CN105274347A - 一种防粘接的硫酸铵法粉煤灰提铝系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防粘接的硫酸铵法粉煤灰提铝系统及方法，所述系统包括进料系统、传动系统、焙烧系统、NH3吸收系统、出料装置、清洗系统、烘干系统、浸取系统、保温隔热系统；进料系统包括生料仓、给料装置；传动系统包括托盘、重锤、传动齿轮、链条、容器、转轴、驱动电机和减速器；焙烧系统包括加热装置、温控装置、设备检测孔；出料装置包括出料齿轮和出料轴；浸取系统包括浸取池、过滤器和沉淀池；本发明还公开了该系统的提铝方法，采用流水线式焙烧工艺，实现良好的反应环境；本发明具有物料与设备不粘结、成品率高、反应时间可控、提取率高、生产效率高、换热效率高、占地面积小、环保性能好、可自动给料等优点。

Description

一种防粘接的硫酸铵法粉煤灰提铝系统及方法
技术领域
本发明属于化工行业金属提取技术领域，具体涉及一种防粘接的硫酸铵法粉煤灰提铝系统及方法。
背景技术
粉煤灰是燃煤锅炉随烟气排出的固体废弃物，它是煤在高温燃烧时杂质熔融，经过骤冷而形成的玻璃态固体微粒。粉煤灰主要化学成分为Al2O3和SiO2，两者之和达80％以上。综合利用粉煤灰，提取氧化铝，是一种二次资源的高附加值利用。该项研究目前已经从理论和实验研究，转向中试和工业化试验研究，但可用于工业化生产的技术路线仍非常有限。
碱焙烧法因工艺简单，在工业化应用上取得了一定的进展，但因其固有的缺陷致使整个工艺有不成熟的或者不经济的地方，使得生产难以为继；酸浸取法因其对设备耐腐要求高，投资成本巨大，一直处于理论和实验室阶段的研究，工业化之路还比较漫长；而反应相对温和、渣量也可以得到控制的硫酸铵法还没有实现工业化生产，主要是该工艺一直无法解决硫酸铵与粉煤灰混合焙烧生成硫酸铝或硫酸铝铵生成率不高问题：硫酸铵、硫酸铝铵的熔点较低，反应过程中很快形成熔融状态，而且硫酸铵还易分解，分解后将无法与粉煤灰中Al2O3进行反应，造成Al2O3的提取率不高。因此，如何能够较好的解决硫酸铵与粉煤灰焙烧问题，才是硫酸铵法工业化之路的关键。
申请人对硫酸铵与粉煤灰的焙烧工艺进行了大量研究，如流化床焙烧法、隧道炉焙烧法、热反应釜焙烧法等，研究结果表明：采用流态化焙烧有利于物料传热均匀，反应更快，但在试验台条件下，物料进入炉膛5分钟后，全部被惰性介质磨碎，物料在炉内下部停留时间较短，无法满足焙烧时间的要求，进而导致提取率也较低；采用隧道炉焙烧，虽然提取率较高，但仍无法完全解物料粘接问题；热反应釜焙烧法虽然对粘接问题不敏感，但熟料提取率有限。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种防粘接的硫酸铵法粉煤灰提铝系统及方法，该系统具有物料与设备不粘结、成品率高、反应时间可控(提取率高)、换热效率高、占地面积小、环保性能好等优点。
为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现：
一种防粘接的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，所述系统包括进料系统8，与进料系统8连接的传动系统6和焙烧系统4，连接在传动系统6和焙烧系统4上部的NH3吸收系统5，连接在传动系统6和焙烧系统4下部的出料装置3，连接在出料装置3下部的清洗系统2，分别连接在清洗系统2两端的烘干系统1和浸取系统9，以及设置在焙烧系统4内的保温隔热系统7；所述进料系统8包括生料仓以及与生料仓连接的给料装置18；所述传动系统6置于焙烧系统4内，包括托盘12、重锤13、传动齿轮14、链条15、容器16、转轴17、驱动电机和减速器，所述托盘12与重锤13为一体结构，通过转轴17置于链条15上，所述容器16用于盛放反应物料，容器16置于托盘12上，容器16与托盘12能够分离；所述焙烧系统4采用立式布置，包括加热装置、温控装置和设备检测孔；所述出料装置3包括出料齿轮10，布置在出料齿轮10之间的出料轴11；所述浸取系统9包括浸取池、沉淀池以及设置在浸取池和沉淀池间的过滤器。
所述给料装置18采用间断旋转方式，由给料口下部布置的传感器控制间断旋转时间。
所述传动系统6为闭环装置，传动齿轮14布置在传动系统两侧，分别通过同侧的两套轴承固定。
所述托盘12在重锤13及转轴17的作用下能够保持盘面向上状态。
所述焙烧系统4热源采用电加热、热烟气、红外线或电磁加热，焙烧系统4内部采用热风循环加热，由温控装置控制焙烧系统内部温度在物料反应范围内。
所述出料装置3直接接至清洗系统2。
所述出料轴11能够使托盘12与重锤13翻转，使托盘12上的容器16掉出。
所述浸取系统9与清洗系统2底部相连，清洗系统2内的熟料溶液流至浸取系统9。
所述清洗系统2采用多角度高压水或低压蒸汽进行清洗。
所述清洗系统2采用单池或多池布置。
上述所述的硫酸铵法粉煤灰提铝系统的提铝方法，按一定比例混合好的粉煤灰与硫酸铵的混合物存储于生料仓，生料仓下部设置的给料装置18在传感器控制下间断旋转，将盛放反应物料的容器16落入托盘12上；托盘12中的物料在传动系统6的带动下进入焙烧系统4进行反应；托盘12在重锤13及转轴17的作用下保持盘面向上状态，从而避免容器16内物料掉出；反应完毕的物料在传动系统6的带动下送到出料12上的容器16掉至清洗系统2，之后托盘12在重锤13重力作用下恢复向上状态；盛放反应完毕后熟料的容器16进入清洗系统2后，在多角度布置的高压水或低压蒸汽冲刷作用下脱离容器16并逐渐溶于水中；熟料水溶液通过底部连通管道进入浸取系统9进行过滤及提取工作；容器16在清洗系统2内清洗完毕后输送至烘干系统1进行烘干，最后送至进料系统8进行重新装料；物料反应过程中生成的NH3进入NH3吸收系统5生成氨水，供浸取系统9使用；保温隔热系统7保证系统加热装置布置位置合理及散热损失最小。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1)盛放反应物料的容器与托盘可分离，避免了反应物料与设备粘接；
2)盛放反应物料的容器在物料反应完成后直接送入清洗系统进行溶解，生料至熟料基本无外在损失，成品率高；
3)通过控制驱动电机转速可方便控制反应时间，使不同比例下的物料均可达到较高提取率；
4)反应物料在焙烧系统进行多回程换热，换热效率较高；
5)本系统可同时进、出料，生产效率高；
6)焙烧系统采用立式布置，占地面积小；
7)系统给料布置在下部，NH3吸收系统布置顶部，由于NH3向上走，所以给料装置处不易漏烟，系统环保性能好；
8)给料装置由给料口下部布置的传感器控制给料转盘间断旋转时间，方便系统调节物料反应时间及实现给料自动控制；
综上所述，本发明具有物料与设备不粘结、成品率高、反应时间可控(提取率高)、生产效率高、换热效率高、占地面积小、环保性能好、可自动给料等优点。
附图说明
图1为本发明的系统示意图。
图2给料示意图。
图3传送系统局部示意图1。
图4传送系统局部示意图2。
图5出料系统局部示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明一种防粘接的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，所述系统包括进料系统8，与进料系统8连接的传动系统6和焙烧系统4，连接在传动系统6和焙烧系统4上部的NH3吸收系统5，连接在传动系统6和焙烧系统4下部的出料装置3，连接在出料装置3下部的清洗系统2，分别连接在清洗系统2两端的烘干系统1和浸取系统9，以及设置在焙烧系统4内的保温隔热系统7；所述进料系统8包括生料仓以及与生料仓连接的给料装置18；所述传动系统6置于焙烧系统4内，包括托盘12、重锤13、传动齿轮14、链条15、容器16、转轴17、驱动电机和减速器，所述托盘12与重锤13为一体结构，通过转轴17置于链条15上，所述容器16用于盛放反应物料，容器16置于托盘12上，容器16与托盘12能够分离；所述焙烧系统4采用立式布置，包括加热装置、温控装置和设备检测孔；所述出料装置3包括出料齿轮10，布置在出料齿轮10之间的出料轴11；所述浸取系统9包括浸取池、沉淀池以及设置在浸取池和沉淀池间的过滤器。
如图2所示，作为本发明的优选实施方式，所述给料装置18采用间断旋转方式，由给料口下部布置的传感器控制间断旋转时间。
作为本发明的优选实施方式，所述传动系统6为闭环装置，传动齿轮14布置在传动系统两侧，分别通过同侧的两套轴承固定。
如图3和图4所示，所述托盘12在重锤13及转轴17的作用下能够保持盘面向上状态。
所述出料轴11能够使托盘12与重锤13翻转，使托盘12上的容器16掉出。
作为本发明的优选实施方式，所述焙烧系统4热源采用电加热、热烟气、红外线或电磁加热，焙烧系统4内部采用热风循环加热，由温控装置控制焙烧系统内部温度在物料反应范围内。
作为本发明的优选实施方式，所述出料装置3直接接至清洗系统2。
所述浸取系统9与清洗系统2底部相连，清洗系统2内的熟料溶液流至浸取系统9。
作为本发明的优选实施方式，所述清洗系统2采用多角度高压水或低压蒸汽进行清洗。
所述清洗系统2采用单池也可以采用多池布置。
上述所述的硫酸铵法粉煤灰提铝系统的提铝方法，按一定比例混合好的粉煤灰与硫酸铵的混合物存储于生料仓，生料仓下部设置给料装置18；给料装置18在传感器控制下间断旋转，将盛放反应物料的容器16落入托盘12上；托盘中的物料在传动系统6的带动下进入焙烧系统4进行反应；托盘12在重锤13及转轴17的作用下保持盘面向上状态，从而避免容器内物料掉出；反应完毕的物料在传动系统6的带动下送到出料装置3部位，托盘12与重锤13在出料轴11的阻挡作用下翻转，使托盘上的容器16掉至清洗系统2，之后托盘12在重锤13重力作用下恢复向上状态；盛放反应完毕后熟料的容器16进入清洗系统2后，在多角度布置的高压水或低压蒸汽冲刷作用下脱离容器16并逐渐溶于水中；熟料水溶液通过底部连通管道进入浸取系统9进行过滤及提取工作；容器16在清洗系统2内清洗完毕后输送至烘干系统1进行烘干，最后送至进料系统8进行重新装料；物料反应过程中生成的NH3进入NH3吸收系统5生成氨水，可供浸取系统使用；保温隔热系统7保证系统加热装置布置位置合理及散热损失最小。
因而，本工艺具有物料与设备不粘结、成品率高、反应时间可控(提取率高)、生产效率高、换热效率高、占地面积小、环保性能好、可自动给料等优点。
以上对本发明的一个实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作出的变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种防粘接的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述系统包括进料系统(8)，与进料系统(8)连接的传动系统(6)和焙烧系统(4)，连接在传动系统(6)和焙烧系统(4)上部的NH3吸收系统(5)，连接在传动系统(6)和焙烧系统(4)下部的出料装置(3)，连接在出料装置(3)下部的清洗系统(2)，分别连接在清洗系统(2)两端的烘干系统(1)和浸取系统(9)，以及设置在焙烧系统(4)内的保温隔热系统(7)；
所述进料系统(8)包括生料仓以及与生料仓连接的给料装置(18)；
所述传动系统(6)置于焙烧系统(4)内，包括托盘(12)、重锤(13)、传动齿轮(14)、链条(15)、容器(16)、转轴(17)、驱动电机和减速器，所述托盘(12)与重锤(13)为一体结构，通过转轴(17)置于链条(15)上，所述容器(16)用于盛放反应物料，容器(16)置于托盘(12)上，容器(16)与托盘(12)能够分离；
所述焙烧系统(4)采用立式布置，包括加热装置、温控装置和设备检测孔；
所述出料装置(3)包括出料齿轮(10)，布置在出料齿轮(10)之间的出料轴(11)；
所述浸取系统(9)包括浸取池、沉淀池以及设置在浸取池和沉淀池间的过滤器。
2.根据权利要求1的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述给料装置(18)采用间断旋转方式，由给料口下部布置的传感器控制间断旋转时间。
3.根据权利要求1的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述传动系统(6)为闭环装置，传动齿轮(14)布置在传动系统两侧，分别通过同侧的两套轴承固定。
4.根据权利要求1的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述托盘(12)在重锤(13)及转轴(17)的作用下能够保持盘面向上状态。
5.根据权利要求1的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述焙烧系统(4)热源采用电加热、热烟气、红外线或电磁加热，焙烧系统(4)内部采用热风循环加热，由温控装置控制焙烧系统内部温度在物料反应范围内。
6.根据权利要求1的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述出料轴(11)能够使托盘(12)与重锤(13)翻转，使托盘(12)上的容器(16)掉出。
7.根据权利要求1的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述浸取系统(9)与清洗系统(2)底部相连，清洗系统(2)内的熟料溶液流至浸取系统(9)。
8.根据权利要求1的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述清洗系统(2)采用多角度高压水或低压蒸汽进行清洗。
9.根据权利要求1的硫酸铵法粉煤灰提铝系统，其特征在于，所述清洗系统(2)采用单池或多池布置。
10.权利要求1至9任一项所述的硫酸铵法粉煤灰提铝系统的提铝方法，其特征在于，按一定比例混合好的粉煤灰与硫酸铵的混合物存储于生料仓，生料仓下部设置的给料装置(18)在传感器控制下间断旋转，将盛放反应物料的容器(16)落入托盘(12)上；托盘(12)中的物料在传动系统(6)的带动下进入焙烧系统(4)进行反应；托盘(12)在重锤(13)及转轴(17)的作用下保持盘面向上状态，从而避免容器(16)内物料掉出；反应完毕的物料在传动系统(6)的带动下送到出料(12)上的容器(16)掉至清洗系统(2)，之后托盘(12)在重锤(13)重力作用下恢复向上状态；盛放反应完毕后熟料的容器(16)进入清洗系统(2)后，在多角度布置的高压水或低压蒸汽冲刷作用下脱离容器(16)并逐渐溶于水中；熟料水溶液通过底部连通管道进入浸取系统(9)进行过滤及提取工作；容器(16)在清洗系统(2)内清洗完毕后输送至烘干系统1进行烘干，最后送至进料系统(8)进行重新装料；物料反应过程中生成的NH3进入NH3吸收系统(5)生成氨水，供浸取系统(9)使用；保温隔热系统(7)保证系统加热装置布置位置合理及散热损失最小。
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