一种氧化铝生产用种分槽的制作方法

本发明属于氧化铝生产技术领域，具体涉及的是一种氧化铝生产用种分槽。

背景技术：

目前，全球90%以上的氧化铝生产都是通过拜耳法实现的。晶种分解是拜耳法生产氧化铝的一个关键过程。其中，铝酸钠溶液的晶种分解效果影响着氧化铝的质量和生产效率。晶种分解过程中，加强搅拌强度可以使晶体保持悬浮状态，并与溶液保持良好的接触，增大液固间接触面，使晶体快速均匀生长，从而提高溶液产出率和成品氧化铝质量。

但是，槽底结疤问题是拜耳法常见的一个技术问题。在实际工业应用中，罐底结疤可高达5.9米，且均为硬结疤。不仅降低了搅拌罐的体积，而且严重地影响了搅拌设备的正常运行，需要定期清洗，使得成本大大增加，生产效率也有所降低。

因此，如何有效解决种分槽的槽底沉积问题，降低功耗，提高搅拌的混合均匀度是搅拌装置优化设计中需要解决的关键问题。

技术实现要素：

本发明的目的是：为了解决种分槽体内槽底结疤的技术问题，本发明提供一种氧化铝生产用种分槽。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种氧化铝生产用种分槽，它包括电机、搅拌桨和种分槽体，其中：所述种分槽体侧壁的上部设置有用于反应物料添加的进料管，与进料管相对一侧种分槽体的侧壁上设置有提料管，所述电机设置于种分槽体上盖心部的上方，电机的转子通过减速器与搅拌轴连接，搅拌轴的下端部延伸至距种分槽体底部0.53倍槽体直径处，所述搅拌轴上部五分之二处设置有二斜叶桨，搅拌轴的下端部设置有螺旋桨；

所述种分槽体的底面设置为双曲面釜底，导流筒通过支撑杆固定安装在种分槽体内侧壁的下端，并且螺旋桨位于导流筒内，导流筒的上端面处设置为向上敞开的第一喇叭口，导流筒的下端面处设置为向下敞开的第二喇叭口，导流筒的直径为种分槽体直径的0.6倍。

进一步地，所述电机的转子通过联轴器与减速器的动力输入轴连接，减速器的动力输出轴通过联轴器与搅拌轴连接。

进一步地，所述提料管的下端部延伸至导流筒的上方。

进一步地，所述提料管的下端面设置为弧形面。

进一步地，所述二斜叶桨的直径与种分槽体的直径比为0.5，二斜叶桨的倾斜角度为45度；所述螺旋桨的直径与种分槽体的直径比为0.33，螺旋桨设置有三片桨叶。

进一步地，所述二斜叶桨与螺旋桨之间的距离为二斜叶桨直径的1.5倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种氧化铝生产用种分槽，料浆在导流筒内向下流动，喷射到导流筒底部的料浆把种分槽底部的颗粒冲刷起来，使它们进入到导流筒及槽壁之间，重新循环起来，可缓解种分槽结疤现象，对提高氧化铝产量与质量、降低能耗以及促进氧化铝工业技术进步都具有重要的理论和实际意义。

附图说明

图1为种分槽主视剖视结构示意图，图1中虚线与箭头表示物料循环流线；

图2为二斜叶桨主视结构示意图；

图3为螺旋桨主视剖视结构示意图；

图4为螺旋桨的俯视结构示意图。

图中，1为电机，2为减速器，3为提料管，4为支撑杆，5为导流筒，6为双曲面釜底，7为螺旋桨，8为二斜叶桨，9为进料管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图4所示的一种氧化铝生产用种分槽，它包括电机、搅拌桨和种分槽体，其中：所述种分槽体侧壁的上部设置有用于反应物料添加的进料管9，与进料管9相对一侧种分槽体的侧壁上设置有提料管3，所述电机1设置于种分槽体上盖心部的上方，电机1的转子通过减速器2与搅拌轴连接，搅拌轴的下端部延伸至距种分槽体底部0.53倍槽体直径处，所述搅拌轴上部五分之二处设置有二斜叶桨8，搅拌轴的下端部设置有螺旋桨7；

所述种分槽体的底面设置为双曲面釜底6，采用双曲凹槽结构，按流体流动迹线，液体通过螺旋桨7向下流动经过槽底部时受其引导向上方继续流动，利于稳定环流的形成；导流筒5通过支撑杆4固定安装在种分槽体内侧壁的底部，并且螺旋桨7位于导流筒5内，导流筒5的上端面处设置为向上敞开的第一喇叭口，导流筒5的下端面处设置为向下敞开的第二喇叭口，导流筒5的直径为种分槽体直径的0.6倍，与螺旋桨充分配合，导流筒5促进种分槽体中物料上下循环，以较低的功率达到搅拌均匀的目的。

在种分槽内分两层设置搅拌器，使物料在整个种分槽内均匀分布。在电机的驱动下，预先设定搅拌桨以一定转速旋转，此时槽内的液体和固体颗粒在搅拌桨的搅动下开始运动。在传统情况下，由于流场湍流程度较小，如果搅拌不能提供足够的悬浮力，颗粒在重力作用下向槽底聚集，而顶部颗粒浓度相对较低，上下浓度分布不均匀。在本发明中，当叶片转动时，其周围的流体被连续驱动，并在导流筒引导下向上流动，形成稳定的循环。

传统的种分槽中存在大量的低效区，此区域在槽底侧部与中部比较多，在此区域内搅拌效率低，均匀性差，制约了搅拌设备效能的发挥，采用本装置可以有效的避免低效率区的产生。

在传统种分槽中，上层桨叶位置太低，槽内上部液体得不到充分搅拌，导致大量颗粒沉积在底部；桨叶过高，槽底的物料得不到充分搅拌。本申请采用轴向环流，使槽底部物料充分混合，达到提高生产效率的目的。在传统的搅拌过程中，流场的湍流程度较小，能提供的悬浮动力也比较小，颗粒在重力作用下向底部聚集，导致槽底中心处和槽壁处颗粒浓度相对较高，因此搅拌桨的正下方存在搅拌“盲区”，颗粒在此位置容易聚集，产生结疤。本发明采用双曲面釜底结构能有效避免此类盲区的产生。本发明搅拌桨设计使搅拌槽底液体充分流动，液体上部获得更多搅拌，分层现象得到明显改善。

现有技术中釜底为碟形时，螺旋桨距离底部距离越近，对底部的颗粒悬浮越为有利，但会导致上层液体混合不均匀。双曲面釜底6可以保证螺旋桨7在较低转速下液体能够充分悬浮，同时也不必专门为搅动起槽底颗粒而把螺旋桨7的桨叶放置到较低位置，引起上方固液浓度不均现象。传统碟形底虽说在一定程度上减轻了液体结疤情况，但在实际应用中，可能无法发挥很大的防沉积作用。本发明提供的双曲面釜底6，其槽型设计增加了循环效率，减少了不必要的结疤和沉积，且比平底节能40%，提高了生产效率。

根据螺旋桨流型来设计导流筒5的结构，导流筒5的上下两端均有一定的弯曲弧度，利于物料循环。导流筒5支撑结构中的支撑杆4为流线型设计，最大程度减轻流体流动阻力。

与传统机械搅拌法相比，本发明提供的搅拌装置避免了搅拌功率大、易沉积结疤、易产生杂质、易造成料浆短路等缺点。延长了种分槽清理周期，使种分槽得以安全稳定运行。

进一步地，所述电机1的转子通过联轴器与减速器2的动力输入轴连接，减速器2的动力输出轴通过联轴器与搅拌轴连接。

进一步地，所述提料管3的下端部延伸至导流筒5的上方。

进一步地，所述提料管3的下端面设置为弧形面。

进一步地，所述二斜叶桨8的直径与种分槽体的直径比为0.5，二斜叶桨8的倾斜角度为45°；所述螺旋桨7的直径与种分槽体的直径比为0.33，螺旋桨7设置有三片桨叶。二斜叶桨8与螺旋桨7的桨叶长度适中，叶片长度过长会加剧叶片的磨损，增加能耗。考虑到种分槽体下部为主要搅拌区，将桨叶长度设为0.33倍种分槽体直径，此长度有利于桨叶与导流筒5的配合，也减少了增大桨径而增加的功耗，更适合应用于实际生产中。

二斜叶桨8与螺旋桨7的桨叶均采用常规传统桨叶结构，易于加工，配件易更换，利于工业化，方便投入生产实践之中。

二斜叶桨8与直叶桨相比，斜叶桨功耗更少，制作费用更低。二斜叶桨8有轴向、径向、环向分流，搅拌效果好。螺旋桨7在轴向有很大的排出流量，与普通平桨相比，可在消耗动力较小的情况下获得较大的循环流量，螺旋桨7结构简单，剪切作用不大，利于氢氧化铝的生成。

进一步地，所述二斜叶桨8与螺旋桨7之间的距离为二斜叶桨8直径的1.5倍，这样既可以保证整个种分槽体内溶液都得到充分的混合，又可以避免桨叶之间距离过大，无法形成二次循环流，且合理设置二斜叶桨8与螺旋桨7的间距可以在较小转速下形成大范围环流，使底部颗粒分布更均匀。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。