CN105692665B - 三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统及方法，溶出系统包括循环母液槽、双系列并联列管加热装置、混合器、保温停留罐、闪蒸装置和稀释装置，其中双系列并联列管加热装置由2~3组列管加热装置并联组成，每组列管加热装置由一级列管预热器、二级列管预热器、冷凝水列管加热器和新蒸汽列管加热器依次串联构成。所述方法的工艺步骤为：将循环母液通过母液喂料泵输送到双系列并联列管加热系统中加热，然后循环母液在混合器中与脱硅矿浆混合均匀后进入保温停留罐溶出；将溶出料浆送入闪蒸装置，经闪蒸后进入稀释装置。本发明系统及方法可大幅度提高矿浆处理能力，节约能源，降低生产成本。

Description

三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统及方法

技术领域

本发明属于氧化铝生产技术领域，特别涉及一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统及方法。

背景技术

目前国内95％以上的氧化铝厂采用拜尔法生产工艺。拜尔法生产工艺的核心是铝土矿矿浆的溶出工序，溶出的目的是使铝土矿和循环母液在一定温度下反应，生成铝酸钠溶液，反应式为：

Al₂O₃(1/3)H₂O+2NaOH+aq→2NaAl(OH)₄+aq

由于各地铝土矿矿石化学成分不同，所需要的溶出温度差别很大；针对三水铝石，普遍采用低温、低碱的溶出方法；针对三水铝石型铝土矿溶出的主要技术指标为：溶出温度为135℃～160℃，溶出液Rp＝1.18～1.28(即m(Al₂O₃)/m(Na₂O))，赤泥碱比(N/S)＝0.15～0.32，AI₂O₃相对溶出率95～99％。

现阶段国内规模较大的处理三水铝石型铝土矿的氧化铝厂铝土矿矿浆的溶出工艺多采用单流法溶出技术，主要采用套管加停留罐溶出工艺装备，理论上最大处理矿浆量仅为1000～1500m³/h，套管加停留罐溶出工艺装备主要的生产设备为套管预热器+套管加热器+保温停留罐+闪蒸器；套管加停留罐溶出工艺装备存在以下一些弊病：

1、单系列产能难以大型化：理论和生产实践证明，母液与脱硅料浆先进行混合再采用多内管套管预热和加热的形式，由于受到无缝管道制造的限制，最大的外管只能是DN＝600，从而限制了其内管的规格和数量无法继续增大，最大为3个DN200的内管，在此条件下如果增大系统流量，导致套管内流速达到3m/s以上，从而系统阻力损失过大，设备磨损大，设备制造成本高，运行成本高，不具备经济合理性。

2、加热器结疤严重，影响传热效率：料浆在套管内加热的情况下易产生结疤(主要为高岭石反应产生的结疤)，套管换热器在无结疤的情况下传热系数至少为1000～2000Kcal/m².h.℃；结疤的情况下传热效率迅速下降，传热系数降到550～800Kcal/m².h.℃左右，影响传热效果。

本课题组之前开发的“一种三水铝石型铝土矿的列管加停留罐溶出系统及方法”(CN102249271)，实现了三水铝石型铝土矿的溶出技术进步，但是该方法也存在这下列方面的问题和不足：

①单系列加热器处理能力有限，无法继续大型化；

②列管加热器的闪蒸器二次蒸汽加热热源与物料温度差梯度小，单级提温有限，且加热器面积相对较大；

③母液与矿浆在保温停留罐内混合，没有单独的混合设施，不容易充分混合，且保温停留罐温度和压力容易波动，造成后续闪蒸系统运行不平稳。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统及方法，首先将母液在双系列并联列管预热器中进行加热，然后在混合器中与脱硅矿浆混合后，再经停留罐中溶出。本发明由于采用了双系列并联列管加热装置作为加热系统，共用一套溶出装置，可以实现单系列产能大型化，最大处理矿浆量可达3000～5000m³/h，并且由于采用了母液、矿浆单独加热技术，可以有效避免结疤，提高热利用率50％以上。同时在生产运行中可灵活选用双系列并联列管加热装置，可以投用1组，另外1组作为检修清理备用，也可根据生产实际将2组或3组列管加热装置全部投入生产，进一步增大系列产能。本发明的技术方案如下：

三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统，包括循环母液槽、双系列并联列管加热装置、混合器、保温停留罐、闪蒸装置和稀释装置；循环母液槽通过母液喂料泵与双系列并联列管加热装置连通，双系列并联列管加热装置由2～3组列管加热装置并联组成，每组列管加热装置由一级列管预热器、二级列管预热器、冷凝水列管加热器和新蒸汽列管加热器依次串联构成，各列管预热器和列管加热器上均设有介质进口、介质出口、进料口和出料口；循环母液槽通过母液喂料泵与一级列管预热器的进料口连通，一级列管预热器的出料口与二级列管预热器的进料口连通，二级列管预热器的出料口与冷凝水列管加热器的进料口连通，冷凝水列管加热器的出料口与新蒸汽列管加热器的进料口连通，新蒸汽列管加热器的出料口与混合器的矿浆进料口连通；混合器的出料口与保温停留罐的矿浆进料口连通，保温停留罐的出口与闪蒸装置连通，闪蒸装置与稀释装置连通。

所述闪蒸装置由一级闪蒸器、二级闪蒸器和三级闪蒸器依次串联构成，各闪蒸器上均设有进料口、出料口和出气口，一级闪蒸器的进料口与保温停留罐的出料口连通，出料口与二级闪蒸器的进料口连通，出气口与二级列管预热器的介质进口连通；二级闪蒸器的出料口与三级闪蒸器的进料口连通，出气口与一级列管预热器的介质进口连通；三级闪蒸器的出料口与稀释装置连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统连通。

所述稀释装置包括稀释槽、稀释泵、乏汽回收器、热水槽和热水槽热水泵，稀释槽的进料口与三级闪蒸器的出料口连通，稀释槽的出料口连接稀释泵，稀释槽的出气口与乏汽回收器的进气口连通，乏汽回收器的出气口和出水口均与热水槽的进口连通，热水槽的出口通过热水槽热水泵与热水站连通。

所述系统中，还设有三级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器、一级冷凝水自蒸发器，其中三级冷凝水自蒸发器的出水口与热水站连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统连通，接水口与二级冷凝水自蒸发器的出水口连通；二级冷凝水自蒸发器的进水口与一级列管预热器的介质出口连通，出气口与一级列管预热器的介质进口连通，接水口与一级冷凝水自蒸发器的出水口连通；一级冷凝水自蒸发器的进水口与二级列管预热器的介质出口连通，出气口与二级列管预热器的介质进口连通。

所述系统中，还设有第一蒸汽冷凝水罐、第二蒸汽冷凝水罐、新蒸汽冷凝水自蒸发器，其中第一蒸汽冷凝水罐的进水口与冷凝水列管加热器的介质出口连通，出水口与新蒸汽冷凝水自蒸发器的进水口连通；第二蒸汽冷凝水罐的进水口与新蒸汽列管加热器的介质出口连通，出水口与冷凝水列管加热器的介质进口连通；新蒸汽冷凝水自蒸发器的出水口与新蒸汽冷凝水自蒸发器热水泵连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统连通。

所述系统中，还设有脱硅装置，所述脱硅装置包括脱硅槽和溶出喂料泵，脱硅槽中设有搅拌桨，脱硅槽的出口与溶出喂料泵的进口连通，溶出喂料泵的出口与混合器的矿浆进料口连通。

本发明的三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出方法是采用上述溶出系统，按照以下工艺步骤进行：

(1)将循环母液槽中的循环母液通过母液喂料泵输送到双系列并联列管加热系统中，母液首先进入每组列管加热装置的一级列管预热器中，向一级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后进入二级列管预热器，向二级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经二次加热后进入冷凝水列管加热器，向冷凝水列管加热器的介质进口中通入温度为200～220℃的冷凝水加热循环母液，循环母液经三次加热后进入新蒸汽列管加热器，向新蒸汽列管加热器的介质进口中通入新蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后温度为165～190℃，多组列管加热装置的循环母液同时进入混合器；

(2)将脱硅槽中的脱硅矿浆通过溶出喂料泵输送到混合器，与加入的循环母液混合均匀后进入保温停留罐中，脱硅矿浆的温度为80～105℃，脱硅矿浆与循环母液混合进行溶出，混合量按脱硅矿浆与循环母液混合后的温度为135～160℃进行计量，溶出时间为30～60min；

(3)将溶出完成后获得的溶出料浆送入闪蒸装置，经闪蒸后进入稀释装置。

上述方法中，循环母液进入一级列管预热器后，被加热到100～115℃；进入二级列管预热器后，被加热到110～125℃；进入冷凝水列管加热器后被加热到120～135℃。

上述方法中，向新蒸汽列管加热器中通入的蒸汽温度为200～220℃，压力为1.6～2.3MPa，经过新蒸汽列管加热器后形成温度为200～220℃的冷凝水，用于对冷凝水列管加热器中的循环母液加热。

上述方法中，溶出料浆从停留罐进入闪蒸装置后，依次进入一级闪蒸器、二级闪蒸器和三级闪蒸器，在各级闪蒸器中逐级降温降压，每进入一个闪蒸器后温度降低7～15℃，压力随温度的降低下降至与温度相对应的饱和蒸气压。

上述方法中，溶出料浆经过闪蒸装置后温度降为105～120℃，然后在稀释装置中与赤泥洗液混合形成稀释液。

上述方法中，溶出料浆从闪蒸装置离开后先进入稀释槽，在稀释槽中与赤泥洗液混合形成稀释液，要求稀释液的温度为95～105℃，NaOH质量浓度为10～15％，Al₂O₃和Na₂O的质量比R_P＝m(Al₂O₃)/m(Na₂O)＝1.15～1.29；稀释液通过稀释泵传送进入到赤泥沉降系统；混合过程产生的蒸汽进入乏汽回收器，将循环水通入到乏汽回收器中并保持流动，循环水与蒸汽混合后形成的冷凝水进入热水槽，热水槽中的冷凝水再进入热水站。

上述方法中，溶出料浆依次进入一级闪蒸器、二级闪蒸器，所产生的蒸汽分别进入到二级列管预热器和一级列管预热器的介质进口中作为加热蒸汽；蒸汽经过二级列管预热器和一级列管预热器后形成的乏汽由各自的介质出口分别进入一级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器；一级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器产生的蒸汽分别进入二级列管预热器和一级列管预热器中作为加热蒸汽，在一级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水进入二级冷凝水自蒸发器中，二级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水进入三级冷凝水自蒸发器中，三级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水通过冷凝水泵传送到热水站。

上述方法中，新蒸汽列管加热器的介质进口中通入的蒸汽来自热电厂，蒸汽经过新蒸汽列管加热器后形成的冷凝水进入第二蒸汽冷凝水罐，从第二蒸汽冷凝水罐出来的冷凝水进入冷凝水列管加热器，经过冷凝水列管加热器后进入第一蒸汽冷凝水罐，经过第一蒸汽冷凝水罐出来后进入新蒸汽冷凝水自蒸发器，在新蒸汽冷凝水自蒸发器内形成的蒸汽被传送到蒸发系统或预脱硅系统，在新蒸汽冷凝水自蒸发器内形成的冷凝水通过冷凝水泵传送到热水站或热电厂。

上述方法中，三级闪蒸器中产生的蒸汽被传送到蒸发系统或预脱硅系统。

本发明具有以下优点：

1)本发明溶出系统及方法突破了套管加停留罐工艺处理矿浆能力的限制，能够提高矿浆处理能力，例如在三水铝石型铝土矿矿浆密度约为1250～1500kg/cm³的情况下，至少增大3倍以上的矿浆处理能力；

2)本发明溶出系统及方法的双系列并联列管加热装置由2～3组列管加热装置并联组成，并且每组列管加热装置包括二级预热器，缩小加热面积的同时提高了传热效果，在本工序的操作温度范围内，传热系数可长期稳定在1000～2000Kcal/m²h℃，并且基本不存在结疤的影响；相比传统溶出方法和CN102249271的溶出方法综合节能分别在50％和15％以上；

3)本发明溶出系统的列管预热器和加热器相比于套管预热器和加热器具有以下优点：占地面积小，基本无结疤，易于清理，且无酸碱对设备的腐蚀，以及酸碱对环境的影响，运行周期长，采用本发明溶出系统及方法处理三水铝石型铝土矿的综合降低造价35％以上，运营成本降低20％以上；此外，本发明系统相比同规模传统管道加停留罐溶出工艺至少可节省占地面积约30％。

4)本发明溶出系统还设计了混合器，对溶出前母液和浆料的混合过程起到缓冲作用，有利于母液和脱硅矿浆的均匀混合，使整个处理过程的压力和温度更加平衡；

5)本发明溶出系统配管简单，生产操作及清理检修方便；降低了生产操作难度和检修难度；

6)本发明溶出系统及方法的稀释装置，用于使混合料浆进入稀释槽，经过稀释使料浆温度和浓度降低，从而降低铝酸钠溶液的稳定性，能够使沉降和分离变得容易进行；

7)本发明溶出方法采用水冷式乏汽回收器回收传统工艺需要外排的二次蒸汽，减少了能量损失；稀释槽的料浆乏汽进入顶部的乏汽回收器，通过向乏汽回收器通入循环水能够大量回收稀释槽乏汽，大大降低向大气排放的废气量；乏汽热量被进入乏汽回收器的35～37℃的循环水吸收后进入热水槽，温度为48～52℃的蒸汽被通入到热水槽；

附图说明

图1为本发明实施例1的三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统的结构示意图，其中双系列并联列管加热装置由2组列管加热装置并联组成；

图中：1、循环母液槽，2、母液喂料泵，3、一级列管预热器，4、二级列管预热器，5、冷凝水列管加热器，6、新蒸汽列管加热器，7、混合器，8、保温停留罐，9、一级闪蒸器，10、二级闪蒸器，11、三级闪蒸器，12、稀释槽，13、稀释泵，14、乏汽回收器，15、热水槽，16、热水槽热水泵，17、三级冷凝水自蒸发器，18、二级冷凝水自蒸发器，19、一级冷凝水自蒸发器，20、第一蒸汽冷凝水罐，21、第二蒸汽冷凝水罐，22、新蒸汽冷凝水自蒸发器，23、新蒸汽冷凝水自蒸发器热水泵，24、脱硅槽，25、溶出喂料泵，26、脱硅槽搅拌桨，27、冷凝水泵，28、蒸发系统或预脱硅系统，29、热电厂，30、热水站，31、赤泥沉降系统。

具体实施方式

本发明实施例中的三水铝石型铝土矿中氧化铝与氧化硅的重量比为4～20，Al₂O₃的重量含量为30～75％，氧化铝与氧化铁的重量比为2.5～6；三水铝石型铝土矿中各物相的成分主要为三水铝石，其余为赤铁矿、高岭石、石英和绿泥石等。

实施例1

三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统的结构如图1所示，包括循环母液槽1、双系列并联列管加热装置、混合器7、保温停留罐8、闪蒸装置和稀释装置；循环母液槽1通过母液喂料泵2与双系列并联列管加热装置连通，双系列并联列管加热装置由2组列管加热装置并联组成，每组列管加热装置由一级列管预热器3、二级列管预热器4、冷凝水列管加热器5和新蒸汽列管加热器6依次串联构成，各列管预热器和列管加热器上均设有介质进口、介质出口、进料口和出料口；循环母液槽1通过母液喂料泵2与一级列管预热器3的进料口连通，一级列管预热器3的出料口与二级列管预热器4的进料口连通，二级列管预热器4的出料口与冷凝水列管加热器5的进料口连通，冷凝水列管加热器5的出料口与新蒸汽列管加热器6的进料口连通，新蒸汽列管加热器6的出料口与混合器7的矿浆进料口连通；混合器7的出料口与保温停留罐8的矿浆进料口连通，保温停留罐8的出口与闪蒸装置连通，闪蒸装置与稀释装置连通。

上述系统中，闪蒸装置由一级闪蒸器9、二级闪蒸器10和三级闪蒸器11依次串联构成，各闪蒸器上均设有进料口、出料口和出气口，一级闪蒸器9的进料口与保温停留罐8的出料口连通，出料口与二级闪蒸器10的进料口连通，出气口与二级列管预热器4的介质进口连通；二级闪蒸器10的出料口与三级闪蒸器11的进料口连通，出气口与一级列管预热器3的介质进口连通；三级闪蒸器11的出料口与稀释装置连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统28连通。

上述系统中，稀释装置包括稀释槽12、稀释泵13、乏汽回收器14、热水槽15和热水槽热水泵16，稀释槽12的进料口与三级闪蒸器11的出料口连通，稀释槽12的出料口连接稀释泵13，稀释槽12的出气口与乏汽回收器14的进气口连通，乏汽回收器14的出气口和出水口均与热水槽15的进口连通，热水槽15的出口通过热水槽热水泵16与热水站30连通。

上述系统中，还设有三级冷凝水自蒸发器17、二级冷凝水自蒸发器18、一级冷凝水自蒸发器19，其中三级冷凝水自蒸发器17的出水口通过冷凝水泵27与热水站30连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统28连通，接水口与二级冷凝水自蒸发器18的出水口连通；二级冷凝水自蒸发器18的进水口与一级列管预热器3的介质出口连通，出气口与一级列管预热器3的介质进口连通，接水口与一级冷凝水自蒸发器19的出水口连通；一级冷凝水自蒸发器19的进水口与二级列管预热器4的介质出口连通，出气口与二级列管预热器4的介质进口连通。

上述系统中，还设有第一蒸汽冷凝水罐20、第二蒸汽冷凝水罐21、新蒸汽冷凝水自蒸发器22，其中第一蒸汽冷凝水罐20的进水口与冷凝水列管加热器5的介质出口连通，出水口与新蒸汽冷凝水自蒸发器22的进水口连通；第二蒸汽冷凝水罐21的进水口与新蒸汽列管加热器6的介质出口连通，出水口与冷凝水列管加热器5的介质进口连通；新蒸汽冷凝水自蒸发器22的出水口与新蒸汽冷凝水自蒸发器热水泵23连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统连通。

上述系统中，还设有脱硅装置，所述脱硅装置包括脱硅槽24和溶出喂料泵25，脱硅槽24中设有搅拌桨26，脱硅槽24的出口与溶出喂料泵25的进口连通，溶出喂料泵25的出口与混合器7的矿浆进料口连通。

本实施例的三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出方法是采用上述溶出系统，按照以下工艺步骤进行：

(1)将循环母液槽中的循环母液通过母液喂料泵输送到双系列并联列管加热系统中，母液首先进入每组列管加热装置的一级列管预热器中，向一级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后进入二级列管预热器，向二级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经二次加热后进入冷凝水列管加热器，向冷凝水列管加热器的介质进口中通入温度为200～220℃的冷凝水加热循环母液，循环母液经三次加热后进入新蒸汽列管加热器，向新蒸汽列管加热器的介质进口中通入新蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后温度为180℃，多组列管加热装置的循环母液同时进入混合器；

(2)将脱硅槽中的脱硅矿浆通过溶出喂料泵输送到混合器，与加入的循环母液混合均匀后进入保温停留罐中，脱硅矿浆的温度为100℃，脱硅矿浆与循环母液混合进行溶出，混合量按脱硅矿浆与循环母液混合后的温度为145℃进行计量，溶出时间为60min；

(3)将溶出完成后获得的溶出料浆送入闪蒸装置，经闪蒸后进入稀释装置。

上述方法中，循环母液进入一级列管预热器后，被加热到110℃；进入二级列管预热器后，被加热到120℃；进入冷凝水列管加热器后被加热到130℃。

上述方法中，向新蒸汽列管加热器中通入的蒸汽温度为200～220℃，压力为1.6～2.0MPa，经过新蒸汽列管加热器后形成温度为200～220℃的冷凝水，用于对冷凝水列管加热器中的循环母液加热。

上述方法中，溶出料浆从停留罐进入闪蒸装置后，依次进入一级闪蒸器、二级闪蒸器和三级闪蒸器，在各级闪蒸器中逐级降温降压，每进入一个闪蒸器后温度降低7℃，压力随温度的降低下降至与温度相对应的饱和蒸气压。

上述方法中，溶出料浆经过闪蒸装置后温度降为105℃，然后在稀释装置中与赤泥洗液混合形成稀释液。

上述方法中，溶出料浆从闪蒸装置离开后先进入稀释槽，在稀释槽中与赤泥洗液混合形成稀释液，要求稀释液的温度为95℃，NaOH质量浓度为10％，Al₂O₃和Na₂O的质量比R_P＝m(Al₂O₃)/m(Na₂O)＝1.15；稀释液通过稀释泵传送进入到赤泥沉降系统；混合过程产生的蒸汽进入乏汽回收器，将35～37℃的低温循环水通入到乏汽回收器中并保持流动，循环水与蒸汽混合后形成的冷凝水进入热水槽，热水槽中的冷凝水再进入热水站。

上述方法中，溶出料浆依次进入一级闪蒸器、二级闪蒸器，所产生的蒸汽分别进入到二级列管预热器和一级列管预热器的介质进口中作为加热蒸汽；蒸汽经过二级列管预热器和一级列管预热器后形成的乏汽由各自的介质出口分别进入一级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器；一级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器产生的蒸汽分别进入二级列管预热器和一级列管预热器中作为加热蒸汽，在一级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水进入二级冷凝水自蒸发器中，二级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水进入三级冷凝水自蒸发器中，三级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水通过冷凝水泵传送到热水站。

上述方法中，新蒸汽列管加热器的介质进口中通入的蒸汽来自热电厂，蒸汽经过新蒸汽列管加热器后形成的冷凝水进入第二蒸汽冷凝水罐，从第二蒸汽冷凝水罐出来的冷凝水进入冷凝水列管加热器，经过冷凝水列管加热器后进入第一蒸汽冷凝水罐，经过第一蒸汽冷凝水罐出来后进入新蒸汽冷凝水自蒸发器，在新蒸汽冷凝水自蒸发器内形成的蒸汽被传送到蒸发系统或预脱硅系统，在新蒸汽冷凝水自蒸发器内形成的冷凝水通过冷凝水泵传送到热水站或热电厂。

上述方法中，三级闪蒸器中产生的蒸汽被传送到蒸发系统或预脱硅系统。

在三水铝石型铝土矿矿浆密度约为1250～1500kg/cm³的条件下，采用上述系统及方法较传统套管加停留罐工艺增大2～3倍的矿浆处理能力；传热系数可长期稳定在1000～2000Kcal/m²h℃，并且不存在结疤的影响；相比传统溶出工艺综合节能50％以上；综合降低造价35％以上，运营成本至少降低25％；热量被进入乏汽回收器的35～37℃的低温循环水吸收后进入热水槽，温度为48～52℃的废汽从顶部进入热水槽后排向大气；相比同规模传统管道加停留罐溶出工艺节省占地面积20％。

实施例2

本实施例的三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统的结构同实施例1；

本实施例的三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出方法是采用上述溶出系统，按照以下工艺步骤进行：

(1)将循环母液槽中的循环母液通过母液喂料泵输送到双系列并联列管加热系统中，母液首先进入每组列管加热装置的一级列管预热器中，向一级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后进入二级列管预热器，向二级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经二次加热后进入冷凝水列管加热器，向冷凝水列管加热器的介质进口中通入温度为200～220℃的冷凝水加热循环母液，循环母液经三次加热后进入新蒸汽列管加热器，向新蒸汽列管加热器的介质进口中通入新蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后温度为185℃，多组列管加热装置的循环母液同时进入混合器；

(2)将脱硅槽中的脱硅矿浆通过溶出喂料泵输送到混合器，与加入的循环母液混合均匀后进入保温停留罐中，脱硅矿浆的温度为103℃，脱硅矿浆与循环母液混合进行溶出，混合量按脱硅矿浆与循环母液混合后的温度为155℃进行计量，溶出时间为40min；

(3)将溶出完成后获得的溶出料浆送入闪蒸装置，经闪蒸后进入稀释装置。

上述方法中，循环母液进入一级列管预热器后，被加热到100℃；进入二级列管预热器后，被加热到115℃；进入冷凝水列管加热器后被加热到125℃。

上述方法中，向新蒸汽列管加热器中通入的蒸汽温度为200～220℃，压力为1.6～2.3MPa，经过新蒸汽列管加热器后形成温度为200～220℃的冷凝水，用于对冷凝水列管加热器中的循环母液加热。

上述方法中，溶出料浆从停留罐进入闪蒸装置后，依次进入一级闪蒸器、二级闪蒸器和三级闪蒸器，在各级闪蒸器中逐级降温降压，每进入一个闪蒸器后温度降低10℃，压力随温度的降低下降至与温度相对应的饱和蒸气压。

上述方法中，溶出料浆经过闪蒸装置后温度降为110℃，然后在稀释装置中与赤泥洗液混合形成稀释液。

上述方法中，溶出料浆从闪蒸装置离开后先进入稀释槽，在稀释槽中与赤泥洗液混合形成稀释液，要求稀释液的温度为100℃，NaOH质量浓度为12％，Al₂O₃和Na₂O的质量比R_P＝m(Al₂O₃)/m(Na₂O)＝1.2；稀释液通过稀释泵传送进入到赤泥沉降系统；混合过程产生的蒸汽进入乏汽回收器，将循环水通入到乏汽回收器中并保持流动，循环水与蒸汽混合后形成的冷凝水进入热水槽，热水槽中的冷凝水再进入热水站。

上述方法中，溶出料浆依次进入一级闪蒸器、二级闪蒸器，所产生的蒸汽分别进入到二级列管预热器和一级列管预热器的介质进口中作为加热蒸汽；蒸汽经过二级列管预热器和一级列管预热器后形成的乏汽由各自的介质出口分别进入一级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器；一级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器产生的蒸汽分别进入二级列管预热器和一级列管预热器中作为加热蒸汽，在一级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水进入二级冷凝水自蒸发器中，二级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水进入三级冷凝水自蒸发器中，三级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水通过冷凝水泵传送到热水站。

上述方法中，新蒸汽列管加热器的介质进口中通入的蒸汽来自热电厂，蒸汽经过新蒸汽列管加热器后形成的冷凝水进入第二蒸汽冷凝水罐，从第二蒸汽冷凝水罐出来的冷凝水进入冷凝水列管加热器，经过冷凝水列管加热器后进入第一蒸汽冷凝水罐，经过第一蒸汽冷凝水罐出来后进入新蒸汽冷凝水自蒸发器，在新蒸汽冷凝水自蒸发器内形成的蒸汽被传送到预脱硅系统或蒸发系统，在新蒸汽冷凝水自蒸发器内形成的冷凝水通过冷凝水泵传送到热水站或热电厂。

上述方法中，三级闪蒸器中产生的蒸汽被传送到预脱硅系统或蒸发系统。

在三水铝石型铝土矿矿浆密度约为1250～1500kg/cm³的条件下，采用上述系统及方法较传统套管加停留罐工艺增大2～3倍的矿浆处理能力；传热系数可长期稳定在1000～2000Kcal/m²h℃，并且不存在结疤的影响；相比传统溶出工艺综合节能50％以上；综合降低造价35％以上，运营成本至少降低25％；热量被进入乏汽回收器的35～37℃的低温循环水吸收后进入热水槽，温度为48～52℃的废汽从顶部进入热水槽后排向大气；相比同规模传统管道加停留罐溶出工艺节省占地面积20％。

实施例3

本实施例的三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统的结构同实施例1，区别点在于：双系列并联列管加热装置由3组列管加热装置并联组成；

本实施例的三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出方法是采用上述溶出系统，按照以下工艺步骤进行：

(1)将循环母液槽中的循环母液通过母液喂料泵输送到双系列并联列管加热系统中，母液首先进入每组列管加热装置的一级列管预热器中，向一级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后进入二级列管预热器，向二级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经二次加热后进入冷凝水列管加热器，向冷凝水列管加热器的介质进口中通入温度为200～220℃的冷凝水加热循环母液，循环母液经三次加热后进入新蒸汽列管加热器，向新蒸汽列管加热器的介质进口中通入新蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后温度为190℃，多组列管加热装置的循环母液同时进入混合器；

(2)将脱硅槽中的脱硅矿浆通过溶出喂料泵输送到混合器，与加入的循环母液混合均匀后进入保温停留罐中，脱硅矿浆的温度为105℃，脱硅矿浆与循环母液混合进行溶出，混合量按脱硅矿浆与循环母液混合后的温度为160℃进行计量，溶出时间为30min；

(3)将溶出完成后获得的溶出料浆送入闪蒸装置，经闪蒸后进入稀释装置。

上述方法中，循环母液进入一级列管预热器后，被加热到100℃；进入二级列管预热器后，被加热到110℃；进入冷凝水列管加热器后被加热到120℃。

上述方法中，向新蒸汽列管加热器中通入的蒸汽温度为200～220℃，压力为1.6～2.3MPa，经过新蒸汽列管加热器后形成温度为200～220℃的冷凝水，用于对冷凝水列管加热器中的循环母液加热。

上述方法中，溶出料浆从停留罐进入闪蒸装置后，依次进入一级闪蒸器、二级闪蒸器和三级闪蒸器，在各级闪蒸器中逐级降温降压，每进入一个闪蒸器后温度降低10℃，压力随温度的降低下降至与温度相对应的饱和蒸气压。

上述方法中，溶出料浆经过闪蒸装置后温度降为120℃，然后在稀释装置中与赤泥洗液混合形成稀释液。

上述方法中，溶出料浆从闪蒸装置离开后先进入稀释槽，在稀释槽中与赤泥洗液混合形成稀释液，要求稀释液的温度为105℃，NaOH质量浓度为15％，Al₂O₃和Na₂O的质量比R_P＝m(Al₂O₃)/m(Na₂O)＝1.25；稀释液通过稀释泵传送进入到赤泥沉降系统；混合过程产生的蒸汽进入乏汽回收器，将循环水通入到乏汽回收器中并保持流动，循环水与蒸汽混合后形成的冷凝水进入热水槽，热水槽中的冷凝水再进入热水站。

上述方法中，溶出料浆依次进入一级闪蒸器、二级闪蒸器，所产生的蒸汽分别进入到二级列管预热器和一级列管预热器的介质进口中作为加热蒸汽；蒸汽经过二级列管预热器和一级列管预热器后形成的乏汽由各自的介质出口分别进入一级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器；一级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器产生的蒸汽分别进入二级列管预热器和一级列管预热器中作为加热蒸汽，在一级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水进入二级冷凝水自蒸发器中，二级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水进入三级冷凝水自蒸发器中，三级冷凝水自蒸发器中产生的冷凝水通过冷凝水泵传送到热水站。

上述方法中，新蒸汽列管加热器的介质进口中通入的蒸汽来自热电厂，蒸汽经过新蒸汽列管加热器后形成的冷凝水进入第二蒸汽冷凝水罐，从第二蒸汽冷凝水罐出来的冷凝水进入冷凝水列管加热器，经过冷凝水列管加热器后进入第一蒸汽冷凝水罐，经过第一蒸汽冷凝水罐出来后进入新蒸汽冷凝水自蒸发器，在新蒸汽冷凝水自蒸发器内形成的蒸汽被传送到预脱硅系统或蒸发系统，在新蒸汽冷凝水自蒸发器内形成的冷凝水通过冷凝水泵传送到热水站或热电厂。

上述方法中，三级闪蒸器中产生的蒸汽被传送到预脱硅系统或蒸发系统。

在三水铝石型铝土矿矿浆密度约为1250～1500kg/cm³的条件下，采用上述系统及方法较传统套管加停留罐工艺增大2～3倍的矿浆处理能力；传热系数可长期稳定在1000～2000Kcal/m²h℃，并且不存在结疤的影响；相比传统溶出工艺综合节能50％以上；综合降低造价35％以上，运营成本至少降低25％；热量被进入乏汽回收器的35～37℃的低温循环水吸收后进入热水槽，温度为48～52℃的废汽从顶部进入热水槽后排向大气；相比同规模传统管道加停留罐溶出工艺节省占地面积20％。

Claims (8)

1.一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统，其特征在于包括循环母液槽、双系列并联列管加热装置、混合器、保温停留罐、闪蒸装置和稀释装置；循环母液槽通过母液喂料泵与双系列并联列管加热装置连通，双系列并联列管加热装置由2～3组列管加热装置并联组成，每组列管加热装置由一级列管预热器、二级列管预热器、冷凝水列管加热器和新蒸汽列管加热器依次串联构成，各列管预热器和列管加热器上均设有介质进口、介质出口、进料口和出料口；循环母液槽通过母液喂料泵与一级列管预热器的进料口连通，一级列管预热器的出料口与二级列管预热器的进料口连通，二级列管预热器的出料口与冷凝水列管加热器的进料口连通，冷凝水列管加热器的出料口与新蒸汽列管加热器的进料口连通，新蒸汽列管加热器的出料口与混合器的矿浆进料口连通；混合器的出料口与保温停留罐的矿浆进料口连通，保温停留罐的出口与闪蒸装置连通，闪蒸装置与稀释装置连通；

所述闪蒸装置由一级闪蒸器、二级闪蒸器和三级闪蒸器依次串联构成，各闪蒸器上均设有进料口、出料口和出气口，一级闪蒸器的进料口与保温停留罐的出料口连通，出料口与二级闪蒸器的进料口连通，出气口与二级列管预热器的介质进口连通；二级闪蒸器的出料口与三级闪蒸器的进料口连通，出气口与一级列管预热器的介质进口连通；三级闪蒸器的出料口与稀释装置连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统连通；

所述溶出系统还设有三级冷凝水自蒸发器、二级冷凝水自蒸发器、一级冷凝水自蒸发器，其中三级冷凝水自蒸发器的出水口与热水站连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统连通，接水口与二级冷凝水自蒸发器的出水口连通；二级冷凝水自蒸发器的进水口与一级列管预热器的介质出口连通，出气口与一级列管预热器的介质进口连通，接水口与一级冷凝水自蒸发器的出水口连通；一级冷凝水自蒸发器的进水口与二级列管预热器的介质出口连通，出气口与二级列管预热器的介质进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统，其特征在于所述稀释装置包括稀释槽、稀释泵、乏汽回收器、热水槽和热水槽热水泵，稀释槽的进料口与三级闪蒸器的出料口连通，稀释槽的出料口连接稀释泵，稀释槽的出气口与乏汽回收器的进气口连通，乏汽回收器的出气口和出水口均与热水槽的进口连通，热水槽的出口通过热水槽热水泵与热水站连通。

3.根据权利要求1所述的一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统，其特征在于所述系统中，还设有第一蒸汽冷凝水罐、第二蒸汽冷凝水罐、新蒸汽冷凝水自蒸发器，其中第一蒸汽冷凝水罐的进水口与冷凝水列管加热器的介质出口连通，出水口与新蒸汽冷凝水自蒸发器的进水口连通；第二蒸汽冷凝水罐的进水口与新蒸汽列管加热器的介质出口连通，出水口与冷凝水列管加热器的介质进口连通；新蒸汽冷凝水自蒸发器的出水口与新蒸汽冷凝水自蒸发器热水泵连通，出气口与蒸发系统或预脱硅系统连通。

4.根据权利要求1所述的一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出系统，其特征在于所述系统中，还设有脱硅装置，所述脱硅装置包括脱硅槽和溶出喂料泵，脱硅槽中设有搅拌桨，脱硅槽的出口与溶出喂料泵的进口连通，溶出喂料泵的出口与混合器的矿浆进料口连通。

5.采用权利要求1所述的溶出系统实施三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出方法，其特征在于按照以下工艺步骤进行：

(1)将循环母液槽中的循环母液通过母液喂料泵输送到双系列并联列管加热系统中，母液首先进入每组列管加热装置的一级列管预热器中，向一级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后进入二级列管预热器，向二级列管预热器的介质进口中通入二次蒸汽加热循环母液，循环母液经二次加热后进入冷凝水列管加热器，向冷凝水列管加热器的介质进口中通入温度为200～220℃的冷凝水加热循环母液，循环母液经三次加热后进入新蒸汽列管加热器，向新蒸汽列管加热器的介质进口中通入新蒸汽加热循环母液，循环母液经加热后温度为165～190℃，多组列管加热装置的循环母液同时进入混合器；

(2)将脱硅槽中的脱硅矿浆通过溶出喂料泵输送到混合器，与加入的循环母液混合均匀后进入保温停留罐中，脱硅矿浆的温度为80～105℃，脱硅矿浆与循环母液混合进行溶出，混合量按脱硅矿浆与循环母液混合后的温度为135～160℃进行计量，溶出时间为30～60min；

(3)将溶出完成后获得的溶出料浆送入闪蒸装置，经闪蒸后进入稀释装置。

6.根据权利要求5所述的一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出方法，其特征在于循环母液进入一级列管预热器后，被加热到100～115℃；进入二级列管预热器后，被加热到110～125℃；进入冷凝水列管加热器后被加热到120～135℃。

7.根据权利要求5所述的一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出方法，其特征在于向新蒸汽列管加热器中通入的蒸汽温度为200～220℃，压力为1.6～2.3MPa，经过新蒸汽列管加热器后形成温度为200～220℃用于对冷凝水列管加热器中的循环母液加热的冷凝水。

8.根据权利要求5所述的一种三水铝石型铝土矿的并联列管加停留罐溶出方法，其特征在于溶出料浆从闪蒸装置离开后先进入稀释槽，在稀释槽中与赤泥洗液混合形成稀释液，要求稀释液的温度为95～105℃，NaOH质量浓度为10～15％，Al₂O₃和Na₂O的质量比R_P＝m(Al₂O₃)/m(Na₂O)＝1.15～1.29。