CN102616819A

CN102616819A - 调控氢氧化铝粒度分布的方法及装置

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Publication number: CN102616819A
Application number: CN2012100911710A
Authority: CN
Inventors: 孟令利; 李红; 胡剑; 范文峰; 王益东; 毛鹏
Original assignee: Aluminum Corp of China Ltd
Current assignee: Aluminum Corp of China Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本发明公开了调控氢氧化铝粒度分布的方法及装置，在拜耳法种分流程中，往种分分解槽中补充氢氧化铝细种子；所述氢氧化铝细种子是通过如下方法制取的，取低温铝酸钠精制液，再往混合储槽中补充氢氧化铝细种子，形成氢铝浆液后，控制所述氢铝浆液在出料前的停留时间在30分钟到45分钟。本发明提供的调控氢氧化铝粒度分布的方法及其装置，通过主动引爆生产流程中-10um、-20um以下的氢氧化铝细颗粒，可以达到快速调控拜耳种分流程中氢氧化铝粒度分布的目的，保证种分粒度梯度。

Description

调控氢氧化铝粒度分布的方法及装置

技术领域

本发明涉及氧化铝冶金行业技术领域，特别涉及一种调控氢氧化铝粒度分布的方法及其装置。

背景技术

在碱法生产氧化铝的过程中，由于拜耳法生产流程具有其它方法所无可比拟的优点，目前全世界90％以上的氧化铝和氢氧化铝都是采用拜耳法生产的。进入20世纪70年代以后，由于电解铝厂环保及节能的需要，特别是干法烟气净化和大型中间自动点式下料预焙槽技术的推广应用，对氧化铝产品的物理化学性质提出了更加严格的要求。粒度均匀、强度好、比表面积大、粉尘小、溶解性能及流动性能好的砂状氧化铝正逐渐取代原先流行的粉状氧化铝成为主流。

若要想取得砂状氧化铝要求的粒度和强度等各项物理性能指标，在很大程度上取决于原始氢氧化铝的粒度和强度指标。因此，生产砂状氧化铝时，必须首先得到粒度较粗和强度较大的氢氧化铝。而控制氢氧化铝粒度和强度的关键技术就在于拜耳法晶种分解过程的控制。

在氧化铝拜耳法晶种分解过程中，如何控制流程中氢氧化铝颗粒分布梯度是确保砂状氧化铝物理特性指标的关键。目前行业中流行采用-10um、-20um、-45um、+150um、D50等数量指标重量百分数来进行标识。重点是-45um指标，一般要求氢氧化铝-45um指标控制在15％以下。

目前，国内氧化铝各生产厂家氢氧化铝-45um指标大都控制在15％到20％之间，与用户要求的15％以下还有一定差距。其主要原因是：拜耳法晶种分解过程是一个非常复杂的过程，其中包括次生晶核的形成；氢氧化铝晶体的破裂与磨蚀；氢氧化铝晶体的长大；氢氧化铝晶粒的附聚等多个过程。而分解产物氢氧化铝的粒度分布就是上述这些过程进行的综合结果。在此过程中的氢氧化铝粒度分布会呈现周期性的变化，这就是目前氧化铝行业俗称的周期性细化。当细化周期来临时，其结果就是氢氧化铝粒度指标过细，其-45um指标远远大于20％，最高时甚至达到60％以上，这会造成氢铝过滤机的产能显著下降，氢铝产品Na₂O含量增高，另外，细粒子氢氧化铝含水分高，使煅烧热耗增加，并增大粉尘排放量。

目前，各氧化铝厂为了克服氢铝周期性细化带来的各种问题，常常采用种分附聚流程，在增加生产投入的同时，产生的效果并不理想。

发明内容

本发明提供了调控氢氧化铝粒度分布的方法，解决氢氧化铝种分过程中周期性细化带来的氢氧化铝粒度指标过细的问题。

为达到本发明的目的，本发明提供了调控氢氧化铝粒度分布的方法，在拜耳法种分分解生产流程中，往种分分解槽中补充氢氧化铝细种子；所述氢氧化铝细种子是通过如下方法制取的，首先取低温铝酸钠精制液，再往其中加入氢氧化铝细种子，形成氢铝浆液后，控制所述氢铝浆液在出料前的停留时间在30分钟到45分钟。

进一步地，所述往种分分解槽中补充的氢氧化铝细种子是当种分分解槽中-10um的氢氧化铝细颗粒的重量百分数小于0.5％，或者-20um的氢氧化铝细颗粒的重量百分数小于2％时补充。

进一步地，在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，持续搅拌用于生成氢氧化铝细种子的氢铝浆液。

进一步地，在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，控制所述氢铝浆液的固含量在920g/l以下。

进一步地，在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，控制所述氢铝浆液的固含量在200g/l到400g/l。

进一步地，在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，控制所述氢铝浆液的温度在55℃到75℃。

同时，本发明为了实施调控氢氧化铝粒度分布的方法，还相应地提供了调控氢氧化铝粒度分布的装置，包含种子过滤机、降温器、混合储槽；所述种子过滤机与混合储槽连接；所述降温器和混合储槽按铝酸钠精制液的流向依次连接；所述降温器与铝酸钠精制液管路连接；所述混合储槽与种分分解槽连接。

进一步地，所述用于生成氢氧化铝细种子的氢铝浆液位于所述混合储槽内。

本发明提供的调控氢氧化铝粒度分布的方法，通过主动引爆生产流程中10um、20um以下的氢氧化铝细颗粒，可以达到快速调控拜耳种分流程中氢氧化铝粒度分布的目的，保证种分粒度梯度。

下面结合附图和实施方式对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1为本发明实施例提供的调控氢氧化铝粒度分布的方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

参见图1，为解决本发明的技术问题，即氢铝周期性细化带来的氢氧化铝粒度较小、强度不够的问题，本发明提供了调控氢氧化铝粒度分布的方法及装置，在拜耳法种分分解生产流程中，当种分分解槽中铝酸钠精制液中-10um的氢氧化铝细颗粒小于0.5％，或者-20um的氢氧化铝细颗粒小于2％时，往种分分解槽中补充氢氧化铝细种子；所述氢氧化铝细种子是通过如下方法制取的，首先取低温铝酸钠精制液，再往其中加入氢氧化铝细种子，形成氢铝浆液后，控制所述氢铝浆液在出料前的停留时间在30分钟到45分钟，这是产生10um、20um以下氢氧化铝细颗粒的关键。同时持续搅拌位于混合储槽中的氢铝浆液。

作为本发明的进一步优化，在控制位于混合储槽内的氢铝浆液停留时间的同时，调整混合储槽内氢铝浆液的固含在200g/l到400g/l之间，这样才能产生符合工艺要求的的10um、20um以下的氢氧化铝细颗粒。

作为本发明的进一步优化，同时调整位于混合储槽内的氢铝浆液的温度，本发明对混合储槽内铝酸钠精制液的温度要求不严格，一般控制在55℃到75℃，具体操作可以根据实际生产状况进行调整。

本发明实施方式还提供了调控氢氧化铝粒度分布的装置。所述装置设置有降温器、混合储槽和种子过滤机。所述降温器作为所述装置的铝酸钠精制液的入口，与铝酸钠精制液管路连接，用来控制位于所述混合储槽内的氢铝浆液的温度。所述混合储槽作为所述装置的氢铝浆液的出口，并与种分分解槽连接。所述混合储槽的体积大概在400m³左右。

以上工艺条件的控制方法包含以下：

第一、通过细种子过滤机开车数量调整位于混合储槽内铝酸钠精制液的固含量；

第二、通过精液降温器精确调整精液温度，达到调整混合储槽内浆液的温度，使之达到流程要求；

第三、通过调节进入精液降温器的铝酸钠精制液的流量，准确调整混合浆液在混合储槽内的停留时间。

实施例一

在混合储槽开始进料后，首先往其中加上氢氧化铝细晶种，形成氢铝浆液，再同时控制混合储槽中的氢铝浆液的温度在55℃、停留时间为45分钟、固含260g/l。出料取样后，用欧美克粒度仪测量，以下是粒度对比的结果。

粒度对比

	进料	45分钟后出料
			粒径	累计分布	累计分布
-10um	0.27	6.35
			-20um	2.61	18.81
-30um	4.83	42.74
			-45um	19.3	65.35

实施例二

往混合储槽中同时加入铝酸钠精制液和氢氧化铝细晶种，形成氢铝浆液，并同时控制混合储槽中的氢铝浆液的温度在55℃、停留时间20分钟左右、固含260g/l。然后混合储槽子底部出料，出料后取样，用欧美克粒度仪测量，以下是粒度对比的结果。

粒度对比

	进料	20分钟后出料
			粒径	累计分布	累计分布
-10um	0.00	0.75
			-20um	0.00	1.9
-30um	1.71	5.7
			-45um	19.45	19.8

实施例三

往混合储槽中同时加入铝酸钠精制液和氢氧化铝细晶种，形成氢铝浆液，并同时控制混合储槽中的氢铝浆液的温度在55℃、停留时间30分钟左右、固含260g/l。然后混合储槽子底部出料，出料后取样，用欧美克粒度仪测量，以下是粒度对比的结果。

粒度对比

	进料	30分钟后出料
			粒径	累计分布	累计分布
-10um	0.32	1.88
			-20um	2.19	7.33
-30um	5.88	12.86
			-45um	19.55	31.78

通过对以上三个实施例的数据分析，混合储槽中的氢铝浆液的温度控制在55度左右，同时氢铝浆液在混合储槽中的停留时间在45分钟、30分钟、20分钟时，都能够析出氢铝细种子。但停留时间为45分钟效果比较明显，析出-0um至-10um有6.35％，-10um至-20um有12.46％，-20um至-30um有23.93％，-30um至-45um有22.61％。

本发明提供的调控Al(OH)3粒度分布的方法及装置，通过主动引爆生产流程中10um、20um以下的氢氧化铝细颗粒，可以达到快速调控拜耳种分流程中氢氧化铝粒度分布的目的，保证种分粒度梯度，为后续源源不断地产生粗氢铝奠定基础，同时还间接带来以下有益效果：

第一，可有效降低氢氧化铝中Na₂O含量，生产实践证明至少可降低氢氧化铝中Na₂O含量10％以下，大约0.03％左右，相应地可降低氧化铝生产碱耗。

第二，由于氢铝粒度指标变粗，最高时可提高焙烧产能大约在20％左右。

第三、可有效降低氢铝洗涤用水耗，氢铝洗水比由原来的0.45t/t-AH，降低到0.35t/t-AH以下。按照一个氧化铝工厂年产量100万吨/年，新水价格3.8元/吨(含税价)计算，年可节创价值0.1*100*1.545*3.8＝58.71万元/年。同时，由于降低洗水量带来的降低蒸发汽耗，以目前拜耳法流程通用的汽水比0.26t/t-H₂O，蒸汽价格170元/吨(含税价)计算，可节约蒸汽价值100*1.545*0.1*0.26*170＝683万元/年。

第四、环保效益：本发明不仅能大大改善拜耳法AH粒度，而且在提高焙烧炉产能的同时，可大大降低细料排空，有利于环境保护。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：

在拜耳法种分流程中，往种分分解槽中补充氢氧化铝细种子；所述氢氧化铝细种子是通过如下方法制取的，首先取低温铝酸钠精制液，再往其中加入氢氧化铝细种子，形成氢铝浆液后，控制所述氢铝浆液在出料前的停留时间在30分钟到45分钟。

2.如权利要求1所述的调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：所述往种分分解槽中补充的氢氧化铝细种子是当种分分解槽中-10um的氢氧化铝细颗粒的重量百分数小于0.5％，或者-20um的氢氧化铝细颗粒的重量百分数小于2％时补充。

3.如权利要求1所述的调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，持续搅拌用于生成氢氧化铝细种子的氢铝浆液。

4.如权利要求2所述的调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，持续搅拌用于生成氢氧化铝细种子的氢铝浆液。

5.如权利要求1至4任一项所述的调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，控制所述氢铝浆液的固含量在920g/l以下。

6.如权利要求1至4任一项所述的调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，控制所述氢铝浆液的固含量在200g/l到400g/l。

7.如权利要求1至4任一项所述的调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，控制所述氢铝浆液的温度在55℃到75℃。

8.如权利要求5所述的调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：在所述氢铝浆液出料前的停留过程中，控制所述氢铝浆液的温度在55℃到75℃。

9.一种调控氢氧化铝粒度的装置，用于如权利要求1至4任一项所述的调控氢氧化铝粒度分布的方法，其特征在于：包含种子过滤机、降温器、混合储槽；所述种子过滤机与混合储槽连接；所述降温器和混合储槽按铝酸钠精制液的流向依次连接；所述降温器与铝酸钠精制液管路连接；所述混合储槽与种分分解槽连接。

10.如权利要求9所述的调控氢氧化铝粒度分布的装置，其特征在于：所述用于生成氢氧化铝细种子的氢铝浆液位于所述混合储槽内。