CN104876251A - 一种氧化铝生产中铝酸钠溶液快速分离及赤泥洗涤工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氧化铝生产过程中铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，通过混合稀释、快速分离、再浆、快速洗涤、循环水平衡等步骤实现大型工业化铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤的稳定运行，无需添加絮凝剂或减少添加量，省去或者降低絮凝剂耗量和沉降槽的投资，解除了氧化铝因分离沉降时间过长造成的二次损失，提高了氧化铝的溶出率和总回收率，从而节约了铝土矿资源，降低了生产成本；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设备连续运行的过滤性能；通过降低赤泥附液和快速分离、洗涤，大大节省了洗水用量和完成高回收率的目的，节省了氧化铝的生产成本。

Description

一种氧化铝生产中铝酸钠溶液快速分离及赤泥洗涤工艺

【技术领域】

本发明属于湿法冶金铝土矿、粉煤灰、霞石生产氧化铝技术领域，具体涉及氧化铝生产过程中铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺。

【背景技术】

我国铝土矿资源天然缺乏，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，使得提高铝土矿溶出率，降低生产成本的现实要求更加迫切。

根据相关资料统计，在氧化铝生产工艺中，无论是烧结法、拜耳法还是拜耳烧结联合法，现有氧化铝溶出浆液沉降分离技术，氧化铝净溶出率比实际溶出率低3％～5％左右，其中50％以上的损失是在分离沉降过程中发生的。即便是采用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，造成氧化铝和氧化钠损失，并使二氧化硅含量增加。沉降分离技术在生产过程中易产生结疤造成沉降槽淤堵、清理困难，开车率降低，严重影响产能。生产过程中需要添加絮凝剂和蒸汽保温，赤泥洗水量大，增加生产成本。沉降槽跑混，影响正常生产，外排赤泥含液率40％～45％，不能干堆，增加赤泥堆存成本和安全环保风险。

粉煤灰制取氧化铝生产工艺中，不管采用酸法、碱法还是其它方法都要先制取粗精液，由于粉煤灰经过溶出后溶液中还含有大量的未燃碳，因此该溶出浆液的自然重力沉降性能非常差或可以说是基本没有沉降性。

因而寻找一种合适的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺和设备组合以降低氧化铝溶出率损失，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，改善氧化铝生产技术、降低生产成本的迫切需要,对铝工业的发展有重大意义。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有氧化铝生产工艺中存在的技术问题，提供一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其主要解决现有技术所存在的氧化铝净溶出率与实际溶出率差值大，二次反应严重，碱耗量、洗涤水、絮凝剂耗量大，沉降跑混及沉降槽清理困难，单一分离设备无法完成快速分离、赤泥充分洗涤，外排赤泥含液率高、不能干堆等技术问题。提高了氧化铝的产能，节约了铝土矿资源，降低了生产成本，在保证大型工业生产的连续稳定性的同时，提高了市场竞争力。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，包括如下步骤：

1)溶出矿浆稀释：铝酸钠熟料溶出矿浆在混合器中与一洗液混合稀释，一洗液为该工艺后面的洗涤过滤设备的赤泥第一次洗涤滤液，稀释后的溶出矿浆碱浓度为150～180g/L；

2)稀释矿浆分离过滤：将混合好的稀释矿浆输送到分离过滤设备，进行快速分离，分离的滤液送去粗液槽到精液控制过滤系统；

3)赤泥滤饼转移到再浆槽；

4)赤泥再浆：从步骤2)分离得到的赤泥与分离过滤设备的滤布再生所用的冲洗水一并排入再浆槽，通过搅拌完成赤泥再浆，为后续赤泥快速洗涤吸干提供稳定进料；

5)赤泥快速洗涤：由再浆槽的来料进入过滤洗涤设备，该过滤洗涤设备，分为一洗区、二洗区、三洗区共三个洗涤区域和一个吸干区；洗涤水由三洗区加入，作为洗涤用新水，二洗区的洗涤水由三洗区的滤液提供，二洗区的滤液回流用于赤泥再浆用水和滤布再生所用冲洗水，一洗区的滤液回用作为步骤1)中的稀释用水；

6)经三次洗涤后的赤泥，在吸干区吸干后，由下料口排入运输皮带或运输车外送干堆场。

作为本发明进一步的方案：所述步骤1)中的混合器为管道强制混合器，优选为采用文丘里原理制造的管道强制混合器。

作为本发明进一步的方案：所述步骤1)中的稀释后的溶出矿浆温度为100～110℃。

作为本发明进一步的方案：所述步骤2)中的分离过滤设备，在分离过滤设备上还加有不合格粗滤系统，用于将指标不合格滤液返回混合器中。

作为本发明进一步的方案，所述步骤2)中的快速分离作业时间为2～10分钟，分离出的滤液中浮游物控制在1～10g/L，分离出的滤饼含液率控制在35～45％。

作为本发明进一步的方案：所述步骤3)中的赤泥滤饼转移到再浆槽，采用自卸装置将赤泥滤饼卸下，并通过输送装置或运输车运送到再浆槽中。

作为本发明进一步的方案：所述步骤4)中的赤泥与分离过滤设备的滤布再生所用的冲洗水温度为80～100℃，每吨赤泥用水量为0.9～2.5t/t。

作为本发明进一步的方案：所述步骤5)中的赤泥快速洗涤，采用喷淋洗涤法或反向洗涤法。

作为本发明进一步的方案：所述步骤6)中的赤泥在吸干区吸干后，附液率低于35％，碱残留量小于7g/L。

作为本发明进一步的方案：所述步骤1)溶出矿浆稀释前，还有除砂步骤：先采用除砂装置将溶出矿浆中大于150目的粗粒分离，再将除砂后的溶出矿浆输送去稀释。

作为本发明进一步的方案：所述除砂装置为耙式分级机、水力旋流器和分级槽中的一种。

本发明通过混合稀释、快速分离、再浆、快速洗涤、循环水平衡等步骤实现大型工业化铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤的稳定运行，无需絮凝沉降，省去絮凝剂耗量和沉降槽的投资，解除了氧化铝因分离沉降时间过长造成的二次损失，提高了氧化铝的产能、降低氧化铝溶出损失率，从而节约了铝土矿资源，降低了生产成本；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设备连续运行的过滤性能，通过多次循环利用洗液，大大节省了新水用量和完成高回收率的目的，节省了氧化铝的生产成本。

作为本发明进一步的方案：所述步骤1)溶出矿浆稀释后，将混合好的稀释矿浆输送到分离沉降槽，按每吨赤泥加入40～50g絮凝剂进行沉降分离；溢出液即粗液，送去粗液槽到精液控制过滤系统，沉降槽底流进入分离过滤设备，分离液回流用于步骤1)的溶出矿浆稀释，赤泥滤饼进入后续工艺流程。

作为本发明进一步的方案：所述絮凝剂为合成絮凝剂。

作为本发明进一步的方案：所述的分离沉降槽为深锥沉降槽，优选为单层深锥沉降槽。

作为本发明进一步的方案：所述步骤5)中洗涤用新水为80～100℃的工业再生用热水,用量为每吨赤泥0.9～2.5t/t。

作为本发明进一步的方案：所述溶出矿浆为拜耳法或烧结法或拜耳烧结联合法获得的熟料溶出矿浆。

本发明通过稀释、加絮凝剂分离沉降，大大缩短了分离沉降时间，降低了氧化铝因分离沉降时间过长造成的二次损失，降低氧化铝溶出损失率，提高了氧化铝的产能，节约了铝土矿资源；通过降低附液率和多次循环利用洗液，大大节省了新水用量和完成高回收率的目的，降低了生产成本；在保证大型工业生产的连续稳定性的同时，提高了市场竞争力。

【附图说明】

图1是稀释矿浆进入分离过滤设备快速分离与赤泥洗涤工艺流程图

图2是分离沉降槽底流进入分离过滤设备快速分离与赤泥洗涤工艺流程图

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

【具体实施方式】

实施例1

请参阅图1，一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，包括如下步骤：

第一步：溶出矿浆稀释，铝酸钠熟料溶出矿浆由泵输送到混合器与一洗液混合稀释，其中一洗液为该工艺后面洗涤过滤设备的赤泥第一次洗涤滤液，稀释后的溶出矿浆碱浓度为150～180g/L，温度为100～110℃；优选地，该混合器优选采用文丘里原理制造的管道强制混合器。

第二步：稀释矿浆分离过滤，将混合好的稀释矿浆输送到分离过滤设备，进行快速分离，将铝酸钠溶液与赤泥分开。在分离过滤设备上加有不合格粗滤系统(量非常少，只是料浆刚接触滤布瞬间的量)，对指标不合格滤液返回混合器，合格的分离滤液经粗液槽到精液控制过滤系统。快速分离作业时间为2～10分钟，分离出的滤液中浮游物控制在1～10g/L，分离出的滤饼含液率控制在35～45％。

第三步：赤泥滤饼转移到再浆槽，采用自卸装置将赤泥滤饼卸下，并通过输送装置或运输车运送到再浆槽中。

第四步：赤泥再浆：从第二步分离得到的赤泥与分离过滤设备的滤布再生所用的冲洗水一并排入再浆槽，通过搅拌完成赤泥再浆，为后续赤泥快速洗涤吸干提供稳定进料。赤泥与分离过滤设备的滤布再生所用的冲洗水温度为80～100℃，每吨赤泥用水量为0.9～2.5t/t。

第五步：赤泥快速洗涤：由再浆槽的来料进入过滤洗涤设备，该过滤洗涤设备，分为一洗区、二洗区、三洗区共三个洗涤区域和一个吸干区。新水由三洗区加入作为洗涤水，二洗区的洗涤水由三洗区的滤液提供，二洗区的滤液回流用于赤泥再浆用水和滤布再生所用冲洗水，一洗区的滤液回用作为第一步骤中的稀释用水。洗涤采用喷淋洗涤或反向洗涤的方式。洗涤用新水为80～100℃的工业再生用热水,用量为每吨赤泥0.9～2.5t/t。

第六步：经三次洗涤后的赤泥，在吸干区吸干后，附液率低于35％，碱残留量小于7g/L，由下料口排入运输皮带或运输车外送干堆场。

实施例2

请参阅图2，一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，包括如下步骤：

第一步：溶出矿浆经过稀释后输送到分离沉降槽中，按每吨赤泥加入40～50g絮凝剂进行沉降分离，絮凝剂优选为合成絮凝剂，分离沉降时间为0.25～1.5个小时；溢出液即粗液，送去粗液槽到精液控制过滤系统，粗液中浮游物控制在1～10g/L；沉降槽底流进入分离过滤设备，快速分离作业时间为2～10分钟，分离液回流用于溶出矿浆稀释，赤泥滤饼进入后续工艺流程，滤饼含液率控制在35～45％。

第二步：赤泥滤饼转移到再浆槽，采用自卸装置将赤泥滤饼卸下，并通过输送装置或运输车运送到再浆槽中。

第三步：赤泥再浆：从第一步分离得到的赤泥与分离过滤设备的滤布再生所用的冲洗水一并排入再浆槽，通过搅拌完成赤泥再浆，为后续赤泥快速洗涤吸干提供稳定进料。赤泥与分离过滤设备的滤布再生所用的冲洗水温度为80～100℃，每吨赤泥用水量为0.9～2.5t/t。

第四步：赤泥快速洗涤：由再浆槽的来料进入过滤洗涤设备，该过滤洗涤设备，分为一洗区、二洗区、三洗区共三个洗涤区域和一个吸干区。新水由三洗区加入作为洗涤水，二洗区的洗涤水由三洗区的滤液提供，二洗区的滤液回流用于赤泥再浆用水和滤布再生所用冲洗水，一洗区的滤液回用作为步骤1)中的稀释用水。洗涤采用喷淋洗涤或反向洗涤的方式。洗涤用新水为80～100℃的工业再生用热水,用量为每吨赤泥0.9～2.5t/t。

第五步：经三次洗涤后的赤泥，在吸干区吸干后，附液率低于35％，碱残留量小于7g/L，由下料口排入运输皮带或运输车外送干堆场。

上述两个实施例中的溶出矿浆为拜耳法或烧结法或拜耳烧结联合法获得的熟料溶出矿浆。

实施例2中的溶出矿浆稀释可以采用实施例1中的混合器根据工艺要求进行稀释。

本发明取得的技术效果：弃赤泥附碱损失NT≤7kg/t-AO；弃赤泥附液率≤35％，有利于赤泥干堆；氧化铝水解损失约5kg/t-AO，提高氧化铝回收率2％～3％，保护了有限的铝土矿资源，提高了精液中氧化铝含量，缩小了精液Rp与溶出Rp差值，有利于提高精液产出率；稀释液Nk浓度提高3～10g/L，减少洗水量和蒸水量约0.5～1.5t水/t-AO。估算每吨氧化铝较现有沉降分离洗涤工艺技术减少40元/t-AO左右。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，包括如下步骤：

1)溶出矿浆稀释：铝酸钠熟料溶出矿浆在混合器中与一洗液混合稀释，一洗液为该工艺后面洗涤过滤设备的赤泥第一次洗涤滤液，稀释后的溶出矿浆碱浓度为150～180g/L；

2)稀释矿浆分离过滤：将混合好的稀释矿浆输送到分离过滤设备，进行快速分离，分离的滤液送去粗液槽到精液控制过滤系统；

3)赤泥滤饼转移到再浆槽；

4)赤泥再浆：从步骤2)分离得到的赤泥与分离过滤设备的滤布再生所用的冲洗水一并排入再浆槽，通过搅拌完成赤泥再浆，为后续赤泥快速洗涤吸干提供稳定进料；

5)赤泥快速洗涤：由再浆槽的来料进入过滤洗涤设备，该过滤洗涤设备，分为一洗区、二洗区、三洗区共三个洗涤区域和一个吸干区；洗涤水由三洗区加入，作为洗涤用新水，二洗区的洗涤水由三洗区的滤液提供，二洗区的滤液回流用于赤泥再浆用水和滤布再生所用冲洗水，一洗区的滤液回用作为步骤1)中的稀释用水；

6)经三次洗涤后的赤泥，在吸干区吸干后，由下料口排入运输皮带或运输车外送干堆场。

2.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述步骤2)中的分离过滤设备，在分离过滤设备上还加有不合格粗滤系统，用于将指标不合格滤液返回混合器中。

3.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述步骤2)中的快速分离作业时间为2～10分钟，分离出的滤液中浮游物控制在1～10g/L，分离出的滤饼含液率控制在35～45％。

4.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述步骤5)中洗涤用新水为80～100℃的工业再生用热水,用量为每吨赤泥0.9～2.5t/t。

5.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述步骤1)中的混合器为采用文丘里原理制造的管道强制混合器。

6.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述步骤1)中的稀释后的溶出矿浆温度为100～110℃。

7.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述步骤5)中的赤泥快速洗涤，采用喷淋洗涤法。

8.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述步骤6)中的赤泥在吸干区吸干后，附液率低于35％，碱残留量小于7g/L。

9.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述步骤1)溶出矿浆稀释后，将混合好的稀释矿浆输送到分离沉降槽，按每吨赤泥加入40～50g合成絮凝剂进行沉降分离；溢出液即粗液，送去粗液槽到精液控制过滤系统，沉降槽底流进入分离过滤设备，分离液回流用于步骤1)的溶出矿浆稀释，赤泥滤饼进入后续工艺流程。

10.根据权利要求9所述的铝酸钠溶液快速分离与赤泥洗涤工艺，其特征在于：所述的分离沉降槽为深锥沉降槽。