置相连，轴底用轴承来固定。壳体顶部设分料箱，该箱带有可浸没于壳体内任意深度的进料管。壳体的下部外壁围有保温夹套。

本发明同已有技术相比所具有的优点或积极效果是：

1、单产高。国外单桨机械搅拌分级机在进料固含＜150g/L时，溢流速度高达3～4m³/m²·h，本装置在进料固含200～600g/L条件下，溢流速度可达8m³/m²·h，提高产能2～3倍。

2、分级效率高。在进料固含200～600g/L、粒级-44μ占12～18%，料温40～60℃和搅拌速度8～16r/min的条件下，能连续稳定地从底流产出-44μ小于7%的粗粒氢氧化铝。