论应用物质守恒定律的原理 探索提高明矾回收率.doc

1、论应用物质守恒定律的原理 探索提高明矾回收率论文摘要：素有世界矾都之称的温州矾矿是我国钾明矾生产的主要地点，年产钾明矾三万多吨，已有六百多年的采炼历史，该工艺生产过程传统，历史久，因为传统的成份多，造成了工艺落后，能耗大，产品回收率低等问题。文章着重从化学分析入手，利用价格差及物质守恒定律的原理，探索提高明矾回收率的问题。 论文关键词：明矾回收率 对象选择 功能分析 技术支撑 一、对象选择 矾矿目前在采的鸡笼山矿区，根据探矿规划和已探明的矿石储量，现有可利用的储矿不足 20 万吨，加上历年来的残采，现有可用矿产资源供矿也只能维持近一、两年。因此，矿产资源紧张、矿山接替矛盾已日益突出。 原因：目

2、前矾矿现有的生产工艺流程只能利用矿石大于 30mm，品位在 45左右的粗粒状明矾石，未开采的 42 层矿体以细粒状结构为主，地质储量约为 400 多万吨，由于矿石结构密实，受目前矾矿炼矾生产工艺的限制，以及经济条件制约形不成大规模开采和利用，为此，采矿的水平为 230 米以上至 360 米中段的残采矿源。为保证资源的充分利用，确保矿源接替，需要充分利用矾矿有限的技术力量，推进新工艺“补加硫酸铝”工艺，来提高明矾回收率用以节约矿产资源，延长矿山使用寿命，以缓解明矾石供应紧张局面。 二、功能分析 1.硫酸铝、钾不平衡的原因。由于我矿的明矾石在焙烧过程中，是通过煅烧工序使矿石复合物的结构进行破坏，软

3、化矿石，形成熟石，使下工序容易得到 KAI(SO4)4 明矾的主要成份，但在煅烧高温的过程中，明矾石中的 Al2(SO4)3 分解为 Al2O3 和 SO2，其中有部分 Al2(SO4)3 脱去SO2，使之成为活性较差的氧化铝，不会和自身的 K2SO4 发生反应，造成在明矾浸出液、母液水中都有过剩 K2SO4，同时在加温浸出、结晶等过程中由于部分明矾水解形成 Al(OH)3，也产生了少量过剩的 K2SO4，二部分累加，使母液水中的 K2SO4 在不断的累积中产生过剩，导致浸出液中的钾白白流失，造成浪费，使原矿石的回收率低下。 2.利用化学原理，合理回收 K2SO4。明矾是由 K2SO4，Al2

4、(SO4)3 按其摩尔比为 1：1 所组成的复盐，而生产过程中造成 K2SO4 的过剩，相对于 Al2(SO4)3 来说就造成不足，使之无法按比例结晶成明矾。由于 K2SO4的多余，就为 Al2(SO4)3 的补加提供技术依据，为解决“水浸法”这一问题，就要通过补加一定数量的硫酸铝（Al2(SO4)3）的方法，使其浸出液中的铝、钾达到平衡，提高明矾回收率，节省原矿石，延长矿山使用寿命，增加明矾产量，从而提高经济效益的目的。 3.效益分析。根据炼矾各厂实际补加数据，以每池增产明矾 0.39 吨/池计算，明矾成本平均为 1000 元/吨（平均补加量为 1.3 吨/池，硫酸铝价格为 225 元/吨)

5、即 0.39T1000 元/吨-1.3T225 元/吨为每池增加效益 97.5 元；2011 年度炼矾各厂共补加硫酸铝 1291.60 吨（即 1291.60吨1.3 吨=993.3 池，0.39 吨993.3 池=387.3 吨） ，多产明矾 387.3吨，增加效益 38.7 万元，相当节约标矿 1250 吨。可见通过补加硫酸铝经济效益是显著的，同时也节省了矿石，缓解矿产资源紧张局面和延长矿山的使用寿命。 三、技术支撑 （一）运用化学知识求解 根据理论依据和一些零星的生产实践经验，K2SO4 过剩量按铝、钾差额折算在浸出液中大于 90 克/升，母液水中大于 100 克/升，就可判断为明矾母液

6、水中的 Al2(SO4)3 不足，同理，就存在 K2SO4 过剩，而 K2SO4的过剩，即需补加硫酸铝平衡。按池用矾砂量平均 12 吨计算，则每池过剩钾量折明矾 1 吨。因此要达到铝钾平衡，需补加 7.2%的硫酸铝量为1.5 吨，考虑到系统过程中钾的损失等因素和留有差额的原则，补加 7.2%的硫酸铝量为 1 吨左右为最佳，并要求在实际操作中，需根据砂质的好坏、池体积的大小，以及用砂量的多少进行适量调整和控制补加量，使之达到最佳效果。 （二）技术点控制 1.补加硫酸铝的序前工作和控制。各炼矾厂要根据车间每池或每天母液水分析报表，及时掌握铝钾差额数据，大于 100 克/升的要及时进行补加硫酸铝，并

7、且实施循环补加。 2.对硫酸铝质量的把关和控制。供应单位要根据技术和指标要求进行控制，硫酸铝的主含量氧化铝必须大于 6%以上。 3.补加硫酸铝的操作和控制。根据炼矾各厂的实际操作和控制数据：母液浸出液浓度控制在 2729Be；浸出液下池温度控制在摄氏 7075；结晶池盖面母液水控制在 57cm；补加硫酸铝量控制在 1.11.3 吨/池。 4.补加硫酸铝要经过锅运头加温灶，与母液同时搅拌后下池，使之均衡、溶出，通过加温混和、均匀，使明矾质量不会出现偏差，然后是母液中的含铁成分会随废渣带出。 四、完善推广补加硫酸铝 补加硫酸铝工艺，做为一种技术，由于在工艺生产过程中，存在着很多的不确定因素，虽几经

8、提出但由于生产过程有所变化，职工积极性不高，因此有必要下大力气完善推广，通过一些工艺实验，有进一步的数据要求推广补加硫酸铝技术。 1.回收率的提高：炼矾各厂无补加硫酸铝的明矾回收率平均为28.5%，通过补加硫酸铝后，回收率提高到 31.46%，提高了 2.96 个百分点。 2.池产增加：炼矾各厂无补加硫酸铝的池产为平均 3.75 吨/池，通过补加硫酸铝后，池产明矾平均达到 4.14 吨/池，池产平均增加明矾0.39 吨/池。 这两大指标的提升，加上效益的分析，因此，有必要完善补加制度，推广补加硫酸铝。第一，当明矾水母液中铝钾失衡达到大于 100 克/开的时候，要适时适宜地进行补加硫酸铝。第二，

9、对补加硫酸铝源头进行控制：硫酸铝的质量是源头，也是关键，硫酸铝指标的氧化铝含量必须要达到 6%以上；第三，对明矾母液水比重、浓度、池量进行规范，及时掌握动态。加多、饱和都会产生盐基性明矾，使明矾产品出现发黄的现象；第四，做到技术与实践相结合，做到计量准确、操作规范、监测到位；第五，明矾母液水和补加硫酸铝通过压滤形成精液，其铁等其他金属离子易在母液中积累，其可通过锅运头加温灶搅拌均匀、混和、避免发黄等现象。 在系统、科学地总结经验的基础上，要通过召开生产现场会的形式，召集相关单位（部门）统一思想认识，统一操作规范，对整个过程进行规范化要求，使之科学操作、规范运行。要以科学发展观的思想指导工作，使该项目在矾矿制度化、系统化的总结和规范化的实施中完善，才能为矾矿创造出更多的效益。