CN103539172B - 一种旋流器与沉降槽结合的赤泥分离洗涤工艺方法及装置 - Google Patents

一种旋流器与沉降槽结合的赤泥分离洗涤工艺方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种旋流器与沉降槽结合的赤泥分离洗涤工艺方法及装置，将溶出稀释后矿浆先进入分离旋流器，分离旋流器的溢流进入分离沉降槽，分离旋流器底流、分离沉降槽底流与二洗沉降槽溢流混合后进入一洗旋流器，一洗旋流器的溢流进入一洗沉降槽，一洗旋流器底流、一洗沉降槽底流与三洗沉降槽溢流混合后进入二洗旋流器，依次类推，次末级旋流器底流、次末洗沉降槽底流与赤泥洗水混合再送到末洗沉降槽，最终完成赤泥的分离洗涤流程。本发明通过增加旋流器和料浆槽等小型设备分流部分赤泥以减小沉降槽负荷，对新建厂可以减少沉降槽的投资和占地，对老厂应对提产或矿石品位下降时不必改造主体设备沉降槽，同时也减少了絮凝剂的消耗量，起到了明显的降本增效的作用。

Description

一种旋流器与沉降槽结合的赤泥分离洗涤工艺方法及装置
技术领域
本发明涉及氧化铝生产，具体说是一种在氧化铝生产过程中赤泥分离洗涤的方法，更具体说是将将旋流器和沉降槽结合的赤泥分离洗涤工艺方法。
背景技术
氧化铝生产过程中产生的废渣即赤泥需要经过洗净后才能外排堆存，目前世界上各氧化铝厂赤泥的分离洗涤都采用沉降－逆向洗涤工艺流程，典型的工艺流程如图2所示，该工艺流程主体设备为沉降槽，其优点是缓存量大、能耗低，缺点是：设备大，造成投资大、占地大、需要加入较大量的絮凝剂以加速液固分离。以一个典型的年产100万吨氧化铝厂拜耳法赤泥分离洗涤工序为例，平底沉降槽直径不小于46m，深锥沉降槽直径不小于22m，沉降槽设备本体投资占工艺设备总投资约90％，沉降槽设备本体占地约占主体工艺区域(含检修通道)54％，年消耗絮凝剂量约为250吨。当今世界新建氧化铝企业发展趋势是单线产能增大化、主体设备大型化，老厂又面临着矿石品位日趋下降，原有沉降槽处理能力不够的现状。沉降槽大型化后对搅拌及驱动装置提出了更高要求，沉降槽槽体重量增长率更是数倍于其处理能力增长率，使设备投资占整个工序的投资比例将进一步提高。
申请人：中国铝业股份有限公司，中国专利申请号：200610103783.1，申请日：2006-08-01，名称为：一种赤泥分离洗涤沉降方法(下称文件1)公开了一种氧化铝生产中赤泥沉降分离洗涤方法。其工艺流程是一次赤泥分离和3～6次反向洗涤分离洗涤工艺,流程中的高位槽的矿浆自压进入赤泥分离沉降槽,经分离沉降后的溢流即铝酸钠溶液送去分解,沉降底流即赤泥经3～6次反向洗涤回收附带的有用成分后,直接排放。沉降槽的溢流和底流由泵进行输送,其中三次洗涤溢流直接进入二次洗涤槽的进料混合器中。该方法中大型平底高帮沉降槽应用于矿浆分离和赤泥一次、二次洗涤,无传动深锥沉降槽应用于结疤量少的3～6次赤泥洗涤。该专利优化了设备配置,简化了工艺流程,可获得合格的分离溢流和固含较高的弃赤泥,减轻了人员劳动强度,能节省设备投资和生产运行费用。
申请人：贵阳铝镁设计研究院申请号：200520200437.6，申请日：2005-06-20，名称为带自循环的赤泥分离洗涤工艺的装置(下称文件2)，公开了一种带自循环的赤泥分离洗涤工艺的装置,它在分离沉降槽和每台洗涤沉降槽上都分别设有溢流出口、溶液出口和底流出口,其溶液出口设在分离沉降槽和每台洗涤沉降槽的中上部的位置处,并处于溢流出口标高的下方位置；在每个溢流出口和每个溶液出口处都分别设有一个泵,并通过管道将泵与槽相连接,使每台槽都形成了部分溶液的自循环系统。该专利能够大幅度降低赤泥洗水加入量,特别是处理低品位铝土矿时,在单位产品赤泥量较大,赤泥沉降工序操作较困难的条件下,可保证沉降槽的进料液固比达到要求,从而保证沉降槽正常运行。
文件1是常规的分离加逆向洗涤流程(所谓逆向洗涤指洗涤沉降槽底流(主要由赤泥和少部分附液组成)往后走，越洗赤泥附液碱浓度越低，溢流也就是洗水往前走，越洗碱浓度越高，最后赤泥洗净后外排或进一步处理，洗液送到其它工序用以稀释矿浆)，文件2也是分离加逆流洗涤流程，只是洗涤槽中的溢流分流一部分送到本槽而形成小部分内部循环，加大底流的稀释液量，有利于赤泥的沉降分离。这两份文件都用了沉降槽这一种主体设备和单一的逆向洗涤流程，这些在氧化铝行业是非常常规的工艺流程。
发明内容
为了解决上述工程技术问题，本发明的目的是提供一种旋流器与沉降槽结合的赤泥分离洗涤工艺方法，通过增加旋流器、料浆槽等小型设备分流部分赤泥，可以大大减轻沉降槽的负荷，这样可以减少新建厂的基建投资和絮凝剂耗量，保证老厂原有沉降槽满足产量要求。
本发明采用了漩流器和混合槽辅助主体设备沉降槽的新工艺，常规洗涤过程溶出后稀释矿浆是直接进分离沉降槽，其底流是直接去一洗沉降槽，溢流为粗液送到其它工序，而各洗涤沉降槽的底流去下一洗沉降槽，末洗沉降槽底流外排；一洗沉降槽溢流送入其它工序，其它各级洗涤沉降槽溢流送到上一洗沉降槽，末洗沉降槽加入洗水。本专利中溶出稀释后矿浆先进入分离旋流器，其溢流进入分离旋流器溢流槽再用泵送入分离沉降槽，分离旋流器的底流、分离沉降槽的底流、二洗沉降槽的溢流进入分离旋流器底流混合槽，混合后进入一洗旋流器，分离沉降槽的溢流为分离粗液送到下一个工序；一洗旋流器的溢流进入一洗旋流器溢流槽再用泵送入一洗沉降槽，一洗沉降槽的溢流为一洗洗液送到上一个工序，一洗旋流器的底流、一洗沉降槽的底流与一洗沉降槽的下下级溢流混合后进入下一级旋流器，依次类推，在洗涤过程中，次末洗旋流器的底流、末洗沉降槽的上一级沉降槽底流、赤泥洗水混合后再送到末洗沉降槽，末洗沉降槽的底流即送到下一个工序或堆场堆存，完成赤泥的分离和洗涤流程。所以本流程还是逆向洗涤流程，但是赤泥浆液每次进沉降槽前用漩流器先分级，料浆混合方式和位置也跟常规洗涤流程不一样。文件1是没有循环的，赤泥从前往后走，洗水从后往前走，是典型的逆向洗涤流程，文件2中沉降槽的溢流小部分进入本槽进行自我循环。本发明逆向流程，但是增加了漩流器、混合槽等流程，这在以往是没有采用过的，这样可以减少沉降槽的投资，减少絮凝剂的用量，对于解决当今氧化铝行业产能大型化后沉降槽大型化有难度以及提产后沉降槽处理能力不够具有很重要的现实意义。所以本发明的特点是“漩流器”与传统的沉降槽结合的工艺方法。
本发明公开了一种应用在氧化铝生产过程中将旋流器和沉降槽结合的赤泥分离洗涤工艺方法，可以大大减轻沉降槽的负荷，可以减少絮凝剂的耗量，新增的旋流器可以放在管架或槽顶上，这样可以减少基建投资和占地。
本发明的具体方法为：将溶出稀释后矿浆先进入分离旋流器，分离旋流器的溢流进入分离沉降槽，分离旋流器底流、分离沉降槽底流与二洗沉降槽溢流混合后进入一洗旋流器，一洗旋流器的溢流进入一洗沉降槽，一洗旋流器底流、一洗沉降槽底流与三洗沉降槽溢流混合后进入二洗旋流器，依次类推，次末级旋流器底流、次末洗沉降槽底流与赤泥洗水混合再送到末洗沉降槽，最终完成赤泥的分离洗涤流程。
所述方法的适用工况为氧化铝生产过程中拜耳法或烧结法赤泥。
所述的沉降槽为在氧化铝行业广泛应用的平底沉降槽或深锥沉降槽等各种形式的沉降槽。
所述的各旋流器溢流、各洗涤沉降槽溢流、除一次洗液外的各洗涤沉降槽溢流自流进入到相应的旋流器底流混合槽。
所述的溶出稀释后矿浆固含为70～100g/L，分离旋流器底流固含～800g/L时,沉砂固体/溢流固体为2：1～3：2。
所述的洗涤旋流器进料固含为200～300g/L，洗涤旋流器底流含～1000g/L时,沉砂固体/溢流固体为3：2～3：1。
稀释后料浆固含为70～100g/L为工艺指标，大于该值赤泥很难分离，小于该值必须加大洗水量，这样精液浓度降低分解不易于控制，且多余的水需通过耗能很大的母液蒸发而蒸发掉；分离漩流器底流固含和底流产量是越高越好，但是高底流固体产量与高底流固含是不可兼得的，当进料固体浓度为70～100g/L时，底流固含为800g/L产量是经济的，漩流器分级后其沉砂固体/溢流固体为2：1～3：2。同理，所述的各洗涤旋流器进料固含为200～300g/L，洗涤旋流器底流固含～1000g/L时,沉砂固体/溢流固体为3：2～3：1。
本发明进一步公开了一种实现所述方法的装置，包括分离沉降槽、洗涤沉降槽、分离旋流器、分离旋流器溢流槽、分离旋流器底流混合槽、各洗涤旋流器、各洗涤旋流器溢流槽、各洗涤旋流器底流混合槽。
本发明的优点和效果是：可根据不同的赤泥来料调节旋流器的沉砂固体与溢流固体比例从而控制进入沉降槽的泥量，对不同矿石条件下的溶出赤泥适用范围广；所需增加的投资仅为增加旋流器和料浆槽等小型设备，虽增加了设备数量，但对新建厂可以减少沉降槽的投资和占地，对老厂应对提产或矿石品位下降时不必改造主体设备沉降槽，同时也减少了絮凝剂的消耗量；且旋流器底流固含高于沉降槽底流固含，提高了洗涤效率。上述效果起到了明显的降本增效的作用。以一个典型的年产100万吨氧化铝、一次分离四次洗涤的拜耳法赤泥分离洗涤工序为例，若将其中一半的赤泥分流进入旋流器，工艺设备投资可以减少950万元，絮凝剂消耗减少300万元/年，运行功率仅增加160kw/h。
附图说明
图1是一种旋流器与沉降槽结合的赤泥分离洗涤流程；
图2为典型的赤泥分离洗涤流程图；
图1中：1.分离沉降槽；2.一洗沉降槽；3.二洗沉降槽；4.末洗沉降槽；5.分离旋流器；6.分离旋流器溢流槽；7.分离旋流器底流混合槽；8.一洗旋流器；9.一洗旋流器溢流槽；10.一洗旋流器底流混合槽；11.次末洗旋流器；12.次末洗旋流器溢流槽；13.次末洗旋流器底流混合槽；14.溶出稀释后矿浆；15.分离粗液；16.一洗洗液；17.赤泥洗水；18.末洗沉降槽底流。
具体实施方式：
如图1所示：将溶出稀释后矿浆14进入分离旋流器5，其溢流进入分离旋流器溢流槽6再用泵送入分离沉降槽1，分离旋流器5的底流、分离沉降槽1的底流、二洗沉降槽3的溢流进入分离旋流器底流混合槽7，混合后进入一洗旋流器8，分离沉降槽1的溢流为分离粗液15送到下一个工序；一洗旋流器8的溢流进入一洗旋流器溢流槽9再用泵送入一洗沉降槽2，一洗沉降槽2的溢流为一洗洗液16送到上一个工序，一洗旋流器8的底流、一洗沉降槽2的底流与一洗沉降槽2的下下级溢流混合后进入下一级旋流器，依次类推，在洗涤过程中，即本级旋流器溢流送到本级沉降槽，本级旋流器的底流、本级沉降槽底流、下下级沉降槽溢流三者进入本级旋流器底流混合槽混合再送到下一级洗涤旋流器。最后，次末洗旋流器11的底流、末洗沉降槽4的上一级沉降槽底流、赤泥洗水17混合后再送到末洗沉降槽4，末洗沉降槽4的底流即18送到下一个工序或堆场堆存，完成赤泥的分离和逆向洗涤流程。

Claims (5)

1.一种旋流器与沉降槽结合的赤泥分离洗涤工艺方法，其特征在于：将溶出稀释后矿浆先进入分离旋流器，分离旋流器的溢流进入分离沉降槽，分离旋流器底流、分离沉降槽底流与二洗沉降槽溢流混合后进入一洗旋流器，一洗旋流器的溢流进入一洗沉降槽，一洗旋流器底流、一洗沉降槽底流与三洗沉降槽溢流混合后进入二洗旋流器，依次类推，次末级旋流器底流、次末洗沉降槽底流与赤泥洗水混合再送到末洗沉降槽，最终完成赤泥的分离洗涤流程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法的适用工况为氧化铝生产过程中拜耳法或烧结法赤泥。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的沉降槽为在氧化铝行业广泛应用的平底沉降槽或深锥沉降槽。
4.根据权利要求1所述的方法，所述的各旋流器溢流、除一次洗液外的各洗涤沉降槽溢流自流进入到相应的旋流器底流混合槽。
5.一种实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于：包括分离沉降槽、洗涤沉降槽、分离旋流器、分离旋流器溢流槽、分离旋流器底流混合槽、各洗涤旋流器、各洗涤旋流器溢流槽、各洗涤旋流器底流混合槽。
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