CN100443410C - 侧流苛化工艺方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种侧流苛化工艺方法及装置，它在侧流苛化过程设置1～3台石灰乳槽和4～6台苛化槽，采用连续苛化工艺，将赤泥沉降洗涤过程中的二洗洗液与石灰乳液同时送入首台苛化槽，苛化料浆从首台苛化槽依次流到以下各台苛化槽，直至流到最后的苛化槽，苛化后料浆返回赤泥沉降洗涤工序的一洗或二洗沉降槽中。本发明工艺简单、操作方便；蒸发车间只蒸水不排盐，可提高蒸发汽水比，大幅度节约蒸汽消耗；避免了碳酸钠在蒸发过程中析出，减少了管道及阀门的堵塞，提高了蒸发器的运行效率；蒸发车间不设排盐苛化，节省投资。本发明特别适合于用三水铝土矿生产氧化铝的过程；对于用一水硬铝石的氧化铝生产过程，也有较高的使用价值。

Description

侧流苛化工艺方法及装置

技术领域：

本发明涉及氧化铝生产工艺，特别是涉及氧化铝生产的碳酸钠苛化工艺方法及装置。

背景技术：

在拜尔法氧化铝厂，蒸发车间均设有排盐苛化工序，此工序的作用是让碳酸钠在蒸发过程中从铝酸钠溶液中析出，并将析出的碳酸钠转变为苛性钠，再将苛性钠返回流程中。

流程中的碳酸钠主要是由四个方面带进流程的：

(1)、原料磨配石灰时带入，石灰中通常含3～5％的CO₂。

(2)、矿石中带入，矿石中通常含0.1～0.3％的CO₂。

(3)、空气中带入，主要是在生产过程中，槽罐内铝酸钠溶液长期与空气接触，吸收空气中的CO₂。

(4)、补碱中带入CO₂，无论补液体苛性碱还是工业碱粉，都或多或少的带入一定量的CO₂。

在以上四种带进CO₂的方式中，其中配石灰带入的CO₂量最大，占带进流程量的70％以上。在生产过程中，进入流程的CO₂与苛性碱发生化学反应，生成碳酸钠，最终以碳酸钠的形式在流程中积累。

从工艺上来说，苛性钠转变为Na₂CO₃对氧化铝生产是不利的，碳酸钠是一种无效碱，它在流程中循环积累，对氧化铝生产造成不良影响，如使铝酸钠溶液粘度增加、对生产砂状氧化铝产品不利、在溶出、蒸发过程中析出形成结疤，堵塞管道、阀门，粘附在换热器表面使其传热系数降低，影响换热器正常运行等。因此，氧化铝均要设置排盐苛化工序。

目前我国氧化铝均采用蒸发过程中排盐，其原理是Na₂CO₃在铝酸钠溶液中随碱浓度增高而其溶解度降低，使其在排盐结晶器或闪蒸器中结晶析出，析出的碳酸钠再进行苛化处理，将其转变为苛性钠。蒸发设排盐苛化有许多缺点，如：使工艺流程变复杂、排盐结晶器的运行使蒸发器的汽耗大幅度上升、碳酸钠在蒸发过程中析出使换热面形成结疤、堵塞管道及阀门，影响蒸发器正常运行。

对于采用三水铝土矿的氧化铝厂，采用蒸发设排盐苛化更不合适，因为三水铝在溶出过程中不需要配石灰，故生产中排盐量很少，本发明结合氧化铝生产的特点，提出一种新的排盐苛化工艺及其装置。

发明内容：

本发明的目的在于：提出一种新的排盐苛化工艺及其装置，以减轻蒸发工序的排盐苛化量，特别是对于处理三水铝土矿的氧化铝厂，采用此工艺及其装置可完全取消蒸发排盐苛化工序，节约投资及降低运行费用，并使蒸发器运转率提高。

本发明的侧流苛化工艺方法是这样实现的：它使用常规的石灰乳槽和苛化槽，并采用连续苛化工艺，将赤泥沉降洗涤过程中的二洗洗液与石灰乳液同时送入首台苛化槽，苛化料浆靠位差从首台苛化槽依次自流到以下各台苛化槽，直至流到最后的苛化槽，苛化后料浆返回赤泥沉降洗涤工序的一洗或二洗沉降槽中。

在将赤泥沉降洗涤过程中的二洗洗液与石灰乳液同时送入首台苛化槽时，其赤泥二洗洗液的碱浓度为：Na₂O_T30～45g/l，石灰乳浓度为：CaO160～200g/l；在进行苛化时，其苛化温度为：85～95℃，其苛化时间为：2～5小时，其石灰乳的添加量为：〖CaO〗/〖Na₂O_C〗＝1.2。

苛化过程的主要化学反应式为：Na₂CO₃+Ca(OH)₂＝2NaOH+CaCO₃↓。

用于本发明的侧流苛化工艺方法的装置是这样构成的：它包括石灰乳槽(1)和苛化槽(6)，管道(4)与石灰乳槽(1)连接，石灰乳槽(1)的下出口与泵(2)连接，泵(2)通过管道(3)与1#苛化槽(6)连接，管道(5)与1#苛化槽(6)连接，1#苛化槽(6)、2#苛化槽(10)、3#苛化槽(11)、4#苛化槽(12)、直至最后的苛化槽之间依次用管道(9)连接，蒸汽管道(8)与每个苛化槽连接，管道(7)与管道(9)连接并在最后一级苛化槽出口汇接于泵(13)，泵(13)与管道14连接。

以上所述本发明的构成中，石灰乳槽的数量为1～3台、苛化槽的数量为4～6台。

侧流苛化的特点如下：

(1)、工艺流程简单、操作方便。

(2)、Na₂CO₃在溶液中转化为苛性钠，不需要单独设排盐工序。

(3)、对后续的蒸发工序非常有利，可大幅度降低蒸发车间的排盐苛化量，对于以三水铝土矿为原料的氧化铝厂，完全可以取消排盐苛化工序。蒸发车间只蒸水，不排盐，可提高蒸发汽水比，大幅度节约蒸汽消耗。

(4)、投资省，侧流苛化的投资远低于在蒸发车间设排盐苛化的投资。

我国铝土矿以一水硬铝石为主，但由于高品位矿少，资源紧缺，有些氧化铝厂已经采用进口三水铝土矿生产氧化铝，本发明特别适合于用三水铝土矿生产氧化铝的过程；对于用一水硬铝石的氧化铝厂，也有较高的使用价值。

综上所述，本发明的有益效果是：侧流苛化工艺简单、操作方便；蒸发车间只蒸水不排盐，可提高蒸发汽水比，大幅度节约蒸汽消耗；避免了碳酸钠在蒸发过程中析出，减少了管道及阀门的堵塞，提高了蒸发器的运行效率；蒸发车间不设排盐苛化，节省投资。

附图说明：

附图1为本发明的侧流苛化工艺流程示意图。

图中，1.石灰乳槽，2.泵，3.管道，4.管道，5.管道，6.1#苛化槽，7.管道，8.管道，9.管道，10.2#苛化槽，11.3#苛化槽，12.4#苛化槽，13.泵，14.管道。

具体实施方式：

本发明的实施例：将赤泥沉降洗涤过程中的二洗洗液与石灰乳液同时送入首台苛化槽，其赤泥二洗洗液的碱浓度控制在：Na₂O_T30～45g/l的范围，石灰乳浓度控制在：CaO 160～200g/l的范围；并采用连续苛化工艺进行苛化，即将苛化料浆从首台苛化槽依次流到以下各台苛化槽，直至流到最后的苛化槽，在进行苛化时，其苛化温度控制在：85～95℃的范围，其苛化时间控制在：2～5小时，其石灰乳的添加量为：〖CaO〗/〖Na₂O_C〗＝1.2；将苛化后料浆返回赤泥沉降洗涤工序的一洗或二洗沉降槽中。实施时，最好采用下述装置进行实施：

设置两台石灰乳槽和五台苛化槽，将两台石灰乳槽1并联与1#苛化槽6用泵2和管道3连接、1#苛化槽6、2#苛化槽10、3#苛化槽11、4#苛化槽12，直至最后的苛化槽之间用管道9串联连接，采用连续苛化的方法，将由管道5送来的二洗洗液与管道3送来的石灰乳浆，一同加进侧流苛化槽的1#苛化槽6中，苛化料浆靠位差从1#苛化槽6依次流到2#苛化槽10、3#苛化槽11、4#苛化槽12，直至流到最后的苛化槽，苛化后料浆经管道7、泵13和管道14返回赤泥沉降洗涤工序的一洗或二洗沉降槽中。为保证苛化温度控制在85～95℃范围，每个苛化槽都配置了蒸汽管8，根据需要加入蒸气，以提高苛化过程的温度。

本发明的苛化效率为：25～35％。

Claims (5)

1.一种侧流苛化工艺方法，它包括使用石灰乳槽和苛化槽，其特征在于：它将赤泥沉降洗涤过程中的二洗洗液与石灰乳液同时送入首台苛化槽，并采用连续苛化工艺进行苛化，即它将苛化料浆从首台苛化槽依次流到以下各台苛化槽，直至流到最后的苛化槽；苛化后料浆返回赤泥沉降洗涤工序的一洗或二洗沉降槽中。

2.根据权利要求1所述的侧流苛化工艺方法，其特征在于：苛化料浆靠位差从首台苛化槽依次流到以下各台苛化槽，直至流到最后的苛化槽。

3.一种实施如权利要求1所述的侧流苛化工艺方法的装置，它包括石灰乳槽(1)和苛化槽，其特征在于：管道(4)与石灰乳槽(1)连接，石灰乳槽(1)的下出口与泵(2)连接，泵(2)通过管道(3)与1#苛化槽(6)连接，管道(5)与1#苛化槽(6)连接，1#苛化槽(6)、2#苛化槽(10)、3#苛化槽(11)和4#苛化槽(12)直至最后的苛化槽之间依次用管道连接，蒸汽管道(8)与每个苛化槽连接，管道(7)与管道(9)连接并在最后一级苛化槽出口处汇接于泵(13)，泵(13)与管道14连接。

4.根据权利要求3所述的实施如权利要求1所述的侧流苛化工艺方法的装置，其特征在于：石灰乳槽的数量为1～3台和苛化槽的数量为4～6台。

5.根据权利要求3或4所述的实施如权利要求1所述的侧流苛化工艺方法的装置，其特征在于：设置2台石灰乳槽和5台苛化槽。

Images