Flokkulointiaine alumiinioksidille: keskeiset teollisuudenalat ja parhaat käytännöt

Mikä teollisuus käyttää flokkulantia alumiinioksidiin?

Kun kysymme "mitä teollisuus käyttää flokkulointiaine alumiinioksidille ”, he käsittelevät yleensä yhtä kahdesta todellisuudesta: (1) alumiinioksidi (Al ₂ O ₃ ) tai alumiinioksidihydraattikiintoaineet, jotka on erotettava lipeästä tai vedestä, tai (2) hienojakoisia mineraali-/oksidihiukkasia, jotka käyttäytyvät kuten kolloidit ja kieltäytyvät laskeutumasta ilman polymeerisiltaa. Käytännössä flokkulantit ovat kriittisimpiä aina, kun alumiinioksidin arvoketjut luovat ktaikean suorituskyvyn kiintoaine-neste-erottelun pullonkauloja.

Hallitseva käyttäjä on alumiinioksidin jalostus (Bayer-prosessi) , mutta useat vierekkäiset teollisuusalueet käyttävät flokkulointiaineita hienojakoisten alumiinioksidien talteenottoon, prosessiveden selkeyttämiseen, suodattimen kuormituksen vähentämiseen ja loppupään toimintojen stabilointiin.

Alarivi: jos sinulla on hienojakoista alumiinioksidia (tai alumiinioksidihydraattia), korkeaa emäksistä tai korkean ionivahvuuden nestettä ja sinun on kierrätettävä vettä tai otettava talteen tuote, käyttötarkoitukseensa sopiva flokkulointiaine on tuotantokemikaali, ei valinnainen lisäosa.

▶ Alumiinioksidin jalostus (Bayer): suurin ja teknisin flokkulointiainemarkkina

Alumiinioksidin jalostamoissa flokkulantia käytetään kaikkialla Bayer-piirissä nopeuttamaan laskeutumista, parantamaan ylivuodon selkeyttä ja tiivistämään alivuotoa sakeuttamis- ja aluslevyissä – erityisesti bauksiittijäännösten (punalietteen) erottamiseen, hydraatin sakeuttamiseen ja lipeän selkeyttämiseen.

● Punalietteen erottuminen on kalkki-, ei laboratorio-ongelma

Tyypillinen jalostamo tuottaa järjestyksessä ~1-1,5 tonnia bauksiittijäännöksiä per tonni alumiinioksidista . Tämä suhde muuntaa pienet prosenttiosuudet alumiinioksidin/soodan häviöistä suuriksi absoluuttisiksi häviöiksi, ja se tekee sakeuttamisaineesta koko tehtaan laajuisen rajoitteen.

• Jos muta ei laskeudu tarpeeksi nopeasti, pesurin teho laskee ja emäksisten aineiden talteenotto laskee.
• Jos ylivuoto on sameaa, alavirran suodattimet ja lämmönvaihtimet likaantuvat nopeammin ja tuotteen laaturiski kasvaa.
• Jos alivirtaus on liian laimeaa, jäämien varastointitilavuus laajenee ja "kuivan pinoamisen" kohteita on vaikeampi saavuttaa.

● Hydraatin paksuuntuminen ja tuotteen "siirtymisen" hallinta

Mudan lisäksi jalostamot käyttävät myös flokkulantia alumiinihydroksidin (hydraatti) kiintoaineiden hallitsemiseen. Toiminnallisesti tämä auttaa vähentämään hienojakoisten aineiden kulkeutumista (kiintoaineet raportoivat siellä, missä niiden ei pitäisi), parantaa nesteen kirkkautta ja tukee vakaata suodatusta ja luokittelua.

● Käytännön esimerkki: mitä "ppm-annostelu" tarkoittaa jalostamon virtausnopeuksilla

Teollisessa mittakaavassa annostelusta tulee nopeasti massatasapainoharjoitus. Eräs julkinen sääntelyesimerkki kuvaa alumiinioksidin jalostuslaitoksen (Bayer) virtauksia, jotka vaihtelevat 500-2500 m ³ /h . Tuoteannoksella 5 ppm (jossa polymeeri on tuotteen murto-osa), mikä vastaa polymeerin kulutusta luokkaa ~7-36 kg/päivä laitoksen koosta ja annosten hallintastrategiasta riippuen.

Tästä syystä alumiinioksidin jalostamot käsittelevät flokkulointiaineen valintaa ja valvontaa luotettavuusohjelmana: pienet parannukset ylivuodon kirkkaudessa tai alivuototiheydessä voivat maksaa takaisin päivittäin suuremman suorituskyvyn ja pienempien sooda-/alumiinioksidihäviöiden ansiosta.

▶ Erikoisalumiinioksidijauheet: arvon talteenotto ja veden pitäminen uudelleenkäytettävänä

Bayerin jalostamoiden ulkopuolella "alumiinioksidin flokkulointiainetta" esiintyy useimmiten tehtaissa, jotka valmistavat tai käyttävät hienoa AI:ta ₂ O ₃ jauheet: kalsinoitu alumiinioksidi, kiillotusalumiinioksidi, katalyytin kantajat, adsorbentit, keramiikka, tulenkestävät aineet ja hioma-aineet. Tässä kuljettajalla on yleensä toinen kahdesta tavoitteesta: periä takaisin suuret sakot or säilyttää prosessiveden kirkkaus .

Yleisiä kohtia, joissa flokkulantit tuottavat ROI:ta

• Jyrsintä- ja luokittelusilmukat, joissa hienojakoinen alumiinioksidi kerääntyy ja ylikuormittaa suodattimia.
• Kiillotus- ja viimeistelyhuuhteluvedet, joissa ultrahieno Al2O3 aiheuttaa jatkuvaa sameutta ja kalvon likaantumista.
• Neutralointijärjestelmät, joissa runsaasti alumiinia sisältävät virrat muodostavat hyytelömäisiä hydroksidi/oksidikiintoaineita, jotka laskeutuvat huonosti ilman polymeerisiltaa.

Käytännön "hyvän tuloksen" määritelmä

Useimmille jauheen tuottajille menestys ei ole vain "kirkkaampaa vettä". Se on mitattavissa, kuten: vakaa selkeyttimen ylivuoto (alhainen sameus), nopeammat suodatusjaksot (vähemmän sokeutta) ja parannettu kiintoaineiden talteenotto (vähemmän jauhetta menetetään lietteelle). Oikea flokkulanttivalinta on siis sidottu siihen, miten laitos arvostaa vettä, jauheen talteenottoa ja laitteiden käyttöaikaa.

▶ Veden ja jäteveden käsittely: alumiinihydroksidi/oksidihiutaleet sekä polymeeriapuaineet

Vedenkäsittelyssä alumiinikemia voi esiintyä kahdella tavalla: (1) alumiinisuolat (koagulantit), jotka muodostavat alumiinihydroksidisaostumia, jotka "lakaisevat" suspendoituneita hiukkasia, ja (2) polymeerihöytälöintiaineet, jotka vahvistavat ja suurentavat flokkia, jotta se laskeutuu nopeammin ja suodattuu helpommin.

Koagulantti vs. flokkulantti (miksi termit sekoittuvat)

Operaattorit kutsuvat toisinaan alumiinihydroksidia "flokkulointiaineeksi", koska se muodostaa näkyvän flokkauksen. Teknisesti alumiinisuola on koagulantti (se muodostaa metallihydroksidisaostumia) ja polymeeri on flokkulanti (se siltaa hiukkasia ja parantaa laskeutuvuutta). Tämän eron pitäminen selvänä auttaa sinua ratkaisemaan annostus- ja sekoitusongelmia nopeammin.

Missä "alumiinioksidin flokkulointiaine" näkyy vaatimustenmukaisuusohjelmissa

• TSS:n vähentäminen ennen purkamista, kun alumiinia sisältäviä kiintoaineita muodostuu neutraloinnin aikana;
• Parannettu lietteen vedenpoisto (vähemmän kakun kosteutta, nopeammat puristusjaksot) optimoimalla polymeerityyppi ja syöttöpisteleikkaus;
• Kalvojen ja tertiääristen suodattimien suojaaminen muuttamalla stabiili sameus laskeutuvaksi flokkiksi.

Operatiivinen huomautus: Jos alumiinioksidin/hydroksidin kiinteät aineet näyttävät "jänteiltä" tai geelimäisiltä, rajoittava tekijä on usein sekoitus ja leikkaushallinta – ei vain polymeerin valinta.

▶ Alumiinioksidin flokkulointiaineen valinta: päätöksentekoprosessi

Uskottava flokkulointiohjelma alumiinioksidille tulisi rakentaa kuin tekninen muutos: karakterisoi liete, testaa bench-testiä KPI:itä vastaan, vahvista leikkausherkkyys ja lukitse sitten ohjauslogiikka. Alla olevat vaiheet pitävät työn käytännöllisenä ja auditointivalmiina.

1. 1.Määritä KPI:t tai tavoite: sakeuttamisaineen ylivuodon kirkkaus, alivuototiheys, suodatusnopeus tai kiintoaineen talteenottoprosentti.
2. 2. Mittaa lietteen olosuhteet: pH, lämpötila, ionivahvuus, kiintoaineprosentti, hiukkaskokojakauma ja ovatko kiinteät aineet Al2O3, hydraattia, savea vai sekamineraaleja.
3. 3. Kemiat: anioninen/ioniton PAM (yleinen mineraalipiireissä), räätälöidyt kopolymeerit emäksisen stabiilisuuden takaamiseksi tai erikoispolymeerit selektiivisyyden parantamiseksi (kun on suosittava hydraattia vs. gangue).
4. 4. Suorita purkki-/laskutustestit: vertaa laskeutumisnopeutta, supernatantin kirkkautta ja flokkien kestävyyttä realistisessa sekoitusenergiassa.
5. 5. Annostelu: muodostaa "polven" käyrään, jossa enemmän kemikaaleja ei enää paranna kirkkautta/tiheyttä (ja voi heikentää sitä).
6. 6. Pilot syöttöpiste: monet viat ovat syöttöpistevikoja – liian suuri leikkaus murtaa flokkia, liian vähän sekoitus estää siltojen muodostumisen.

Esimerkki tietopisteestä punaliejupiireille

Julkaistut punalietteen laskeutumiskokeet raportoivat huomattavan ylivuotokiintoainepitoisuuden vähenemisen flokkulointiaineen annosikkunassa 40-130 g per tonni lietteen kiintoaineesta (usein ilmaistuna g/t). Käsittele tätä seulonnan lähtökohtana - ei yleisenä asetusarvona - koska bauksiittimineralogia ja lipeän kemia muuttavat optimia.

▶ Annostelu, jälkikäsittely ja valvonta: käytännöllinen opastus, joka estää 80 % vioista

Jopa teknisesti oikea flokkulointiaine voi toimia huonommin, jos se on valmistettu tai levitetty väärin. Alumiinioksidi- ja -hydraattijärjestelmät ovat usein leikkausherkkiä: tavoitteena on luoda suuria, vahvoja flokkeja ja välttää niiden rikkoutuminen ennen kuin ne laskeutuvat.

Yksinkertainen annostelulaskenta, jota voit käyttää käyttöönotossa

Massa per päivä (kg/vrk) ≈ Annos (mg/l) × Virtaus (m ³ /päivä) ÷ 1 000 . Käytä tätä pumpun koon ja vaihtotaajuuden tarkkaan tarkastamiseen ja sovita sitten yhteen tuotteen aktiivisen polymeerin pitoisuus.

Make-down ja injektio parhaat käytännöt

• Valmista polymeeri toimittajan suosittelemassa pitoisuudessa ja anna riittävä vanhenemis-/hydratoitumisaika ennen käyttöä;
• Käytä kontrolloitua sekoitusta: riittävän korkea hajoamaan, riittävän alhainen ketjun katkeamisen välttämiseksi (erityisesti erittäin korkean molekyylipainon tapauksessa);
• Injektoi paikkaan, jossa leviäminen on nopeaa mutta rajallinen myötävirtaan (yleinen syy siirtää sakeuttamispisteitä ja suodattimia);
• Säädä mitattavissa olevaan KPI-arvoon (ylivuodon sameus, pohjatason vakaus, alivuototiheys) sen sijaan, että annostellaan "tasaisesti" muuttuvien kiintoainekuormien välillä.

Ohjauksen peukalosääntö: jos suorituskyky romahtaa häiriintyneissä olosuhteissa, trendikiintoaineprosentti, syöttökaivoenergia ja laimennusvesi ensin – polymeerin kulutus on usein oire, ei perimmäinen syy.

▶ Vianetsintä: oireet, todennäköiset syyt ja korjaavat toimet

Käytä alla olevaa tarkistuslistaa jäsentääksesi vianetsintäkeskustelut toimintojen, vedenkäsittelyn ja kemikaalien toimittajien välillä. Se pitää keskustelut keskittyneenä havaittaviin todisteisiin ja ohjattaviin muuttujiin.

• Pilvistä ylivuotoa: aliannostelu, väärä panostyyppi, huono dispersio syöttökohdassa tai höyhenen rikkoutuminen liiallisesta leikkausvoimasta;
• "Pörröinen" alivuoto (ei tiivisty): epäoptimaalinen polymeerin valinta, kiintoaine PSD liian hienojakoinen tai riittämätön viipymäaika; harkitse vaiheittaista annostelua tai vaihtoehtoisia lisäyskohtia;
• Yliannostuksen oireet (hiutaleinen flokki, lisääntyvä sameus): polymeerin kyllästäminen/restabilointi; pienennä annosta ja tarkista sekoitusenergia uudelleen;
• Suodattimen sokaisu: suodattimiin pääsevä herkkä flokki; säädä syöttöpistettä leikkausvoiman vähentämiseksi ja polymeeriliuoksen laadun tarkistamiseksi (konsentraatio, vanhentamisaika, hydraatio);
• Suuri vaihtelu päivittäin: raaka-ainemuutokset (bauksiittilähde, jauhelaatu), laimennusveden vaihtelu tai epäjohdonmukaiset korjaustoimenpiteet.