CN102249272B - 拜尔法氧化铝生产中铝土矿均化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拜尔法氧化铝生产中铝土矿均化新方法，将原料磨湿法磨制所得铝土矿原矿浆送入预脱硅系统首槽，与来自脱硅系统的循环矿浆混合，得到的混合矿浆经过串联的多台脱硅槽脱硅均化后，一部分矿浆通过隔膜泵送往高压溶出工序，另一部分矿浆自脱硅缓冲槽经循环泵送往脱硅首槽作为循环矿浆，混合矿浆中循环矿浆的流量不小于原矿浆流量的50%，混合矿浆在预脱硅系统中的停留时间不小于6h。该方法取消传统的干法均化库及配套的设备，改为使用预脱硅系统在矿浆预脱硅的同时通过矿浆部分循环实现湿法均化，可减少投资、降低成本，矿浆均化后固相A/S波动控制在0.3－0.6，完全满足拜耳法氧化铝生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝土矿均化方法，具体涉及一种在拜耳法氧化铝生产中铝土矿均化新方法，该方法利用预脱硅系统对矿浆进行均化，用以替代现有的干法均化库。
背景技术
现有的氧化铝生产企业，不管采用拜耳法、烧结法或混联法，在设计和生产过程中都会设置铝土矿均化库，其作用是将不同来源、不同质量、不同铝硅比（A/S）的矿石预均化，使后续生产尽可能在同一或相近品质生产原料的基础上进行，以达到稳定生产指标的目的。现有这种利用干法均化库将不同品质的铝土矿均化的方法，存在着很多的缺陷，具体表现在：
（1）大型氧化铝厂的均化库一般需要6万吨以上的容积，至少需要30亩地，导致占地面积较大。（2）需要配套的输送设备、堆料设备、取料设备等设施，投资较高。（3）因占地面积大，导致自动化水平难以提高，生产控制较难。（4）由于堆取料设备故障率高，使得运行很不稳定，均化效果较差；当堆取料机发生故障时，矿石走短路，相当于没有均化。（5）输送设备磨损严重，检修维护投入大。
发明内容
本发明目的在于提供一种拜耳法氧化铝生产中铝土矿均化新方法，取消了现有的干法均化库工序，利用预脱硅系统在预脱硅的同时对矿浆进行均化，降低了建设投资和生产成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种拜尔法氧化铝生产中铝土矿均化新方法，其使用预脱硅系统对矿浆进行均化，具体为：将原料磨湿法磨制所得铝土矿原矿浆送入预脱硅首槽，与来自脱硅系统的循环矿浆混合，得到的混合矿浆经过串联的多台脱硅槽脱硅均化后，一部分矿浆通过隔膜泵送往高压溶出工序，另一部分矿浆自脱硅缓冲槽经循环泵送往预脱硅首槽作为循环矿浆；混合矿浆中，循环矿浆流量不小于原矿浆流量的50%，混合矿浆在预脱硅系统中的停留时间不小于6h。
具体的，所述预脱硅系统的各脱硅槽自预脱硅首槽至缓冲槽由高向低呈阶梯状排列（以保证矿浆进入首槽后利用各槽之间的阶梯位差实现自流，从而利于节能减耗），矿浆进入预脱硅首槽后靠位差自动流向后续各槽，最终流向出料槽（向隔膜泵供料的槽称为出料槽）和缓冲槽（提供循环流量的槽称为缓冲槽）。
所述各脱硅槽均带有搅拌装置。进入预脱硅系统的原矿浆固含控制在350－450g/l为宜。
较好的，自脱硅缓冲槽经循环泵送往预脱硅首槽的循环矿浆流量为原矿浆流量的50%。
所述出料槽与缓冲槽连接，缓冲槽用以储存多余的矿浆或循环流量。缓冲槽连接循环泵，循环流量一般不小于原矿浆流量的50%，其作用是将缓冲槽料浆送往脱硅首槽，这样预脱硅系统中永远有一部分矿浆（33%左右）在做系统循环，周而复始达到矿浆均化目的。
现有的拜耳法氧化铝生产过程中，一般都配置有原矿浆预脱硅系统，其作用是：将原料磨生产出的合格原矿浆送入预脱硅槽，升温到95－100℃，反应停留6小时以上（然后被直接送入高压溶出工序），以使铝土矿中以高岭石形式存在的Al2O3、SiO2与液相中的Na2O反应生成铝硅酸钠，进入固相，减少矿浆在溶出过程中生成铝硅酸钠的数量，从而减少溶出加热器的结疤，达到提高热效率、降低能耗、提高溶出机组运转率的目的。
本发明的工艺是：不同品质的铝土矿粉碎后，不经过干法均化工序，直接送入原料磨湿法磨制，生成固含350－450g/l的铝土矿原矿浆，此时原矿浆未经过均化，其中固相的A/S和成分是不均匀的，直接用于生产稳定性较差。因此，利用预脱硅系统，在矿浆预脱硅的同时通过部分矿浆循环混合实现均化，称之为矿浆均化。
一般来讲，脱硅槽的数量、规格和阶梯位差由具体的生产规模确定，矿浆在预脱硅系统中的停留时间（即脱硅时间）应不小于6小时。配置的脱硅槽越多容积越大，容纳的矿浆就越多、停留时间越长、均化的矿石就越多、均化效果就越好。要想取得较好的均化效果，所需脱硅槽数量在投资允许的条件下越多越好。
本发明方法的关键点：（1）脱硅槽总体容积在满足脱硅反应时间不小于6h的基础上，在投资允许的条件下容积尽可能大，这样才能储存更多的均化料浆，均化效果会更好。（2）脱硅槽要阶梯布置，阶梯位差由原矿浆流量决定，通过提料管和过料管实现自流，利于节能减耗。（3）循环流量一般小于原矿浆流量（以50%左右为宜），循环流量大于原矿浆流量时，均化效果会更好，但电耗会相应增加。（4）原矿浆的固含尽可能高，一般控制在350－450g/l为宜，若太低则储存矿石量会降低，若太高则磨矿和输送能耗会相应增加。
和现有的工艺相比，本发明方法的优点：取消传统的干法均化库及配套的堆取料设备和输送设备，改为使用预脱硅系统对矿浆进行湿法均化，即在预脱硅的同时通过矿浆部分循环实现均化，这样可以减少占地面积、节约投资、降低检修维护和操作成本，提高自动化水平，在预脱硅的同时达到矿石预均化的目的。此外湿法磨矿后的矿浆比铝土矿容易输送，因此采用矿浆均化还可以降低输送能耗和设备故障率等。采用本发明方法预脱硅均化后的铝土矿矿浆固相A/S波动可控制在0.3－0.6，完全满足拜耳法氧化铝生产的要求。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
如图1所示，一种拜尔法氧化铝生产中铝土矿均化新方法，其使用预脱硅系统对矿浆进行均化，具体为：将粉碎过并经原料磨湿法磨制所得固含在400g/l左右的铝土矿原矿浆1送入预脱硅首槽Td101（预脱硅首槽Td101用蒸汽2将混合矿浆加热到98℃左右），与来自脱硅系统的循环矿浆14混合（原矿浆流量为900m3/h、循环矿浆流量450m3/h），得到的混合矿浆随后经过串联的5台脱硅槽依次（Td102、Td103、Td104、Td105和Td106）脱硅均化后，一部分矿浆以900m3/h的流量从脱硅槽Td107向隔膜泵8供料，与补充循环母液铝酸钠3混合后一起进入隔膜泵8，通过隔膜泵8送入高压溶出工序9，另一部分矿浆自脱硅缓冲槽Td108经循环泵7送往预脱硅首槽Td101作为循环矿浆，混合矿浆中，循环矿浆的循环流量为450m3/h，混合矿浆在预脱硅系统中的停留时间不小于6h。每个脱硅槽均带有搅拌装置。
具体的，所述预脱硅系统的脱硅槽自预脱硅首槽Td101至缓冲槽Td108由高向低呈阶梯状排列，即从缓冲槽Td108到首槽Td101逐台提高脱硅槽标高0.9m，脱硅槽采用升入槽底的提料管连接槽间过料管实现自流。脱硅槽规格Φ12.5×20m，8台总容积18400m3。铝土矿矿浆进入首槽Td101后靠位差自动流向后续各槽，最终流向出料槽Td107和缓冲槽Td108。出料槽Td107给隔膜泵8供料，缓冲槽Td108用以储存多余的矿浆和循环流量，一般控制半槽液位，因此最大运行容积17250m3，脱硅时间最长12.8h；系统可储存均化矿石量为6000－6900t。冷凝水4经冷凝水泵5进入冷凝水罐6中，用以将脱硅罐Td101或Td102调节至所需温度。
进入预脱硅系统前的铝土矿矿浆固相A/S波动1－2，按照本发明方法流程经过预脱硅系统脱硅均化后进入隔膜泵8的脱硅矿浆固相A/S波动可控制在0.3－0.6，完全满足拜耳法氧化铝生产的要求。
工业生产中为了保证系统运转率或者在某台设备出现故障时能够切换，一般会考虑备用设备，本发明所用脱硅系统也不例外。脱硅槽Td101、102都带有加热管束，一般任意一台的加热面积已经足够，一旦其中1台出现故障就可以切换到另一台，不会影响生产。通过控制阀门10或11，可以使脱硅槽Td106或Td107都能向隔膜泵8供料，一般只用Td107向隔膜泵8供料，如果出现故障，可以调节阀门切换到备用槽Td106。同理，通过控制阀门12或13使脱硅槽Td107或Td108都可以作为缓冲槽，一般只用Td108向循环泵7供料，如果出现故障，可以调节阀门切换到备用槽Td107。这里Td107比较特殊，具有双重备用的功能。
Claims (4)
1.一种拜尔法氧化铝生产中铝土矿均化方法，其特征在于，使用预脱硅系统对矿浆进行均化，具体为：将原料磨湿法磨制所得铝土矿原矿浆送入预脱硅首槽，与来自脱硅系统的循环矿浆混合，得到的混合矿浆经过串联的多台脱硅槽脱硅均化后，一部分矿浆通过隔膜泵送往高压溶出工序，另一部分矿浆自脱硅缓冲槽经循环泵送往预脱硅首槽作为循环矿浆；混合矿浆中，循环矿浆流量不小于原矿浆流量的50%，混合矿浆在预脱硅系统中的停留时间不小于6h。
2.如权利要求1所述拜尔法氧化铝生产中铝土矿均化方法，其特征在于，所述预脱硅系统的各脱硅槽自预脱硅首槽至缓冲槽由高向低呈阶梯状排列，矿浆进入预脱硅首槽后靠位差自动流向后续各槽；所述各脱硅槽均带有搅拌装置。
3.如权利要求1所述拜尔法氧化铝生产中铝土矿均化方法，其特征在于，原矿浆的固含为350－450g/L。
4.如权利要求1所述拜尔法氧化铝生产中铝土矿均化方法，其特征在于，自脱硅缓冲槽经循环泵送往预脱硅首槽的循环矿浆流量为原矿浆流量的50%。
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