CN104058433B - 一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺 - Google Patents

一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种氧化铝生产过程中的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，包括调配、快速分离、再浆、快速洗涤等步骤。通过上述四步实现大型工业化快速分离与洗涤的稳定运行，通过逆流洗涤完成少量新水和高回收率的目的，同时循环水平衡使得过滤介质(滤布)得到大量冲洗水而保证大型过滤洗涤装置连续运行的过滤性能。采用本发明工艺，可将原来的溶出矿浆的氧化铝净溶出率由原来的79～82g/L，提高到84～87g/L。赤泥洗涤水由原来的每吨赤泥3～4t/h吨水，降到每吨赤泥0.8～1t/h。排出赤泥附碱含量由原来的5g/L，降到3.5g/L以下。

Description

一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺
(一)技术领域
本发明涉及一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺。
(二)背景技术
我国缺乏天然铝土矿资源，目前国内铝土矿保有量仅占世界总储量的2.4％。近年来国外对铝土矿资源输出更是进行了限制，使得提高铝土矿得率，降低生产成本的要求更加迫切。在氧化铝生产中，无论是烧结法、拜耳法还是拜耳烧结联合法，根据资料显示在生产氧化铝工艺中熟料Al2O3净溶出率的损失中有近50％是在分离沉降槽中发生的，由于沉降槽分离、洗涤时液固分离时间较长，即便是最新采用的高效沉降槽其浆液停留时间也在0.25-1.5小时，而在这过程中浆液仍产生二次反应损失，包括已经溶出的Al2O3和Na2O重新析出损失，并使SiO2含量增加。在操作中易造成沉降槽淤堵，开车率降低严重影响产能。因而寻找一种合适的快速分离工艺与设备使得Al2O3溶出率损失降低，同时又能保证生产的连续平稳是解决问题的关键。但实验表明在大型生产中将熟料溶出后铝酸钠溶液的快速分离以及赤泥充分洗涤回收在单一设备上完成较难实现。因而寻找合适的分离工艺结合相应设备可使大型工业生产的连续性和稳定性得到保障。
(三)发明内容
本发明目的是提供氧化铝生产过程中的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其主要是解决现有技术所存在的Al2O3溶出率损失大，二次反应严重，碱耗量，洗涤水、絮凝剂耗量大、单一分离设备无法完成快速分离、赤泥充分洗涤要求等技术问题。
本发明采用的技术方案是：
一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，所述工艺包括：
(1)调配：铝酸钠熟料溶出矿浆由闪蒸器出料，在调配槽中稀释至碱浓度为110g/L～150g/L；所述熟料溶出矿浆为拜耳或烧结法获得的熟料溶出矿浆；
(2)快速分离：步骤(1)调配后的料浆用泵输送到分离过滤装置(湿排渣)，进行快速分离，分离作业时间2～10分钟；分离的滤液送去粗液槽到精液控制过滤单元，滤液浮游物控制在2g/L～25g/L；分离的滤饼即赤泥含水率控制在28％～42％，进入赤泥再浆槽；
(3)再浆：赤泥与分离过滤装置的滤布洗涤液同时进入赤泥再浆槽，搅拌混合均匀；滤布洗涤液的碱浓度控制在3g/L～85g/L、温度控制在50～100℃，用量为每吨赤泥0.8～1.5t/h；
(4)快速洗涤：步骤(3)再浆搅拌混合后送洗涤过滤装置(三洗干排渣)在下进行三次逆流洗涤，洗涤分为一洗区、二洗区、三洗区共三个洗涤区域，新水由三洗区加入作为洗涤水，二洗区的洗涤水由三洗区冲洗残留渣的洗涤水混合三洗区的滤液提供，一洗区的洗涤水由二洗区的滤液提供，一洗区的滤液回用作为步骤(1)中的稀释用水和步骤(3)中的滤布洗涤用水；洗涤水温度为50℃～100℃、碱浓度85g/L以下，洗涤水总用量为每吨赤泥0.8～1.5t/h；经洗涤后的滤饼含水量控制在40％以下，碱残留控制在5.0g/L以下，由下料口排入运输皮带或运输车外送干堆场。
本发明工艺通过上述四步实现大型工业化快速分离与洗涤的稳定运行，通过逆流洗涤完成少量新水和高回收率的目的，同时循环水平衡使得过滤介质(滤布)得到大量冲洗水而保证大型过滤洗涤装置连续运行的过滤性能。
优选的，步骤(4)洗涤用新水为温度70～85℃的工业新水(及工业用自来水)，用量为每吨赤泥0.8～1.0t/h。最终干排赤泥的含水率为30％～35％，碱残留2g/L～3.2g/L。
步骤(4)所用的过滤装置需要大量过滤介质(滤布)再生冲洗液以保证其连续运行时的过滤性能，该冲洗液可通过循环水平衡系统提供，以减少洗涤系统新水加入以及污水排放。可设置带隔网滤布冲渣槽收集大型快速洗涤过滤装置(三洗干排渣)中赤泥洗涤滤液，以及滤布冲洗后进入滤布冲渣槽的澄清液。该澄清液可通过管道过滤器进一步去除固体颗粒，以避免堵塞冲洗喷头。
步骤(4)可采用翻盘过滤机，为全封闭结构，内部保温及自动吹扫是由常压蒸汽完成的，因此其环境工作温度为当地的室温，而设备内部工作温度为50℃～120℃。
本发明的有益效果主要体现在：本发明采用调配、快速分离、再浆、快速洗涤、循环水平衡(过滤介质再生洗水)步骤的分段组合工艺来实现大型化生产的连续稳定性，同时实现提高得率，较少洗水的目的。
(四)附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图2为本发明实施例1工艺装置示意图。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
本实施例的第一步调配槽由V101调配槽、A101调配槽搅拌器、P101料浆泵组成。拜耳法获得的熟料溶出矿浆由闪蒸器出料，在调配槽中稀释至碱浓度约为110～130g/L；调配槽的稀释液由大型快速洗涤过滤装置(三洗干排渣)的一洗滤液提供，碱浓度约为15～30g/L；
第二步大型快速分离过滤湿排渣装置由F201翻盘真空过滤机(湿排)、C201干湿渣斗、C202气沫分离器、V201滤液槽、P201滤液泵、V202回水池(共用)、P202a液下泵、P203真空泵组成。将调配槽内调配后的料浆用泵送到大型快速分离过滤装置(湿排渣)，开始进行快速分离，分离作业时间2～4分钟。分离的滤液送去粗液槽到精液控制过滤单元。滤液浮游物控制在10g/L～15g/L，分离的滤饼干渣的含水率控制在30～35％。
第三步赤泥再浆槽由V301再浆槽、A301再浆槽搅拌器、P301再浆料泵组成。稀释液由后道大型快速洗涤装置(三洗干排渣)的一洗滤液用泵送到前道大型快速分离过滤装置(湿排渣)，先用于滤布的清洗，随后做为稀释液与干渣一同进入再浆槽混合搅拌，稀释液(滤布冲洗液)的碱浓度控制在25g/L～50g/L；
第四步大型快速洗涤过滤干排渣装置由F401翻盘真空过滤机(三洗干排)、C401干渣斗、C402湿渣斗、C403气沫分离器、X401皮带输送机、P401冲洗泵、V401一洗槽、P402二洗泵、V402二洗槽、V202回水池(共用)、P202b液下泵、P403真空泵组成。再浆槽中的赤泥由泵送到大型快速洗涤过滤装置(三洗干排渣)。新水由三洗区加入，二洗区的洗液由冲洗残留渣混合三洗区的滤液提供，一洗区的洗液由二洗区的滤液供给。一洗区的滤液送到第一道工序的调配槽稀释熟料溶出矿浆和第二道大型快速分离过滤装置(湿排渣)的滤布冲洗口。经洗涤后的滤饼直接由下料口排入运输皮带或运输车外送干堆场。洗涤用新水为温度在70℃～85℃的工业新水，每吨赤泥消耗水量为0.8～1t/h，干排赤泥的含水率为30％～35％，碱残留2g/L～3.2g/L；
第五步循环水平衡由P501三洗泵、V501滤布冲渣槽、A501冲渣槽搅拌器、C501管道过滤器、P502冲洗泵组成。设置带隔网滤布冲渣槽收集大型快速洗涤过滤装置(三洗干排渣)中赤泥洗涤滤液，以及滤布冲洗后进入滤布冲渣槽的澄清液，对洗涤用水进行再生。该澄清液通过管道过滤器进一步去除固体颗粒，以避免堵塞冲洗喷头。
工艺流程参见图1，装置参见图2。
本发明沉降分离洗涤系统，采用翻盘过滤机实现快速分离洗涤后，可将原来的溶出矿浆的氧化铝净溶出率由原来的79～82g/L，提高到84～87g/L。赤泥洗涤水由原来的每吨赤泥3～4t/h吨水，降到每吨赤泥0.8～1t/h。排出赤泥附碱含量由原来的5g/L，降到3.5g/L以下。
根据以上指标优化每年按年产拜耳法生产氧化铝100万吨，烧结法10万吨的产能计算，就溶出率的提高及碱耗的降低，就可为企业带来年节约1900万元的经济效益。

Claims (2)

1.一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，所述工艺包括：
(1)铝酸钠熟料溶出矿浆由闪蒸器出料，在调配槽中稀释至碱浓度为110g/L～150g/L；
(2)步骤(1)调配后的料浆用泵输送到分离过滤装置，进行快速分离，分离作业时间2～10分钟；分离的滤液送去粗液槽到精液控制过滤单元，滤液浮游物控制在2g/L～25g/L；分离的滤饼即赤泥含水率控制在28％～42％，进入赤泥再浆槽；
(3)赤泥与分离过滤装置的滤布洗涤液同时进入赤泥再浆槽，搅拌混合均匀；滤布洗涤液的碱浓度控制在3g/L～85g/L、温度控制在50～100℃，用量为每吨赤泥0.8～1.5t/h；
(4)步骤(3)再浆搅拌混合后送洗涤过滤装置再进行三次逆流洗涤，洗涤分为一洗区、二洗区、三洗区共三个洗涤区域，新水由三洗区加入作为洗涤水，二洗区的洗涤水由三洗区冲洗残留渣的洗涤水混合三洗区的滤液提供，一洗区的洗涤水由二洗区的滤液提供，一洗区的滤液回用作为步骤(1)中的稀释用水和步骤(2)中分离过滤装置的滤布洗涤用水；洗涤水温度为50℃～100℃、碱浓度85g/L以下，洗涤水总用量为每吨赤泥0.8～1.5t/h；经洗涤后的滤饼含水量控制在40％以下，碱残留控制在5.0g/L以下，由下料口排入运输皮带或运输车外送干堆场。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(4)洗涤用新水为温度70～85℃的工业新水，用量为每吨赤泥0.8～1.0t/h。
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