淺談攪拌器對七水硫酸鋅結晶晶粒的影響

淺談攪拌器對七水硫酸鋅結晶晶粒的影響

0前言

硫酸鋅生產工藝中，產品的結晶過程是關系到產品外觀質量的直接網素，而影響其結晶過程的因素諸多，如：溶液的組成、pH值；溶液的過飽和度；攪拌槳形狀；攪拌速度及結晶庫溫過程曲線的控制等。通常生產過程中，硫酸鋅溶液的蒸發結晶工藝如下：將凈化后合格的疏酸鋅溶液經真空蒸發，濃縮至比重1.58-1.62，放入攪拌結晶釜并開循環冷卻水降溫。溶液冷卻降溫至冷卻終點控制的溫度后，停加循環冷卻水，繼續攪拌至結晶釜中顆?；巨D型后，保溫至溶液溫度達離心溫度時進行離心分離，離心后物料經涼干、篩分即為七水硫酸鋅成品。

1  硫酸鋅結晶過程中撞拌器槳葉形式的比較試驗

1.1  攪拌器形式的考察比較

硫酸鋅生產過程中過去普遍選擇采用錨式攪拌的搪瓷反應釜（見圖1b）攬拌轉速在50r/min左右(采用速比1：29的減速機)。由于完全的“層流”與溶液上部形成的較大的“漩渦”,致使結晶產品的外觀形態非常差，幾平沒有像樣的“結晶晶體粒狀”。后來經過研究比較改進為框式復合攪拌(見圖1c)，釜體改為不銹鋼夾套，釜體內增設了折流板，降低了攪拌轉速至40r/min左右(減速比1:35）后，液體游渦幾乎消除了，“層流”現象也減輕了很多，但在結晶釜內，隨著結晶過程的進行，硫酸鋅顆粒的形成與加入的結晶”晶種“，下沉在結晶釜底部，釜體下部需要的攪拌功率增大很多，嚴重時造成”晶體顆粒“把攪拌槳”抱死“，攪拌電機損壞或者”跳閘“。結晶釜出口管道經常”結死“，放料閥無法開啟，不得已用蒸汽加熱，將晶體溶解后才可”放料“。硫酸鋅廠家

試驗采用的螺帶式攪拌(見圖1a)，主體結構由雙螺帶與主軸焊接而成，并且在攪拌漿的上、下部分別增設了推進式與提升式攪拌葉片，增加了漿液的軸向的流動力，消除了前述兩種攪拌槳完全不能使漿液軸向流動的特性，使硫酸鋅漿液在結晶過程中得到充分均勻混合。

試驗所用溶液為現行生產中硫酸鋅蒸發前液，在不改變其它結晶工藝條件的前提下，利用硫酸鋅現行生產中3臺結晶釜，分別將三種不同形狀的攪拌槳：螺帶式攪拌、錨式攪拌和框式復合攪拌安裝至1^#、2^#、和3^#結晶釜中，進行硫酸鋅溶液結晶試驗。

在不改變攪拌槳轉速的條件下，考察三種攪拌形狀下硫酸鋅結晶顆粒粒徑分布情況(見表1)。硫酸鋅多少錢一噸

1.2攪拌轉速的試驗考察

將達到蒸發比重的硫酸鋅濃縮液放入安裝螺帶式攪拌的結晶釜中。不改變其它工藝參數，用攪拌器拖動電源用變頻器調整控制，逐漸降低結晶釜攪拌電機頻率由50-38 Hz(結晶釜攪拌轉速約30-

21 r/min)，進行硫酸鋅溶液結晶試驗研究，記錄單釜硫酸鋅晶粒的篩分數量并采樣篩分硫酸鋅晶體的粒徑分布，試驗數據見表2。

2  攪拌器對硫酸鋅晶粒的影響

2.1  攪拌槳葉形式的影響

    在相同的攪拌轉速條件下，隨著結晶粒徑的增大和結晶過程的進行，安裝框式復合攪拌的結晶釜出現與現場用錨式攪拌相同的“抱釜”現象,不利于生產的進行，安裝螺帶式攪拌的結晶釜未發生此現

象，更有利于結晶過程的進行。尤其在結晶顆粒增大的情況下，框式復合攪拌抱釜現象更加明顯，而螺帶式攪拌仍無“抱釜”現象。

2.2  攪拌速度的影響

采用螺帶式攪拌,不改變其它工藝參數,調整結晶釜攪拌電機頻率，硫酸鋅結晶顆粒有增大趨勢，當攪拌電機頻率降至35Hz時(結晶釜攪拌轉速約21r/min)，出現“抱釜”現象。

3  結語

3.1螺帶式攪拌器有利于硫酸鋅溶液的結晶

螺帶式攪拌器更有利于七水硫酸鋅結晶的進行，主要體現在現行工藝條件下，安裝該攪拌的1^#結晶釜所產硫酸鋅結晶顆粒粒度分布較均勻，單釜結晶率明顯提高，平均增加25%。

3.2  攪拌轉速在23-27 r/min之間有利于七水硫酸鋅結晶穎粒成形

結晶釜攪拌轉速約23 ~27 r/min(控制電源頻率在38~45 Hz)時，硫酸鋅結晶顆粒有增大趨勢，20目篩網篩上物達60%以上，并且沒有抱釜現象，基本能達到硫酸鋅顆粒粒徑在0.8 ~2.0 mm之間的要求。

4  建議

硫酸鋅緒品過程應實現自動控制:

（1）硫酸鋅溶瘦結品曲線的控制不穩宗,造成其外觀顆粒不規則,篩下料多。

（2）結晶過程降溫循環水量控制不恒定,降溫過程所用時間不同，影響產品物理外觀質量，建議安裝流量計。

劉芙蓉，張雙泉，李全

[參考文獻]

[1]馬佩璋,馮立和,等。無機鹽工業手冊[M].北京:化學工業出版社,1999。

[2]王凱，虞軍。化工設備設計全書一攪拌設備[M]。北京:化學工業出版社，2003。