铝土矿进拜耳法溶出之前要洗矿脱泥,擦洗机和洗矿机溢流出来的泥浆量很大,含泥量高,直接回用容易堵管道和喷嘴,外排又带走过量碱液和细泥。氧化铝厂更头疼的是溶出之后的赤泥,每产 1 吨氧化铝大约排出 1 到 1.5 吨干基赤泥,浆液 pH 常在 12 以上。这两股料都不好脱水。浓密机占地大、底流含水率压不下来,压滤机又容易被细泥糊住滤布,卸饼不干脆。浙江正达环保做矿业固液分离设备多年,两相 LW 系列卧螺离心机在这类细颗粒高碱矿浆上用得比较多,这篇把铝土矿洗矿泥浆和拜耳法赤泥的脱水方案讲清楚。
有句话要先放在前面。赤泥和洗矿泥浆最终能脱到多干,取决于粒度分布、进料含固率、碱度和絮凝配合,不是换一台机器就能一步到位。下面给的参数和三个现场案例都对应具体工况,真要定型,先寄样做小试,拿自家矿浆跑出来的数据说话。

第一个难点是细。拜耳法赤泥里小于 0.074mm(200 目)的颗粒常占 85% 以上,赤泥库回水夹带的细泥更细,不少在 0.02mm 以下,接近胶体。颗粒越细沉降越慢,沉降速度大致随粒径平方往下掉,靠重力浓密要很大的池容和很长的停留时间,细泥还容易随溢流跑掉,回水系统越循环越浑。洗矿泥浆里小于 0.045mm 的细泥也常占七成,脱泥溢流不清,回水就带泥。
第二个难点是高碱加磨蚀性。拜耳法溶出液里 NaOH 浓度高,赤泥浆 pH 普遍在 12 到 13,普通碳钢过流件长期泡着容易出碱腐蚀;赤泥中还夹着没溶干净的石英、铁矿物硬颗粒,转鼓内壁、螺旋叶片和排渣口磨损都快。第三个是浓度波动。洗矿来料随原矿含泥率变,换一个采区、赶上一场雨,进料含固率能从 8% 跳到 20%,设备得跟着调差速和堰板,不能按一个固定点一直跑。
卧螺离心机靠固液密度差加离心力干活。矿浆从中心进料管进转鼓,转鼓以 2600 到 3200 r/min 高速旋转,把固体颗粒甩到鼓壁形成沉渣层,螺旋推料器用几转到十几转的差速把沉渣推向锥端排渣口,分离后的清液从另一端溢流堰排出。整个过程连续、密闭,不用滤布,细泥糊不住,这是它比压滤机更适合赤泥和洗矿泥浆的根子。固液分离能到什么程度看分离因数,LW 系列分离因数在 2200 到 3600 之间,细颗粒配上絮凝剂抱团,固相回收率就能稳住。
针对高碱和磨蚀,机型上要做三件事。转鼓用离心浇筑,内壁致密均匀,耐碱腐蚀能力更好;螺旋叶片堆焊碳化钨耐磨层,厚度做到 3mm 以上;差速器用行星齿轮配稀油强制循环润滑,扛得住三班连续运行。这几项直接决定转鼓在矿业工况里能用几年,我们专门写过《矿山工况下卧螺离心机转鼓能用几年?影响耐磨寿命的关键因素有哪些》,按磨损部位拆得比较细。细颗粒跑浑怎么治,可以对照《铅锌矿浮选尾矿脱水:耐磨型卧螺离心机解决细颗粒物料跑浑难题》,矿种不一样,控制跑浑的道理是相通的。

选机型先算处理量和含固率。进料 8 到 20 m³/h 用 LW450,10 到 25 m³/h 用 LW530,这是矿山专用机型;20 到 45 m³/h 用 LW600,5 到 10 m³/h 的小流量用 LW350,15 到 30 m³/h 又需要更长沉降区的选 LW550。赤泥细、要回收率,优先挑分离因数高的档位;含砂磨蚀重的洗矿泥浆,宁可选转鼓直径大、转速适中的 LW600,耐磨层寿命更长。参数表在下一节,选型前把来料寄到厂里做小试,比照着表拍脑袋靠谱得多。
工艺上绕不开絮凝剂。粒径小于 0.5μm 的胶体级细泥,直接进离心机分离效率不到 30%,得先加聚丙烯酰胺把细泥絮成团再进机。加药量一般按每吨干固体 1.2 kg 左右起步,再按烧杯试验和现场来料浓度调。高碱赤泥要选耐碱型药剂,絮凝剂和矿浆在管道混合器里反应充分再进转鼓,差速和堰板深度跟着进料浓度走,浓度一波动,当天就得跟着动。
边界也说明白。长条纤维类物料会缠螺旋,进机前先破碎;含油量超过 5% 的油泥不在两相机型适用范围,要另换工艺;设备没有防爆认证不能进爆炸性粉尘区,海拔超过 3000m、湿度大于 95% 连续运行的场合要单独评估。泥饼含水率能压到多少,可对照《矿山尾矿脱水用卧螺离心机能达到多低的泥饼含水率?LW530实测参考》的实测口径,赤泥比普通尾矿细得多,含水率预期要放宽,别按 30% 以下去承诺。整线配置可以看《选矿污泥脱水机》产品页,进料、加药、出渣输送是怎么串的,上面写得比较全。
| 机型 | 转鼓转速(r/min) | 分离因数 | 处理量(m³/h) | 电机功率(Kw) | 设备重量(KG) | 外形尺寸(L×W×H)(MM) | 备注 |
| LW350 | 3200 | 3136 | 5-10 | 7.5/15 | 2200 | 2650×1300×850 | 双变频,双电机 |
| LW450 | 3000 | 2265 | 8-20 | 15/37 | 3800 | 4050×1030×1300 | 双变频,双电机 |
| LW530 | 2800 | 2324 | 10-25 | 22/45 | 4200 | 4030×1250×1420 | 矿山专用,双变频,双电机 |
| LW550 | 3000 | 3632 | 15-30 | 15/45 | 4800 | 4500×1250×1420 | 长径比机型,双变频,双电机 |
| LW600 | 2600 | 2372 | 20-45 | 22/55 | 5500 | 4650×1350×1650 | 双变频,双电机 |
表里的转速、分离因数、处理量都是 LW 系列两相机的出厂标称值,双变频双电机是标配。赤泥和洗矿泥浆选型时,处理量按进料体积取,别按干固体量算;含固率偏高就往大一档靠,给浓度波动留余量。

案例一 · 山西省某氧化铝厂(拜耳法赤泥末次洗涤)
现场工况条件:拜耳法溶出赤泥经四级反向洗涤,末次洗涤底流进离心机,处理量 18 m³/h,进料含固率 20% 到 24%,小于 0.074mm 颗粒占 88% 左右,浆液 pH 约 12.8、温度 65℃,三班连续运行。
采用机型:LW530
分离与运行效果:转鼓 2800 r/min,配阴离子絮凝剂约 1.2 kg/tDS,固相回收率稳定在 94% 到 96%,连续运行差速平稳,没出现螺旋堵料;螺旋碳化钨耐磨层 3mm 以上,跑满 6 个月拆检磨损轻微。
出水与出渣状态及后续处置:分离液悬浮物降到 200 mg/L 以下,回洗涤工序补作洗水;出渣赤泥含水率 40% 到 45%,送赤泥堆场干法堆存,比原沉降槽底流外运量明显下降。
以上为典型案例,参数与结果仅供参考。不同厂家的设备配置、物料性质与运行管理水平不同,实际数据会有差异,请以现场小试为准。
案例二 · 河南省某铝土矿洗选厂(洗矿泥浆脱泥回水)
现场工况条件:铝土矿擦洗脱泥工序溢流泥浆,处理量 28 m³/h,进料含固率 12% 到 16%,小于 0.045mm 细泥占 70%,夹带少量石英砂粒,磨蚀性偏强,每天运行 16 小时,间歇开机。
采用机型:LW600
分离与运行效果:转鼓 2600 r/min,细泥沉降充分,固相回收率约 93%,溢流跑浑得到控制;离心浇筑转鼓内壁加耐磨层,处理含砂泥浆运行平稳,砂粒对排渣口冲刷在可接受范围。
出水与出渣状态及后续处置:出水悬浮物低于 150 mg/L,回擦洗工序循环使用;出渣泥饼含水率 35% 到 40%,和粗粒尾矿一并堆存,洗水补水量比改造前少了一半左右。
以上为典型案例,参数与结果仅供参考。不同厂家的设备配置、物料性质与运行管理水平不同,实际数据会有差异,请以现场小试为准。
案例三 · 贵州省某氧化铝厂(赤泥库回水细泥浓缩)
现场工况条件:赤泥库回水夹带细泥,处理量 8 m³/h,进料含固率 6% 到 9%,多数颗粒小于 0.02mm,接近胶体,pH 13 左右,白班 8 小时间歇运行。细泥太细,单独离心分离效率偏低。
采用机型:LW450
分离与运行效果:先投加耐碱絮凝剂把小于 0.5μm 的胶体细泥絮成团再进机,转鼓 3000 r/min,固相回收率约 90% 到 93%,末端跑浑明显减轻;高碱工况下过流件用耐碱材质,半年内没出现碱腐蚀穿孔。
出水与出渣状态及后续处置:出水澄清,回赤泥库或补进循环水;出渣含水率 45% 左右,并入赤泥堆场;细泥不再在库内反复循环累积,回水浊度稳住了。
以上为典型案例,参数与结果仅供参考。不同厂家的设备配置、物料性质与运行管理水平不同,实际数据会有差异,请以现场小试为准。
铝土矿洗矿泥浆和拜耳法赤泥的脱水,卡点从来不在机器转得多快,而在细颗粒、高碱、磨蚀这三件事能不能一起管住。两相 LW 卧螺离心机把连续固液分离和耐碱耐磨做在一台设备里,LW350 到 LW600 按处理量分档,赤泥洗涤、洗矿脱泥、库回水净化各有对应机型。真要落地,先测粒度和含固率,把絮凝剂和差速调好,再用小试样机定含水率预期。参数表是起点,现场矿浆说了算。
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