CN103496725A - 一种铝土矿选精矿的溶出方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝土矿选精矿的溶出方法，涉及一种铝土矿浮选精矿拜耳法溶出生产氧化铝工艺方法的改进。其特征在于其溶出过程的步骤依次包括：（1）将加热的碱液流和矿浆流汇合；（2）将汇合后的料浆进行加热；（3）加热后的料浆进入停留罐停留，进行脱硅脱钛；（4）进行加热溶出；（5）进入溶出停留罐进行保温溶出；（6）进入闪蒸罐进行蒸发。本发明的方法，选择特殊的双流法溶出工艺流程，设置停留罐，使矿浆在停留期间进行脱硅、脱钛反应，巧妙避开选精矿结疤温度段，延长多行程多管换热器的运行周期，选择双流法间接加热溶出设备和工艺流程，实现双流法间接加热溶出，减少直接加热蒸汽冲淡，强化溶出效果，同时降低蒸发能耗。
Description
技术领域
一种铝土矿选精矿的溶出方法，涉及一种铝土矿浮选精矿拜耳法溶出生产氧化铝工艺方法的改进。
背景技术
随着氧化铝产量不断增长，铝土矿消耗量快速增加，尤其是高品位铝土矿储量急剧下降。采用铝土矿浮选工艺，能够将低品位铝土矿处理成为高品位选精矿用于拜耳法生产氧化铝，有效解决低品位铝土矿不能直接采用经济的拜耳法生产的问题。
在拜耳法循环母液溶出铝土矿中，绝大多数氧化铝厂都采用双流法或单流法溶出工艺。
铝土矿浮选精矿中既存在低温（90℃～100℃）反应的高岭石，高温（>180℃）反应的伊利石，也存在中温（150℃～180℃）反应的叶腊石，加上钛矿物在150～260℃不同程度的析出，使得溶出矿浆在整个加热和溶出过程中的各温度段，都会有硅、钛矿物反应析出并部分形成结疤。选精矿的物化性质决定了溶出矿浆予脱硅性能差、在温度低于230℃的条件下硅、钛矿物大量析出。单流法溶出会造成溶出设备加热面结疤速度快、影响溶出机组的稳定、连续运行，因此单流法溶出工艺不适合处理选精矿。
选精矿溶出采用套管间接预热和无搅拌溶出器直接加热相结合的双流法溶出工艺技术：将选精矿、循环碱液、循环碱液、石灰乳配制成800～900g/L高固含原矿浆，并进行8～10h预脱硅反应后的矿浆流，经单套管间接预热到180～190℃，碱液流经13级三套管间接预热到260～270℃。预热后的矿浆流和碱液流混合后进溶出器直接加热到溶出温度260～265℃，然后保温溶出。该工艺能够避开套管间接加热预热过程中合流矿浆的大量结疤段，从而避开了套管加热面的快速结疤，保证溶出机组高效运行。
选精矿双流法溶出工艺虽然在减轻结疤方面有一定优势，但也存在如下问题：碱液套管预热系统设计为十级乏汽预热和三级新蒸汽预热，由于高温碱液对套管的腐蚀问题，三级新蒸汽预热套管无法正常使用，致使高固含矿浆和碱液合流后温度180～190℃，远低于设计值235℃。为保证溶出温度，在溶出器中需通入85t/h左右过热蒸汽将合流矿浆直接加热到溶出温度，也就是说通入蒸汽直接加热使矿浆升温70～80℃，形成大量冷凝水的冲淡而影响溶出效果，同时使蒸发能耗增加。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效减缓选精矿矿物结疤，延长换热器的运行周期，减少直接加热蒸汽冲淡，强化溶出效果，同时降低蒸发能耗的铝土矿选精矿的溶出方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于其溶出过程的步骤依次包括：
（1）将加热的碱液流和矿浆流汇合；
（2）将汇合后的料浆进行加热；
（3）加热后的料浆进入停留罐停留，进行脱硅脱钛；
（4）进行加热溶出；
（5）进入溶出停留罐进行保温溶出；
（6）进入闪蒸罐进行蒸发。
本发明的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（1）的将加热的碱液流和矿浆流汇合后的浆料的温度为180～190℃。
本发明的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（2）的将汇合后的料浆进行加热过程采用蒸汽直接加热，加热料浆的温度为205～215℃。
本发明的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（3）的进行脱硅脱钛过程停留时间为15～20min。
本发明的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（4）的进行加热溶出过程采用间接加热溶出。
本发明的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（4）的进行加热溶出过程采用的间接加热溶出设备为六程多管换热器。
本发明的一种铝土矿选精矿的溶出方法，对目前选精矿双流法间接加热流程进行优化，通过对选精矿在预加热溶出过程中硅钛矿物反应行为研究，确立了减缓选精矿矿物结疤的措施，选择特殊的双流法溶出工艺流程，设置停留罐，使矿浆在停留期间进行脱硅、脱钛反应，巧妙避开选精矿结疤温度段，延长多行程多管换热器的运行周期，选择双流法间接加热溶出设备和工艺流程，实现双流法间接加热溶出，减少直接加热蒸汽冲淡，强化溶出效果，同时降低蒸发能耗。
附图说明
图1为本发明的方法的工艺流程示意图；
图2为现有技术的双流法溶出的工艺流程示意图。
具体实施方式
一种铝土矿选精矿的溶出方法，其溶出过程的步骤依次包括：（1）将加热的碱液流和矿浆流汇合；汇合后的浆料的温度为180～190℃；（2）将汇合后的料浆进行加热；加热过程采用蒸汽直接加热，加热料浆的温度为205～215℃；（3）加热后的料浆进入停留罐停留15～20min，进行脱硅脱钛；（4）进行间接加热溶出；采用的间接加热溶出设备为六程多管换热器；（5）进入溶出停留罐进行保温溶出，（6）进入闪蒸罐进行蒸发。
由于间接加热的效率主要取决于预热器的热交换面积以及表面结疤状。借鉴套管换热器和单行程多管式换热器的成功应用经验，本发明采用多行程多管式换热器作为混合矿浆的加热设备。在结疤可控的情况下，该设备将大大增加换热面积，提高间接加热效率。
采用的换热器可为规格￠1600×15288mm，为六程多管结构，换热管￠89×7×12000mm，126根/台，换热面积407 m2/台，具有换热面积大、耐高温（高至300℃）、高压（可高至数百公斤）、易于清理（高压水、酸洗）检修的特点。
本发明的方法，通过对选精矿双流法加热溶出过程系统优化研究，找出双流法溶出矿浆在较高预热温度区间结疤的规律，寻找合理的脱硅、脱钛工艺条件，为设计低结疤速度、长运行周期的间接加热设备和相应的工艺流程提供依据。研究表明：在溶出205～215℃，设置合流矿浆的反应停留罐，使硅、钛矿物在停留罐中充分反应（此温度下反应15～20min，脱硅率46%，脱钛率66%），可以明显降低后续预热过程中硅、钛矿物的反应析出几率，减缓加热面的结疤速度。
在现有技术的双流法直接加热溶出流程基础上，完成选精矿双流法间接加热流程和设备的配置：在205～215℃设置停留罐，使矿浆在此温度下停留一定时间进行脱硅、脱钛反应，巧妙避开选精矿结疤温度段，在随后的间接加热段不再出现大量硅、钛矿物的反应，因而大大减缓结疤速度。同时，通过新增多管多程预热器间接加热溶出，减少直接加热蒸汽消耗，从而减少溶出冲淡。
现有技术双流法溶出的工艺流程示意图（见图2）：高固含矿浆和碱液合流后180～190℃，进溶出器通入过热蒸汽直接加热到溶出温度，也就是说通入蒸汽直接加热使矿浆升温70～80℃，形成大量冷凝水的冲淡。
本发明选精矿双流法间接加热流程溶出流程（见图1）：高固含矿浆和碱液合流后180～190℃，进入直接加热溶出器，通入适量的过热蒸汽将矿浆直接加热到205～215℃，然后在溶出器中停留脱硅脱钛。再进入多管多程换热器，采用新蒸汽间接加热矿浆到溶出温度，并在随后的溶出器中保温溶出。
通过选精矿双流法间接加热溶出工艺的运行，该多管多程换热器运行周期达两个月以上，管壁结疤并不严重，即使换热管有矿浆粗砂沉积堵管现象，用高压水也很容易清理。
实施例
在原选精矿双流法工业流程的基础上，新增3台六程多管换热器，建立了选精矿双流法间接加热工业流程：
碱液和矿浆合流进原1#溶出器通入过热蒸汽直接加热至205～215℃，在原2#溶出器停留脱硅脱钛，再进入新增换热器通入饱和新蒸汽间接加热至245～255℃，最后进入原3#溶出器通入过热蒸汽补充加热到262℃，并保温溶出。
本发明的实施，能够减少蒸汽冲淡，使溶出矿浆苛性碱浓度提高20～30g/L，使氧化铝溶出率提高1～2%，实现溶出的指标优化，同时减少了蒸发器压力。该流程和设备可以成功地实现选精矿双流法矿浆多管、多程间接加热溶出。单台换热器能使溶出料浆升温15℃左右，3台换热器的运行使溶出矿浆NK浓度提高25g/L左右，溶出率提高1.5%左右。
Claims (6)
1.一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于其溶出过程的步骤依次包括：
（1）将加热的碱液流和矿浆流汇合；
（2）将汇合后的料浆进行加热；
（3）加热后的料浆进入停留罐停留，进行脱硅脱钛；
（4）进行加热溶出；
（5）进入溶出停留罐进行保温溶出；
（6）进入闪蒸罐进行蒸发。
2.根据权利要求1所述的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（1）的将加热的碱液流和矿浆流汇合后的浆料的温度为180～190℃。
3.根据权利要求1所述的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（2）的将汇合后的料浆进行加热过程采用蒸汽直接加热，加热料浆的温度为205～215℃。
4.根据权利要求1所述的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（3）的进行脱硅脱钛过程停留时间为15～20min。
5.根据权利要求1所述的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（4）的进行加热溶出过程采用间接加热溶出。
6.根据权利要求5所述的一种铝土矿选精矿的溶出方法，其特征在于所述的步骤（4）的进行加热溶出过程采用的间接加热溶出设备为六程多管换热器。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107915244A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-04-17 | 东北大学设计研究院（有限公司） | 一种三水铝石型铝土矿双流法溶出的工艺装置和方法 |
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- 2013-10-08 CN CN201310461457.8A patent/CN103496725A/zh active Pending
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