專利名稱：鋁土礦的拜耳法溶出工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁土礦的拜耳法溶出工藝，特別是涉及一種適用于一水硬鋁石型、一水軟鋁石型、三水鋁石型及混合型鋁土礦的拜耳法溶出工藝，它適用于鋁土礦的單流法和雙流法拜耳法溶出。
背景技術(shù)：
單流法是指全部溶出用堿液與鋁土礦、石灰配制成鋁礦漿進(jìn)入溶出過程，此過程中采用間接加熱的工藝。它適用于溶出過程在高溫?zé)峤粨Q段結(jié)疤生成較輕的溶出過程。
雙流法是指大部分溶出用堿液單獨(dú)間接加熱到較高的溫度，其余溶出用堿液與鋁土礦、石灰配制成高固含鋁礦漿經(jīng)預(yù)脫硅后間接加熱到較低的溫度。如果這兩股料流在罐式壓煮器內(nèi)混合后能達(dá)到溶出溫度，則在罐式壓煮器內(nèi)進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，完成溶出過程；如果這兩股料流在罐式壓煮器內(nèi)混合后達(dá)不到溶出溫度，則在罐式壓煮器內(nèi)用蒸汽直接加熱到溶出溫度后進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，完成溶出過程。它適用于溶出過程在高溫?zé)峤粨Q段結(jié)疤生成較重的溶出過程。
一水硬鋁石型、一水軟鋁石型、三水鋁石型及混合型鋁土礦的間接加熱鋁礦漿拜耳法溶出工藝有如下幾種方法(1)罐式壓煮器預(yù)熱、加熱、保溫反應(yīng)溶出的溶出工藝。
(2)套管換熱器預(yù)熱和罐式壓煮器預(yù)熱、加熱、保溫反應(yīng)溶出的溶出工藝。
(3)套管換熱器預(yù)熱、加熱、套管保溫反應(yīng)溶出的溶出工藝。
(4)套管換熱器預(yù)熱、加熱、套管保溫反應(yīng)溶出和罐式壓煮器保溫反應(yīng)溶出的溶出工藝。
在間接加熱溶出工藝中上述(1)、(2)兩種方法是用罐式壓煮器預(yù)熱、加熱，它存在罐式壓煮器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)有加熱管束、清洗結(jié)疤較難并不易清洗干凈等問題。在罐式壓煮器中為防止固體顆粒沉淀還帶有攪拌裝置，具有轉(zhuǎn)動部件，設(shè)備結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用高。
間接加熱溶出工藝第(3)種方法為套管保溫反應(yīng)溶出過程，因受套管長度的限制，其保溫反應(yīng)溶出時(shí)間短，僅有數(shù)分鐘。在數(shù)分鐘內(nèi)要達(dá)到溶出效果，勢必以提高溶出溫度為代價(jià)，尤其對較難溶出的鋁土礦是不經(jīng)濟(jì)的，能耗較大，成本較高。
間接加熱溶出工藝第(4)種方法還帶有套管保溫反應(yīng)溶出段，因受套管長度的限制，其保溫反應(yīng)溶出時(shí)間短，僅有數(shù)分鐘，在溶出過程中的作用很小，并且增加了系統(tǒng)的阻力，動力消耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述技術(shù)問題而提供一種適用范圍寬、工藝技術(shù)條件優(yōu)化，溶出效果好、換熱器結(jié)疤較輕、機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)率較高、建設(shè)費(fèi)用較低、能耗較小、生產(chǎn)費(fèi)用較低的拜耳法溶出工藝。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的鋁土礦的拜耳法溶出工藝，是將鋁土礦、石灰及部分循環(huán)堿液磨制成鋁礦漿，再經(jīng)預(yù)脫硅后與其余循環(huán)堿液混合進(jìn)入套管換熱器內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱和加熱至溶出溫度，在罐式壓煮器內(nèi)進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，保溫反應(yīng)溶出后進(jìn)行閃蒸降溫到要求的溫度，完成溶出過程。
鋁土礦的拜耳法溶出工藝，是將鋁土礦、石灰及小部分循環(huán)堿液經(jīng)濕磨、制備成高固含的鋁礦漿，經(jīng)預(yù)脫硅后與其余大部分循環(huán)堿液是分別進(jìn)入套管換熱器內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱和加熱至要求的溫度，經(jīng)加熱后較低溫度的鋁礦漿和較高溫度的循環(huán)堿液在罐式壓煮器內(nèi)混合，如混合后達(dá)不到溶出溫度，則通入蒸汽直接加熱到溶出溫度并在溶出溫度下進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，保溫反應(yīng)溶出后進(jìn)行閃蒸降溫到要求的溫度，完成溶出過程。
所述的預(yù)脫硅是將鋁礦漿在95～105℃的溫度下、進(jìn)行2～10小時(shí)的常壓預(yù)脫硅。
所述的石灰添加量為干鋁礦的1％～30％。
所述的循環(huán)堿液濃度為(Na2Ok)130～260g/L。
所述的保溫反應(yīng)溶出時(shí)間為3～120分鐘。
所述的溶出后礦漿的苛性分子比為1.22～1.55。
所述的溶出工藝中溶出溫度為120～290℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果如下本發(fā)明適用于處理氧化鋁拜耳法生產(chǎn)工藝過程中所有類型鋁土礦的鋁礦漿溶出，如一水硬鋁石型、一水軟鋁石型、三水鋁石型及混合型鋁土礦，適合于單流法和雙流法鋁土礦的拜耳法溶出，它適用范圍寬。
本發(fā)明解決了用罐式壓煮器預(yù)熱、加熱時(shí)，存在罐式壓煮器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用高，內(nèi)有加熱管束，清洗結(jié)疤較難并不易清洗干凈的問題；解決了套管換熱器預(yù)熱、加熱、保溫反應(yīng)溶出工藝，溶出溫度高、動力消耗大的問題；解決了套管換熱器預(yù)熱、加熱、停留保溫反應(yīng)溶出和罐式壓煮器保溫反應(yīng)溶出的溶出工藝，帶有套管保溫反應(yīng)溶出段，其保溫反應(yīng)溶出時(shí)間短，在溶出過程中的作用小，增加系統(tǒng)阻力，動力消耗較大的問題。
本發(fā)明的溶出礦漿經(jīng)多級閃蒸過程產(chǎn)出的二次蒸汽可全部回收利用，新蒸汽間接加熱的冷凝水二次蒸汽在本系統(tǒng)中也充分利用，節(jié)省了能源。
本發(fā)明工藝過程及工藝技術(shù)條件經(jīng)優(yōu)化，使得溶出效果好。
本發(fā)明的套管換熱器(單套管或多套管)、罐式壓煮器保溫反應(yīng)溶出、多級閃蒸槽均沒有轉(zhuǎn)動部件，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)。
本發(fā)明具有換熱器結(jié)疤較輕、機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)率較高、建設(shè)費(fèi)用低、生產(chǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1和例2鋁土礦的拜耳法溶出工藝流程圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例3鋁土礦的拜耳法溶出工藝流程圖。
圖中T0——溶出后礦漿，T1——循環(huán)堿液，T2——鋁礦漿，T3——熱源，A——預(yù)脫硅，B——預(yù)熱套管換熱器，C——加熱套管換熱器，D——罐式壓煮保溫反應(yīng)溶出，E——多級閃蒸，F(xiàn)——冷凝水回收利用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖1所示，三水鋁石型鋁土礦與部分循環(huán)堿液和石灰磨制成固含600g/l的鋁礦漿T2，鋁礦漿T2經(jīng)間接加熱至100℃后進(jìn)入預(yù)脫硅A進(jìn)行預(yù)脫硅8小時(shí)，再配入其余循環(huán)堿液T1用泵送入三級預(yù)熱套管換熱器B進(jìn)行預(yù)熱、多級加熱套管換熱器C用熱源T3加熱到溶出溫度，加熱后在罐式壓煮保溫反應(yīng)溶出D內(nèi)進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，溶出后進(jìn)入三級閃蒸E內(nèi)閃蒸降溫，經(jīng)閃蒸后完成溶出過程獲得溶出后礦漿T0。
為上述工藝中提供熱量的熱源T3是可滿足要求的飽和蒸汽或熔鹽。
末級閃蒸出料溫度為118℃，各級閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽用于預(yù)熱礦漿，末次冷凝水閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽用于加熱赤泥洗水。
溶出溫度為145℃，循環(huán)堿液苛性堿濃度180g/L，石灰添加量2％(干礦)，溶出液αk1.36，溶出赤泥鋁硅比2.65，溶出時(shí)間60min。
實(shí)施例2如圖1所示，一水軟鋁石型鋁土礦與部分循環(huán)堿液和石灰磨制成固含300g/l的鋁礦漿T2，鋁礦漿T2經(jīng)單套管換熱器被加熱至100℃后進(jìn)入預(yù)脫硅A進(jìn)行6小時(shí)預(yù)脫硅，再配入循環(huán)堿液T1用隔膜泵送入十級預(yù)熱套管換熱器B進(jìn)行預(yù)熱、然后進(jìn)入多級加熱套管換熱器C用熱源T3加熱到溶出溫度，加熱后在罐式壓煮保溫反應(yīng)溶出D內(nèi)進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，溶出后在十級閃蒸E內(nèi)進(jìn)行閃蒸降溫，完成溶出過程獲得溶出后礦漿T0。
末級閃蒸出料溫度為125℃，各級閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽用于預(yù)熱礦漿，末次冷凝水閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽用于加熱赤泥洗水。
溶出溫度275℃，循環(huán)堿液苛性堿濃度180g/L，石灰添加量2％(干礦)，溶出液αk1.30，溶出赤泥鋁硅比1.28，溶出時(shí)間40min。
為上述工藝中提供熱量的熱源T3是可滿足要求的飽和蒸汽或熔鹽。
實(shí)施例3如圖2所示，一水硬鋁石型鋁土礦與小部分循環(huán)堿液和石灰磨制成固含900g/L的鋁礦漿T2經(jīng)單套管換熱器加熱至100℃后進(jìn)入預(yù)脫硅A內(nèi)進(jìn)行6小時(shí)預(yù)脫硅，預(yù)脫硅后的鋁礦漿經(jīng)隔膜泵送入七級預(yù)熱套管換熱器B預(yù)熱至180℃(礦漿流)。
大部分循環(huán)堿液T1用隔膜泵送入十級預(yù)熱套管換熱器B進(jìn)行預(yù)熱、預(yù)熱后進(jìn)入多級加熱套管換熱器C用熱源T3加熱到275℃(堿液流)。
上述180℃的礦漿流和275℃的堿液流在罐式壓煮保溫反應(yīng)溶出D內(nèi)混合并用過熱蒸汽直接加熱至265℃保溫反應(yīng)溶出、溶出后礦漿進(jìn)入十級閃蒸E進(jìn)行閃蒸降溫，完成溶出過程獲得溶出后礦漿T0。
末級閃蒸出料溫度為125℃，各級閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽用于預(yù)熱礦漿，末次冷凝水閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽用于加熱赤泥洗水。
溶出溫度265℃，循環(huán)堿液苛性堿濃度250g/L，石灰添加量15％(干礦)，溶出液αk1.46，溶出赤泥鋁硅比1.48，溶出時(shí)間80min。
為上述工藝中提供熱量的熱源T3是可滿足要求的飽和蒸汽、過熱蒸汽或熔鹽。
權(quán)利要求
1.鋁土礦的拜耳法溶出工藝，是將鋁土礦、石灰及部分循環(huán)堿液制備成鋁礦漿經(jīng)預(yù)脫硅后與其余循環(huán)堿液混合進(jìn)行反應(yīng)溶出的工藝，其特征在于經(jīng)預(yù)脫硅的鋁礦漿與其余部分循環(huán)堿液先混合，然后進(jìn)入套管換熱器內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱和加熱至溶出溫度，在罐式壓煮器內(nèi)進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，保溫反應(yīng)溶出后進(jìn)行閃蒸降溫到要求的溫度，完成溶出過程。
2.鋁土礦的拜耳法溶出工藝，是將鋁土礦、石灰及小部分循環(huán)堿液制備成鋁礦漿經(jīng)預(yù)脫硅后與其余大部分循環(huán)堿液混合進(jìn)行反應(yīng)溶出的工藝，其特征在于經(jīng)預(yù)脫硅的高固含鋁礦漿與其余大部分循環(huán)堿液分別進(jìn)入各自的套管換熱器內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱和加熱至要求的溫度，然后較低溫度的鋁礦漿和較高溫度的循環(huán)堿液在罐式壓煮器內(nèi)混合，如混合后達(dá)不到溶出溫度，再通入蒸汽直接加熱到溶出溫度并在溶出溫度下進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，保溫反應(yīng)溶出后進(jìn)行閃蒸降溫到要求的溫度，完成溶出過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁土礦拜耳法的溶出工藝，其特征在于所述的預(yù)脫硅是將鋁礦漿在95～105℃的溫度下、進(jìn)行2～10小時(shí)的常壓預(yù)脫硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁土礦拜耳法的溶出工藝，其特征在于所述的石灰添加量為干鋁礦的1％～30％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁土礦拜耳法的溶出工藝，其特征在于所述的循環(huán)堿液的濃度為(Na2Ok)130～260g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁土礦拜耳法的溶出工藝，其特征在于所述的保溫反應(yīng)溶出時(shí)間為3～120分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁土礦拜耳法的溶出工藝，其特征在于所述的溶出后礦漿的分子比為1.22～1.55。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁土礦拜耳法的溶出工藝，其特征在于所述的溶出工藝中溶出溫度為120～290℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋁土礦的拜耳法溶出工藝，特別是涉及一種適用于一水硬鋁石型、一水軟鋁石型、三水鋁石型及混合型鋁土礦的拜耳法溶出工藝，它適用于單流法和雙流法的鋁土礦拜耳法溶出。它是將鋁土礦、石灰及堿液制備成鋁礦漿經(jīng)預(yù)脫硅后與循環(huán)堿液混合進(jìn)行反應(yīng)溶出的工藝。經(jīng)預(yù)脫硅的鋁礦漿與循環(huán)堿液進(jìn)入套管換熱器內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱和加熱，加熱到溶出溫度后在罐式壓煮器內(nèi)進(jìn)行保溫反應(yīng)溶出，保溫反應(yīng)溶出后進(jìn)行閃蒸降溫獲得溶出后礦漿。本發(fā)明具有溶出效果好、換熱器結(jié)疤較輕、機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)率較高、建設(shè)費(fèi)用低、生產(chǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C22B3/12GK1936033SQ20061004804
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月19日
發(fā)明者郭煥雄, 廖新勤, 周鳳祿 申請人:沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院