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硫酸铝工业生产自动化探讨

日期:2013年10月17日 17:16

何青峰

衡阳市建衡实业有限公司,湖南衡阳421005

衡阳市建衡实业有限公司(以下简称建衡实业)从1958年开始生产硫酸铝已有五十五年硫酸铝生产经验,目前已形成年产8万吨的生产能力,经过多年来硫酸铝生产工艺几次大的持续改进,不断完善,尤其是2009年搬迁改造后再一次投资4000多万元新建改造采用氢氧化铝生产工艺,探索出了一条硫酸铝工业自动化生产线,产品质量全面提升,达到了新制订《水处理剂硫酸铝》国标标准要求,满足了客户需求,实现了废水、废渣“零”排放,不用蒸汽,节能减排成效显著。生产工效大幅提高,生产成本显著降低,提高了产品市场竞争能力,取得了较好的经济效益和社会效益。

1、硫酸铝原传统生产工艺

1.1原生产工艺路线

国内硫酸铝生产工艺一般采用铝矾土加压法生产,工艺流程如下:

1.2原传统生产工艺存在问题

1.2.1铝矿杂质多,品质低,废渣排放量大,生产产品质量差;

国内生产硫酸铝用r-Al2O3矿通过几十年开采,目前r-Al2O3矿品位一般在38%以下,铁含量高,重金属严重超标,生产的产品五颜六色,质量根本无法达到新制订的《水处理剂硫酸铝》国标标准要求,不能适应硫酸铝客户不断提高的质量需求,废渣排放量大,且无法有效利用,现场管理难度大,环境差,污染大,不便于机械化、自动化设备选用。

1.2.2能耗高,腐蚀性强,污染大

硫酸铝原生产工艺采用先稀释分离,再浓缩结晶,附加值低,而每吨产品需标煤180公斤,是一个高能耗的产业;反应采用稀硫酸加压反应,浓缩加热材质需采用钛管(或铜管)设备维修费用高,是一个腐蚀性强的产业;废渣多,能耗高,排放量大,是一个高污染产业。

1.2.3劳动强度大,工效低,粉尘多

国内硫酸铝年产5万吨以上有规模企业,在投料、结晶、放包、码包过程人工劳动强度大,粉尘多。规模小的企业,机械化程度更低,生产过程劳动强度更大。今后就业的主力军都将是8090后出生的,随着劳动力成本不断上升,劳动密集型、劳动强度大的企业将很难招到员工,用工成本也将成倍增加,一些传统产业机械化、自动化引进将成为发展趋势。

1、硫酸铝现自动化生产工艺

鉴于硫酸铝原传统生产工艺存在问题,建衡实业于2012年再次重建,改变原铝土矿生产工艺,采用氢氧化铝为原料,取消原磨矿、分离、中和、浓缩工序,对原工序劳动强度大加以改进,建设一套年产8万吨硫酸铝自动化生产线。

2.1改进后生产工艺

 

2.2生产流程

2.2.1投料

将自动计量的水放入配料槽,然后通过行车投加计量吨袋氢氧化铝。搅拌均匀后,泵入搪瓷反应釜内。为便于后工序连续自动化生产,一般配置2台湿送锅,连续投料。

2.2.2反应

往反应釜内投加自动计量硫酸,封压搅拌反应,直至反应完全。为便于后续自动化生产,一般配置6台反应釜,连续放料。

2.2.3连续放料自动结晶

取反应液分析合格后,开启钢带上风扇,开启钢带下冷凝水,启动钢带,然后将反应液经布料器均匀的放入钢带结晶机上连续自动冷却结晶。

2.2.4自动输送破碎

硫酸铝片状结晶,从钢带末端掉入甩片机内粗破,再自动输送到破碎机内按要求粒度细破。

2.2.5自动计量包装

硫酸铝产品破碎后,流入提斗机提升至高位中的振动粒度分级筛分级流入不同要求粒度料斗内。通过自动进料称重包装。

2.2.6自动码包,叉车转存入库

硫酸铝产品经过自动包装后,通过皮带送至机械手处,通过设置程序控制机械手,将硫酸铝产品抓至托盘上均匀排布。码好包后,用叉车根据粒度分级分类转到贮存区完成入库。

2.3现工艺优点

2.3.1自动化的引进,大大降低劳动强度,满足大规模生产需要

与目前现行的工艺进行比较,原材料采用了吨袋行车进行大规模生产,大大降低了劳动强度,实现规模化生产。钢带结晶替代钢板池结晶,用机械代替人工,劳动强度大幅降低,成品破碎用皮带输送,自动分级,实现了结晶、破碎过程生产自动化。包装码包过程,采用了自动进料计量装置,使计量更准确,包装更方便,机械手的引进,更是解决了人工码包的问题,加上托板叉车的配合,整个入库过程更加规范,产品在仓库内能整齐堆放,满足了大规模的生产作业的需要。生产厂家也能解决因劳动力不足而不能达到大规模生产的尴尬局面,而且并没有增加生产成本。对企业以及员工来说,都是双赢的局面。

2.3.2自动化生产,人员大幅减少,转变员工工作职能

建衡实业原年产8万吨间隙性传统生产工艺,需生产人员51人,而现自动化生产工艺产量提高,而生产人员只有21人,为员工创造了良好的生产环境,转变员工的工作职能,把员工从超重的劳动量中解放出来,更多的精力能够投入到对产品质量的监控,更多的发挥了自己的主观能动性。使厂家的招工范围更广,用工成本降低。

2.3.3产品纯度高,质量稳定

采用氢氧化铝为原料生产硫酸铝,质量稳定,完全能达到新《水处理剂硫酸铝》国家标准要求,能满足饮用水、金红石钛白粉包膜、高档纸张、崔化剂原料、涂料等应用领域需求。

2.3.4杜绝废渣、废水、废汽排放,节能减排,现场整洁

采用氢氧化铝生产工艺,废渣、废水、废汽几乎零排放,无需蒸汽,建衡实业年生产8万吨硫酸铝,年节约标煤1.5万吨,没有废弃物排放,现场整洁。

2.3.5生产成本降低,企业效益、社会效益显著

现氢氧化铝生产工艺与传统铝土矿加压法生产工艺相比,生产成本降低,年节约能源成本,环保治理成本,以及原传统工艺设备维修成本,同氢氧化铝与铝土矿生产硫酸铝成本相当,而人工成本及水、电消耗降低,质量提高的效益,生产成本更显优势,所以硫酸铝工业自动化生产工艺,企业效益和社会效益显著。

1、结语

硫酸铝是一个传统的无机化工产品,通过铝盐企业几十年持续改进,不断完善,根据我国原料现状,采用氢氧化铝生产工艺,引进先进设备,装备硫酸铝产业,提高硫酸铝工业生产的机械化、自动化生产水平,该项技术推广应用前景广阔,节能潜力巨大。将是硫酸铝生产工艺的一次重大技术进步,将为我国硫酸铝节能减排做出突出贡献。

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