CN102531011B - 可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置及方法，属于氧化铝生产技术领域，多级套管预热器、保温罐组和多级闪蒸器均分为前半组和后半组；前半组套管预热器的物料出口与后半组保温罐连通；前半组保温罐与后半组闪蒸器的第一个闪蒸器连通。方法为：高温溶出时，采用整套装置进行高温溶出；当进行低温溶出时，将前半组套管预热器、后半组保温罐和前半组闪蒸器作为第一套溶出装置，将后半组套管预热器、前半组保温罐和后半组闪蒸器作为第二套溶出装置；两套装置分别进行低温溶出。本发明的装置及方法可根据矿石的变化，改变溶出工艺，实现由高温溶出工艺到低温溶出工艺的转换。

Description

可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置及方法

技术领域

本发明属于氧化铝生产技术领域，特别涉及一种可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置及方法。

背景技术

铝土矿是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称；铝土矿是生产金属铝的最佳原料，世界上金属铝产量的90%以上都是以铝土矿为原料来生产的。

全世界铝土矿储量为230亿t，储量基础为280亿t，其中铝土矿资源比较丰富的国家有：澳大利亚、几内亚、巴西、牙买加、印度、匈牙利、印尼；与全球铝土矿储量巨大相比，我国铝土矿资源比较贫乏；有关专家指出，按照保有查明储量预计，我国铝土矿资源储量不容乐观，甚至有专家预计，到2015年前后，我国铝土矿资源将基本枯竭。与以三水铝石型为主的国外铝土矿相比，我国铝土矿的质量比较差，加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98%以上；中国铝土矿的另一个不利因素是适合露采的铝土矿矿床不多，据统计只占全国总储量的34%；这就要求中国铝行业快速与周边国家建立起资源经济合作伙伴关系，最大限度地分享境外资源；这是解决我国铝土矿资源不足的最佳途径。目前我国进口的矿石由于原料不同而形成工艺也不相同；以印尼矿为代表的三水铝石型铝土矿的溶出工艺主要为低温溶出，以澳大利亚澳矿为代表的一水软铝石型铝土矿的溶出工艺主要为高温溶出。通常一个企业的氧化铝溶出装置只能完成一种，当需要进口两种矿石时需要准备两套溶出装置，设备利用率不高；如何探索出一种能实现两种铝土矿溶出工艺的方法及装置，以实现资源互补是目前急需解决的问题。

发明内容

针对现有一套溶出装置只能执行一种溶出工艺的问题，本发明提供一种可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置及方法。

本发明的可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置包括多级套管预热器，保温罐组和与多级闪蒸器，多级套管预热器的各套管预热器的物料进口和物料出口依次串联连通，最后一级套管预热器的物料出口与保温罐组连通，保温罐组与多级闪蒸器连通，多级闪蒸器的各级闪蒸器依次串联连通；其中多级套管预热器分为前半组套管预热器和后半组套管预热器，两组套管预热器数量相等；保温罐组分为前半组保温罐和后半组保温罐，两组保温罐数量相等；多级闪蒸器分为前半组闪蒸器和后半组闪蒸器，两组闪蒸器数量相等；物料输入管道与前半组套管预热器的第一个套管预热器的物料进口和后半组套管预热器的第一个套管预热器的物料进口连通；前半组套管预热器的物料出口与后半组保温罐连通；前半组保温罐与后半组闪蒸器的第一个闪蒸器连通。

上述装置中，高压蒸汽管道分别与前半组套管预热器的最后一个套管预热器的进汽口和后半组套管预热器的最后一个套管预热器的进汽口连通。

上述装置中，多级套管预热器对应设有多级冷凝水罐，分为前半组冷凝水罐和后半组冷凝水罐；各套管预热器的冷凝水出口分别同级冷凝水罐的一个进水口连通；最后一个冷凝水罐的出水口与水泵连通，第一个冷凝水罐的出水口与水泵连通，其余冷凝水罐的出水口与前一级冷凝水罐的另一个进水口连通；其中前半组冷凝水罐的出水口还与一个水泵连通。

上述装置中，多级闪蒸器中第一个闪蒸器到倒数第二个闪蒸器的出汽口分别与前一级套管预热器的进汽口连通，最后一个闪蒸器的物料出口与一个物料输出管道连通，其中前半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的物料出口还与另一个物料输出管道连通，前半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的出汽口与蒸汽输出管道连通；后半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的出汽口还与蒸汽输出管道连通。

采用上述装置进行氧化铝溶出的方法为：

当进行高温溶出时，将90℃的预脱硅矿浆通过物料输入管道传输到多级套管预热器中，分别通过多级闪蒸器产生的二次蒸汽将预脱硅矿浆加热到190~220℃，预脱硅矿浆进入10级套管预热器；向最后一级套管预热器的进汽口中通入280℃的饱和蒸汽，将预脱硅矿浆加热至220~260℃；预脱硅矿浆进入保温罐组的各级保温罐中停留1~2h，然后依次进入多级闪蒸器中进行减温减压；

当进行低温溶出时，将前半组套管预热器、后半组保温罐和前半组闪蒸器作为第一套溶出装置，将后半组套管预热器、前半组保温罐和后半组闪蒸器作为第二套溶出装置；使用第一套溶出装置时，将80℃的原矿浆通过物料输入管道依次传输到前半组级套管预热器，通过后半组闪蒸器产生的二次蒸汽将原矿浆加热到110~120℃，其中原矿将进入前半组套管预热器的最后一个套管预热器时，向最后一个套管预热器的进汽口中通入169℃的饱和蒸汽，将原矿浆加热至140~145℃，然后原矿浆进入后半组保温罐中停留1~2h，再依次进入前半组闪蒸器中进行减温减压；使用第二套溶出装置时，将80℃的原矿浆通过物料输入管道依次传输到后半组级套管预热器，通过前半组闪蒸器产生的二次蒸汽将原矿浆加热到110~120℃，原矿将进入最后一个套管预热器时，向最后一个套管预热器的进汽口中通入169℃的饱和蒸汽，将原矿浆加热至140~145℃，然后原矿浆进入前半组保温罐中停留1~2h，再依次进入前半组闪蒸器中进行减温减压。

上述方法中，当进行高温溶出时，后半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的物料完成减温减压后进入稀释系统；当进行低温溶出时，前半组闪蒸器的最后一个闪蒸器和后半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的物料完成减温减压后分别进入一套稀释系统。

上述方法中，当进行高温溶出时，进入多级套管预热器的二次蒸汽和高压蒸汽将预脱硅矿浆加热后形成的冷凝水从出水口分别进入相对应的各冷凝水罐的一个进水口中，最后一个冷凝水罐排出的冷凝水进入水泵；第一冷凝水罐排出的冷凝水进入水泵；其余各冷凝水罐排出的冷凝水进入前一级冷凝水罐的另一个进水口。

上述方法中，当进行低温溶出时，进入前半组套管预热器的二次蒸汽和高压蒸汽将原矿浆加热后形成的冷凝水分别进入相对应的各冷凝水罐的一个进水口中，最后一个冷凝水罐排出的冷凝水进入水泵或进入前一级冷凝水罐的另一个进水口；第一冷凝水罐排出的冷凝水进入水泵；其余各冷凝水罐排出的冷凝水进入前一级冷凝水罐的另一个进水口；进入后半组套管预热器的二次蒸汽和高压蒸汽将原矿浆加热后形成的冷凝水分别进入相对应的各冷凝水罐的一个进水口中，最后一个冷凝水罐排出的冷凝水进入水泵，第一冷凝水罐排出的冷凝水进入水泵，其余各冷凝水罐排出的冷凝水进入前一级冷凝水罐的另一个进水口。

上述方法中当进行高温溶出时，高压蒸汽管道与前半组套管预热器的最后一个套管预热器隔断，前半组套管预热器的最后一个套管预热器的出料口与后半组保温罐隔断，物料输入管道与后半组套管预热器的第一个套管预热器隔断，前半组保温罐与后半组闪蒸器隔断，前半组冷凝水罐的最后一个冷凝水罐与水泵隔断，前半组闪蒸器的出汽口与前半组套管预热器的最后一个套管预热器的进汽口连通，前半组闪蒸器与物料输出管道隔断。

上述方法中当进行低温溶出时，高压蒸汽管道与前半组套管预热器的最后一个套管预热器连通，前半组套管预热器的最后一个套管预热器的出料口与后半组保温罐连通，前半组保温罐与后半组保温罐隔断，前半组保温罐与后半组闪蒸器的第一个闪蒸器连通，前半组闪蒸器与后半组闪蒸器隔断，前半组闪蒸器的最后一个闪蒸器与物料输出管道连通，前半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的出汽口与前半组套管预热器的最后一个套管预热器的进汽口隔断；前半组冷凝水罐中的最后一个冷凝水罐与倒数第二个冷凝水罐隔断，最后一个冷凝水罐与水泵连通。

本发明的可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置可采用同一套装置实现两种溶出工艺，高温溶出流程改为低温溶出流程以后，套管预热器和闪蒸器数量可满足两组相同产能的低温溶出工艺，从而只需新建一组保温罐或降低溶出保温停留时间，原有一组高温溶出装置也能够改造成相同产能的两组低温溶出；如果将原有低温溶出改造成高温溶出工艺，只需增加套管预热器和闪蒸器数量；根据矿石的变化，改变溶出工艺，实现由高温溶出工艺到低温溶出工艺的转换，或由低温溶出工艺到高温溶出工艺的转换；在转换溶出工艺的过程中扩大或降低产能，或保持原有产能不变，能够通过改变溶出设备的数量实现；通过转换溶出工艺，实现不同矿石资源的充分利用，而不局限于一种矿石，能有效避免矿石供应链的限制；本实用新型的装置能够处理所有符合拜尔法溶出条件的矿石，有效增强了矿石供应链的强度，实现了资源互补。

附图说明

图1为本发明实施例1中的可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置结构示意图；

图中1、1级套管预热器，2、5级套管预热器，3、6级套管预热器，4、10级套管预热器，5、1级保温罐，6、5级保温罐，7、6级保温罐，8、10级保温罐，9、1级闪蒸器，10、5级闪蒸器，11、6级闪蒸器，12、10级闪蒸器，13、第一水泵，14、第二水泵，15、1级冷凝水罐，16、5级冷凝水罐，17、6级冷凝水罐，18、10级冷凝水罐，19、第三水泵。

具体实施方式

本实用新型实施例中进行高温溶出时，制备脱硅矿浆采用的矿石原料为一水软铝土矿石，预脱硅矿浆经隔膜泵加压后进入套管预热器；进行低温溶出时，制备原矿浆采用的矿石原料为三水铝石型铝土矿，原矿浆从原料磨矿浆槽经单级或多级离心泵进入套管预热器。

本发明实施例中1~5级套管预热器为前半组预热器，6~10级套管预热器为后半组套管预热器，1~5级保温罐为前半组保温罐，6~10级保温罐为后半组保温罐，1~5闪蒸器为前半组闪蒸器，6~10级闪蒸器为后半组闪蒸器。

实施例1

可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置结构如图1所示，包括1~10级套管预热器，保温罐组和1~10级闪蒸器，1~10级套管预热器依次串联连通，10级套管预热器4的物料出口与保温罐组连通，保温罐组与1级闪蒸器9连通，1~10级闪蒸器依次串联连通，5级套管预热器2的物料进口与物料输入管道连通；

保温罐组由10个保温罐串联组成，前5个保温罐作为前半组保温罐，后5个保温罐作为后半组保温罐；

10级套管预热器4的出料口与1级保温罐5（前半组保温罐的第一个保温罐）的进料口连通，6级保温罐7（后半组保温罐的最后一个保温罐）的出料口与1级闪蒸器9的进料口连通；

5级套管预热器2的出料口与6级保温罐7的进料口连通，5级保温罐6的出料口与6级闪蒸器11的进料口连通，6级套管预热器3的物料进口还与物料输入管道连通；

高压蒸汽管道与10级套管预热器4的进汽口连通，同时高压蒸汽管道还与5级套管预热器2的进汽口连通；1~9级套管预热器的进汽口分别与10~2级闪蒸器的出汽口连通，1~9级套管预热器的冷凝水出口分别与1~9级冷凝水罐的第一进水口连通，10级套管预热器4的冷凝水出口与10级冷凝水罐18的进水口连通，10级冷凝水罐18的出水口与第二水泵14连通； 2~9级冷凝水罐的出水口依次与上一级冷凝水罐的第二进水口连通，1级冷凝水罐15的出水口与第一水泵13连通；5级冷凝水罐16的出水口还与第三水泵19连通；

5级闪蒸器10和10级闪蒸器12的出料口分别与一套稀释系统连通；

方法为：

采用上述装置进行高温溶出，将高压蒸汽管道与5级套管预热器隔断，5级套管预热器的出料口与后半组保温罐隔断，物料输入管道与6级套管预热器隔断，前半组保温罐与6级闪蒸器隔断，5级冷凝水罐与第三水泵隔断，5级闪蒸器的出汽口与5级套管预热器的进汽口连通，5级闪蒸器与稀释系统隔断；

当进行高温溶出时，将90℃的预脱硅矿浆通过物料输入管道传输到1~9级套管预热器中，分别通过10~2级闪蒸器产生的二次蒸汽将预脱硅矿浆加热到190~220℃，预脱硅矿浆进入10级套管预热器；向10级套管预热器的介质进口中通入280℃的饱和蒸汽，将预脱硅矿浆加热至220~260℃；预脱硅矿浆进入保温罐组的各级保温罐中停留1~2h，然后依次进入1~10级闪蒸器中进行减温减压至物料温度为105~108℃，压力为常压；

10级闪蒸器的物料完成减温减压后进入稀释系统；

进入1~9级套管预热器的二次蒸汽将预脱硅矿浆加热后形成的冷凝水从冷凝水口分别进入1~9级冷凝水罐的第一进水口中，从2~9级冷凝水罐的出水口排出的冷凝水进入上一级冷凝水罐的第二进水口中，1级冷凝水罐的出水口排出的冷凝水进入水泵；进入10级套管预热器的蒸汽将预脱硅矿浆加热后形成的冷凝水从冷凝水出口进入10级冷凝水罐，从10级冷凝水罐排出的冷凝水进入第二水泵。

实施例2

能够实施两种溶出方式的氧化铝溶出装置结构同实施例1；不同点在于：保温罐组由8个保温罐串联组成，前4个保温罐作为前半组保温罐，后4个保温罐作为后半组保温罐；

采用上述装置进行低温溶出，将高压蒸汽管道与5级套管预热器的进汽口连通，5级套管预热器与6级套管预热器隔断，5级套管预热器的物料出口与后半组保温罐连通，前半组保温罐与后半组保温罐隔断，前半组保温罐与6级闪蒸器连通，5级闪蒸器与6级闪蒸器隔断，5级闪蒸器与稀释系统连通，5级闪蒸器的出汽口与5级套管预热器的进汽口隔断；5级冷凝水罐与4级冷凝水罐隔断，5级冷凝水罐与第三水泵连通；

将1~5级套管预热器、后半组保温罐和1~5级闪蒸器作为第一套溶出装置，将6~10级套管预热器、前半组保温罐和6~10级闪蒸器作为第二套溶出装置；使用第一套溶出装置时，将80℃的原矿浆通过物料输入管道依次传输到1~4级套管预热器，通过9~6级闪蒸器产生的二次蒸汽将原矿浆加热到110~120℃，原矿将进入5级套管预热器，向5级套管预热器的进汽口中通入169℃的饱和蒸汽，将原矿浆加热至140~145℃，然后原矿浆进入后半组保温罐中停留1~2h，再依次进入1~5级闪蒸器中进行减温减压至物料温度为105~108℃，压力为常压；使用第二套溶出装置时，将80℃的原矿浆通过物料输入管道依次传输到6~9级套管预热器，通过1~4级闪蒸器产生的二次蒸汽将原矿浆加热到110~120℃，原矿将进入10级套管预热器，向10级套管预热器的进汽口中通入169℃的饱和蒸汽，将原矿浆加热至140~145℃，然后原矿浆进入前半组保温罐中停留1~2h，再依次进入6~10级闪蒸器中进行减温减压至物料温度为105~108℃，压力为常压；

5级闪蒸器和10级闪蒸器的物料完成减温减压后分别进入一套稀释系统；

进入1~4级套管预热器的二次蒸汽将原矿浆加热后形成的冷凝水从冷凝水出口分别进入1~4级冷凝水罐中，从2~4级冷凝水罐的出水口排出的冷凝水进入上一级冷凝水罐的第二进水口中，1级冷凝水罐的出水口排出的冷凝水进入水泵；进入5级套管预热器的蒸汽将原矿浆加热后形成的冷凝水进入5级冷凝水罐，从5级冷凝水罐排出的冷凝水进入水泵；

进入6~9级套管预热器的二次蒸汽将原矿浆加热后形成的冷凝水从冷凝水出口分别进入6~9级冷凝水罐的第一进水口中，从6~9级冷凝水罐的出水口排出的冷凝水进入上一级冷凝水罐的第二进水口中，5级冷凝水罐的出水口排出的冷凝水进入水泵；进入10级套管预热器的蒸汽将原矿浆加热后形成的冷凝水从冷凝水出口进入10级冷凝水罐，从10级冷凝水罐排出的冷凝水进入水泵。

Claims (5)

1.一种可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置，包括多级套管预热器，保温罐组和与多级闪蒸器，多级套管预热器的各套管预热器的物料进口和物料出口依次串联连通，最后一级套管预热器的物料出口与保温罐组连通，保温罐组与多级闪蒸器连通，多级闪蒸器的各级闪蒸器依次串联连通；其特征在于：多级套管预热器分为前半组套管预热器和后半组套管预热器，两组套管预热器数量相等；保温罐组分为前半组保温罐和后半组保温罐，两组保温罐数量相等；多级闪蒸器分为前半组闪蒸器和后半组闪蒸器，两组闪蒸器数量相等；物料输入管道与前半组套管预热器的第一个套管预热器的物料进口和后半组套管预热器的第一个套管预热器的物料进口连通；前半组套管预热器的物料出口与后半组保温罐连通；前半组保温罐与后半组闪蒸器的第一个闪蒸器连通。

2.根据权利要求1所述的一种可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置，其特征在于高压蒸汽管道分别与前半组套管预热器的最后一个套管预热器的进汽口和后半组套管预热器的最后一个套管预热器的进汽口连通。

3.根据权利要求1所述的一种可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置，其特征在于多级套管预热器对应设有多级冷凝水罐，分为前半组冷凝水罐和后半组冷凝水罐；各套管预热器的冷凝水出口分别同级冷凝水罐的一个进水口连通；最后一个冷凝水罐的出水口与水泵连通，第一个冷凝水罐的出水口与水泵连通，其余冷凝水罐的出水口与前一级冷凝水罐的另一个进水口连通；其中前半组冷凝水罐的出水口还与一个水泵连通。

4.根据权利要求1所述的一种可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置，其特征在于多级闪蒸器中第一个闪蒸器到倒数第二个闪蒸器的出汽口分别与前一级套管预热器的进汽口连通，最后一个闪蒸器的物料出口与一个物料输出管道连通，其中前半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的物料出口还与另一个物料输出管道连通，前半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的出汽口与蒸汽输出管道连通；后半组闪蒸器的最后一个闪蒸器的出汽口还与蒸汽输出管道连通。

5.采用权利要求1所述的一种可实现高低温两种溶出方式的氧化铝溶出装置进行氧化铝溶出的方法，其特征在于：

当进行高温溶出时，将90℃的预脱硅矿浆通过物料输入管道传输到多级套管预热器中，分别通过多级闪蒸器产生的二次蒸汽将预脱硅矿浆加热到190~220℃，预脱硅矿浆进入10级套管预热器；向最后一级套管预热器的进汽口中通入280℃的饱和蒸汽，将预脱硅矿浆加热至220~260℃；预脱硅矿浆进入保温罐组的各级保温罐中停留1~2h，然后依次进入多级闪蒸器中进行减温减压；

当进行低温溶出时，将前半组套管预热器、后半组保温罐和前半组闪蒸器作为第一套溶出装置，将后半组套管预热器、前半组保温罐和后半组闪蒸器作为第二套溶出装置；使用第一套溶出装置时，将80℃的原矿浆通过物料输入管道依次传输到前半组级套管预热器，通过后半组闪蒸器产生的二次蒸汽将原矿浆加热到110~120℃，其中原矿将进入前半组套管预热器的最后一个套管预热器时，向最后一个套管预热器的进汽口中通入169℃的饱和蒸汽，将原矿浆加热至140~145℃，然后原矿浆进入后半组保温罐中停留1~2h，再依次进入前半组闪蒸器中进行减温减压；使用第二套溶出装置时，将80℃的原矿浆通过物料输入管道依次传输到后半组级套管预热器，通过前半组闪蒸器产生的二次蒸汽将原矿浆加热到110~120℃，原矿将进入最后一个套管预热器时，向最后一个套管预热器的进汽口中通入169℃的饱和蒸汽，将原矿浆加热至140~145℃，然后原矿浆进入前半组保温罐中停留1~2h，再依次进入前半组闪蒸器中进行减温减压。

Images