CN105399118A - 一种烧结法氧化铝生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种烧结法氧化铝生产方法，涉及一种烧结法氧化铝生产工艺方法的改进。其特征在于其熟料烧成工序产生的熟料窑烟气与氢氧化铝分离洗涤工序产生的碳分母液气液混合，碳分母液将熟料窑烟气中的烟尘净化吸收，熟料窑烟气的热量将碳分母液蒸发浓缩，吸收烟尘并蒸发浓缩后的碳分母液用于生料浆配制，碳分母液收尘后的烟气净化后，用于烧结法精液的碳酸分解。本发明的方法，取消了烧结法的母液蒸发工序和石灰炉烧制和熟料窑的电收尘或布袋收尘等工序，简化了烧结法生产流程和设备，降低生产能耗和损耗，减少了烧结法生产系统对环境的污染；含碱烟尘的吸收也降低了氧化铝碱耗，有效降低了生产成本。
Description
技术领域
一种烧结法氧化铝生产方法，涉及一种烧结法氧化铝生产工艺方法的改进。
背景技术
目前，在生产氧化铝主要方法中，烧结法氧化铝生产工艺与拜耳法相比，烧结法氧化铝生产设备流程复杂、能耗高，因而其生产成本高。烧结法在处理中低品位含铝原料方面具有优势，碱耗低、矿耗低、氧化铝总回收率高是烧结法氧化铝生产的优点。在矿石资源紧张的状况下，降低烧结法氧化铝生产能耗、提高生产水平，有重大的现实意义。
通常的烧结法氧化铝生产采用碱—石灰烧结法，在生料浆配制时用纯碱、石灰石（或石灰）、循环碱液与含铝原料混合成为生料浆，生料浆送到熟料窑内进行高温烧结。在熟料烧结过程中，矿石中的SiO2转变为不易溶解的原硅酸钙，而Al2O3生成易溶于水的铝酸钠。熟料经过溶出和赤泥分离洗涤，得到粗液和赤泥；赤泥送堆场堆存，粗液送脱硅工序进行脱硅和硅渣分离，得到铝酸钠精液；铝酸钠精液分别进行碳酸化分解和种子分解得到氢氧化铝，氢氧化铝经过分离洗涤送氧化铝焙烧炉焙烧得到产品氧化铝。
碳酸化分解是在铝酸钠精液中通入浓度为35%以上的高浓度二氧化碳气体进行分解，得到碳分氢氧化铝。高浓度二氧化碳由特定的石灰炉产出炉气，由大块石灰石和焦炭（或煤）烧制出炉气和石灰；炉气经过洗涤，由CO2压缩机输送到碳酸化分解槽碳分。其另一产物石灰，部分用于烧结法配料和脱硅，其余全部外排，造成浪费和污染环境。由于采用特定的石灰炉生产高浓度二氧化碳，造成烧结法能耗更高。
熟料窑是烧结法氧化铝生产的核心设备，是高能耗设备，通常采用煤粉或煤气作为燃料。熟料烧成占烧结法总能耗的35%左右。熟料窑烟气经过立烟道、旋风收尘器、电收尘器等收尘环节回收粉尘，然后通过烟囱排向大气。熟料窑烟气在电收尘出口二氧化碳气约12%左右，温度约150℃～250℃，出口含尘0.2～1.0g/Nm3。电收尘烟气带走热量约占熟料窑总热量损耗的45%左右。熟料窑飞扬损失碱耗达到10kg-Na2CO3/t-Al2O3以上。热量损失和碱损失都很大，同时造成巨大的环境污染。
专利200610043377.0熟料窑烟气中二氧化碳的回收方法，将熟料窑烟气降温至35～45℃，再加压至0.04～0.05MPa，然后再次降温至35～40℃，进入吸附塔进行选择吸附后，再使用真空泵将吸附的二氧化碳抽出，获得体积浓度为38～45％的二氧化碳，用于铝酸钠溶液的分解。该专利工艺复杂，工业上难以实现。
专利201310007554.X一种利用熟料窑尾气进行碳酸化分解的方法，对熟料窑尾气依次实施除尘、水洗预处理后，收集得到CO2气体；将得到的CO2气体加压后通入到含铝酸钠的料液中进行一次碳酸化分解，对该一次碳酸化分解后的料液进行固液分离；将预处理得到的CO2气体加压后继续通入经一次碳酸化分解的滤液中，实施二次碳酸化分解。该专利对熟料窑尾气干法除尘后水洗，洗水量大，废水碱含量高，在生产中无法全部消化回收。多余的洗水如果排放会造成二次污染。仅采用碳酸化分解工艺，产品质量难以控制。
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，提供一种能有效简化生产工艺流程，充分回收利用熟料窑烟气热量，减少环境污染，降低生产过程的碱耗和能耗的烧结法氧化铝生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种烧结法氧化铝生产方法，其生产过程包括生料配制、熟料烧成、熟料溶出、赤泥分离洗涤、常压脱硅、碳酸分解、氢氧化铝分离洗涤和氧化铝焙烧工序；其特征在于其熟料烧成工序产生的熟料窑烟气与氢氧化铝分离洗涤工序产生的碳分母液气液混合，碳分母液将熟料窑烟气中的烟尘净化吸收，熟料窑烟气的热量将碳分母液蒸发浓缩，吸收烟尘并蒸发浓缩后的碳分母液用于生料浆配制，碳分母液收尘后的烟气净化后，用于烧结法精液的碳酸分解。
本发明的一种烧结法氧化铝生产方法，其特征在于吸收烟尘并蒸发浓缩后的碳分母液中的氧化钠浓度大于180g/l。
本发明的一种烧结法氧化铝生产方法，其特征在于碳分母液收尘后的烟气，净化后二氧化碳体积浓度为30%～3%。
本发明的一种烧结法氧化铝生产方法，其特征在于碳分母液收尘后的烟气，采用水进行净化，净化后液用于赤泥分离洗涤。
本发明的一种烧结法氧化铝生产方法，利用熟料窑烟气蒸发并浓缩碳分母液后，取消了烧结法的母液蒸发工序；利用熟料窑烟气中的二氧化碳，可以取消烧结法精液碳分相应的石灰炉烧制等工序，简化烧结法生产流程；采用碳分母液净化吸熟料窑烟气中的粉尘，取代熟料窑的电收尘或布袋收尘装置，简化熟料烧成系统生产环节和设备，降低生产能耗和损耗，消除了烧结法该生产系统对环境的污染；含碱烟尘的吸收也降低了氧化铝碱耗，有效降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的一种烧结法氧化铝生产方法的工艺流程图。
具体实施方式
一种烧结法氧化铝生产方法，其生产过程包括生料配制、熟料烧成、熟料溶出、赤泥分离洗涤、常压脱硅、碳酸分解、氢氧化铝分离洗涤和氧化铝焙烧工序，其中熟料烧成工序产生的熟料窑烟气与氢氧化铝分离洗涤工序产生的碳分母液气液混合，碳分母液将熟料窑烟气中的烟尘净化吸收，熟料窑烟气的热量将碳分母液蒸发浓缩，吸收烟尘并蒸发浓缩后的碳分母液用于生料浆配制，碳分母液收尘后的烟气净化后，用于烧结法精液的碳酸分解，净化后液用于赤泥分离洗涤。
本发明的一种烧结法氧化铝生产方法，碳分母液收尘后的烟气再通过水洗，进一步吸收烟气中的蒸汽和少量粉尘，成为含二氧化碳体积浓度在30%～3%的净化烟气，用于烧结法精液烟气碳分。利用熟料窑烟气中的热能蒸发并浓缩碳分母液，使收尘母液中的氧化钠浓度达到180g/l以上的高浓度水平，甚至达到碳酸钠结晶状态，能有效降低生料浆配料水分。
实施例1
烧结法氧化铝生产过程的步骤包括：（1）将含铝原料、纯碱、石灰石进行生料配制；（2）将配制成的生料浆进行熟料烧成；（3）将烧成的熟料进行溶出；（4）赤泥分离洗涤；（5）常压脱硅；（6）碳酸分解；（7）氢氧化铝分离洗涤；（8）氧化铝焙烧，得到产品氧化铝；其中熟料烧成工序产生的熟料窑烟气与氢氧化铝分离洗涤工序产生的碳分母液，在碳分槽中进行气液混合，碳分母液将熟料窑烟气中的烟尘净化吸收，熟料窑烟气的热量将碳分母液蒸发浓缩，吸收烟尘并蒸发浓缩至的氧化钠浓度达到180g/l后，碳分母液用于生料浆配制，碳分母液收尘后的烟气经水净化后，含二氧化碳体积浓度为30%，用于烧结法精液的碳酸分解，净化后液用于赤泥分离洗涤。
实施例2
烧结法氧化铝生产过程的步骤包括：（1）将含铝原料、纯碱、石灰石进行生料配制；（2）将配制成的生料浆进行熟料烧成；（3）将烧成的熟料进行溶出；（4）赤泥分离洗涤；（5）常压脱硅；（6）碳酸分解；（7）氢氧化铝分离洗涤；（8）氧化铝焙烧，得到产品氧化铝；其中熟料烧成工序产生的熟料窑烟气与氢氧化铝分离洗涤工序产生的碳分母液，在文丘里式气液混合器中进行气液混合，碳分母液将熟料窑烟气中的烟尘净化吸收，熟料窑烟气的热量将碳分母液蒸发浓缩，吸收烟尘并蒸发浓缩至碳酸钠呈结晶状态后，碳分母液用于生料浆配制，碳分母液收尘后的烟气经水净化后，含二氧化碳体积浓度为10%，用于烧结法精液的碳酸分解，净化后液用于赤泥分离洗涤。
实施例3
烧结法氧化铝生产过程的步骤包括：（1）将含铝原料、纯碱、石灰石进行生料配制；（2）将配制成的生料浆进行熟料烧成；（3）将烧成的熟料进行溶出；（4）赤泥分离洗涤；（5）常压脱硅；（6）碳酸分解；（7）氢氧化铝分离洗涤；（8）氧化铝焙烧，得到产品氧化铝；其中熟料烧成工序产生的熟料窑烟气与氢氧化铝分离洗涤工序产生的碳分母液气液，在碳分槽中进行气液混合，碳分母液将熟料窑烟气中的烟尘净化吸收，熟料窑烟气的热量将碳分母液蒸发浓缩，吸收烟尘并蒸发浓缩至碳酸钠呈结晶状态后，碳分母液用于生料浆配制，碳分母液收尘后的烟气经水净化后，含二氧化碳体积浓度为3%，用于烧结法精液的碳酸分解，净化后液用于赤泥分离洗涤。
实施例4
烧结法氧化铝生产过程的步骤包括：（1）将含铝原料、纯碱、石灰石进行生料配制；（2）将配制成的生料浆进行熟料烧成；（3）将烧成的熟料进行溶出；（4）赤泥分离洗涤；（5）常压脱硅；（6）碳酸分解；（7）氢氧化铝分离洗涤；（8）氧化铝焙烧，得到产品氧化铝；其中熟料烧成工序产生的熟料窑烟气与氢氧化铝分离洗涤工序产生的碳分母液，在碳分槽中进行气液混合，碳分母液将熟料窑烟气中的烟尘净化吸收，熟料窑烟气的热量将碳分母液蒸发浓缩，吸收烟尘并蒸发浓缩至的氧化钠浓度达到200g/l后，碳分母液用于生料浆配制，碳分母液收尘后的烟气经水净化后，含二氧化碳体积浓度为30%，用于烧结法精液的碳酸分解，净化后液用于赤泥分离洗涤。
Claims (4)
1.一种烧结法氧化铝生产方法，其生产过程包括生料配制、熟料烧成、熟料溶出、赤泥分离洗涤、常压脱硅、碳酸分解、氢氧化铝分离洗涤和氧化铝焙烧工序；其特征在于其熟料烧成工序产生的熟料窑烟气与氢氧化铝分离洗涤工序产生的碳分母液气液混合，碳分母液将熟料窑烟气中的烟尘净化吸收，熟料窑烟气的热量将碳分母液蒸发浓缩，吸收烟尘并蒸发浓缩后的碳分母液用于生料浆配制，碳分母液收尘后的烟气净化后，用于烧结法精液的碳酸分解。
2.根据权利要求1所述的一种烧结法氧化铝生产方法，其特征在于吸收烟尘并蒸发浓缩后的碳分母液中的氧化钠浓度大于180g/l。
3.根据权利要求1所述的一种烧结法氧化铝生产方法，其特征在于碳分母液收尘后的烟气，净化后二氧化碳体积浓度为30%～3%。
4.根据权利要求1所述的一种烧结法氧化铝生产方法，其特征在于碳分母液收尘后的烟气，采用水进行净化，净化后液用于赤泥分离洗涤。
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