CN106365187B - 一种烧结法生产氧化铝过程中生料浆的配置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种烧结法生产氧化铝过程中生料浆的配置方法，该配置方法包括将脱硅粉煤灰滤饼、硅渣浆和碳分母液进行混合、化浆，调整所得湿料的碱比；将固体原料进行烘干、研磨、混合，得到干粉；采用定量给料方式控制干粉与化浆后的湿料进行混合的用量，得到混合料，并调整混合料的钙比；定期对混合料浆进行指标分析，得到合格的氧化铝生料浆。本发明的方法对干湿原料进行分开操作，通过定量调配使混合生料浆的碱比和钙比达到合格范围，该方法的调配流程简短有效，克服了现有技术中调配步骤复杂且难度大；调配需要多次取样分析导致过程时间长；调配槽数量众多、容易沉槽等缺陷，不仅提高氧化铝生料浆的合格率，还降低生料浆的水分。

Description

一种烧结法生产氧化铝过程中生料浆的配置方法
技术领域
本发明涉及一种烧结法生产氧化铝过程中生料浆的配置方法，属于冶金技术领域。
背景技术
我国是世界最大的氧化铝生产国，目前每年氧化铝产量超过4000万吨。在烧结法工艺生产氧化铝的过程中，熟料烧结工段是整个过程中能耗最大的工段，同时也是关系到氧化铝产品质量好坏的关键工段；而在熟料烧结工段中，因生料浆的碱比、钙比及水分等各项指标直接关系到后续烧结、溶出、一二段脱硅及碳种分工艺的稳定性，故如何配置得到合格的生料浆的是烧结法工艺的重中之重。
国内烧结法氧化铝厂大多采用的生料浆的配置方式是：将含铝矿物、石灰石、碳分蒸发母液、无烟煤、返回硅渣等各种物料单独计量后，送入湿法管磨机进行混合粉磨，各种物料的比例是按照合格生料浆的指标计算得出。合格生料浆的具体指标是碱比、钙比偏差在2％以内，水分大于37％。一方面，传统的生料浆配置方式调配需要多次取样分析，导致调配时间长达20多个小时，调配步骤复杂且难度大，调配槽数量众多还容易沉槽；另一方面，传统工艺中冲洗管磨机、离心泵及倒槽泵等洗水容易进入操作流程，导致生料浆水分不易控制、指标合格率低。
如何提供一种简短有效的调配流程，克服调配槽数量众多且易沉槽、指标合格率低等缺陷，是氧化铝生产中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中氧化铝生料浆调配过程中存在的不足，提供了一种烧结法生产氧化铝过程中生料浆的配置方法，该配置方法的调配流程简短有效，不仅提高氧化铝生料浆的合格率，还降低生料浆的水分。
本发明提供的一种烧结法生产氧化铝过程中生料浆的配置方法，包括：
湿料化浆：将脱硅粉煤灰滤饼、硅渣浆和碳分母液进行混合、化浆，调整所得化浆后湿料的碱比和水分；
干料粉磨：将固体原料进行烘干、研磨、混合，得到干粉；
混合配料：将所述干料与所述化浆后的湿料混合均匀，得到混合料，采用定量给料方式控制所述干粉的用量，从而调整所述混合料的钙比；
合格槽分析：定期对所述混合料进行指标分析，得到配置合格的氧化铝生料浆。
在本发明的具体实施方案中，脱硅粉煤灰滤饼可以是将高铝粉煤灰与氢氧化钠溶液混合后加热，进行预脱硅反应，随后进行固液分离得到脱硅粉煤灰滤饼和脱硅液；其中，所述脱硅粉煤灰滤饼的水分含量为40～46％，化浆后湿料水分为50～58％。
在本发明的具体实施方案中，可以将脱硅粉煤灰滤饼、硅渣浆和碳分蒸发母液混合进入混合槽，混合、化浆后的湿料导入储存槽；将石灰石、生石灰、无烟煤、铁矾土等固体原料通过立磨或者辊压机进行研磨，进入均化库混合，得到干粉；最后采用定量给料机将均化库中的干粉定量导入搅拌机进行配料，干粉与化浆后的湿料在搅拌机内混合均匀后导入合格料浆槽，得到配置好的生料浆。其中，混合槽、合格料浆槽可采用普通的搅拌混合槽，定量给料设备可采用螺旋输送等带称量功能的输送设备。
在本发明的具体实施方案中，碱比、钙比是氧化铝工业中常用的技术名词，其中碱比用来表征生料浆中氧化钠的摩尔数与氧化铝和氧化铁的摩尔数之和的比例，钙比是氧化钙摩尔数和氧化硅摩尔数之比。上述计算方法是本领域的共知常识，可参见王婕在2006年6月由冶金出版社出版的《氧化铝生产工艺》。进一步的，在本发明中，湿料的碱比[N/R]即Na2O/(Al2O3+Fe2O3)摩尔比，调整范围可以是0.90～1.1；混合料的钙比[C/S]指的是CaO/SiO2摩尔比，可在1.9～2.2的范围内。
在本发明的具体实施方案中，固体原料包括石灰石、生石灰、无烟煤、铁钒土或铁粉。
进一步的，固体原料的加入量为：石灰石的添加量为0～100％，生石灰的添加量为0～100％，无烟煤的添加量为0～5％，铁钒土的添加量为0～100％，铁粉的添加量为0～5％。
在本发明的具体实施方案中，定期对混合料进行指标分析具体为：每隔1-3h对混合料进行指标分析。
另一方面，本发明还提供了一种烧结法生产氧化铝的方法，包括按照上述的配置方法调配得到的氧化铝生料浆，以及将该生料浆烧制成熟料的过程。
相比于现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：
1、根据本发明的方法，分别调整湿料的碱比和用干粉调整湿料的钙比，碱比调整精度范围可达到1％以内，生料浆的调配时间从现有技术的20多小时降低至半小时，保证生料浆的指标更易于达标。
2、根据本发明的方法，制备工艺简短有效，不仅解决了现有技术中调配槽数量较多清理检修工作量大的问题，降低了调配过程中的调配槽数量及倒槽次数；还减少了清槽、检修费用，从而延长了检修周期。
3、在本发明方案的实施过程中，生料浆水分易于控制，避免了传统工艺中冲洗管磨机、离心泵及倒槽泵等洗水进入流程，生料浆水分下降1～3％；从而提高回转窑台时产能为5～10t/h，整个生产操作简单，运行维护成本低，大大降低能耗。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所有实施例中所采用的脱硅粉煤灰滤饼均取自：内蒙古呼和浩特市托克托工业园区。具体是将高铝粉煤灰与氢氧化钠溶液混合后加热，进行预脱硅反应，随后进行固液分离得到脱硅粉煤灰滤饼和脱硅液；该脱硅粉煤灰滤饼的水分含量为40％。
实施例1
1)湿料化浆：将碳分母液和硅渣浆用泵送入混合槽，将脱硅粉煤灰滤饼通过流槽导入混合槽，在搅拌的条件下不断混合至均匀，混匀后用泵将混合后的湿料导入储存槽，流量为100m3/h，调整化浆后湿料的碱比为0.95，湿料水分为55％；
2)干料粉磨：将石灰石、生石灰、无烟煤、铁矾土等加入立磨进行烘干、研磨、混合后进入均化库，得到干粉；
3)混合配料，将均化库中的干粉采用螺旋给料秤，按照36.2t/h速度加入搅拌机，在搅拌条件下与化浆后的湿料混合均匀，得到混合料，调整该混合料的钙比[C/S]为1.9；
4)合格槽分析：将混合均匀的混合料采用泵输送的方式导入合格槽，每隔两小时取样进行指标分析，碱比为0.94，钙比为1.91，指标波动范围在1％以内，认定生料浆配置合格，生料浆指标控制合格率为85％，生料浆水分为39.5％。整个过程只需要5分钟，水分降低了2％，配置好的合格生料浆可直接进入回转窑烧结生产氧化铝。
实施例2
1)湿料化浆：将碳分母液和硅渣浆用泵送入化浆槽，将脱硅粉煤灰滤饼通过溜槽传送导入化浆槽，在搅拌的条件下不断混合至均匀，混匀后用泵将混合后的湿料导入混合槽，流量为100m3/h，湿料水分为55％；调整化浆后湿料的碱比为1.05；
2)干料粉磨：将石灰石、生石灰、无烟煤、铁矾土等加入立磨进行烘干、研磨、混合后进入均化库，得到干粉；
3)混合配料，将均化库中的干粉采用螺旋计量输送，按照43.71t/h速度加入混合槽，在搅拌条件下与化浆后的湿料混合均匀，得到混合料，调整该混合料的钙比[C/S]为2.2；
4)合格槽分析：将混合均匀的混合料用泵送入合格槽，每隔两小时进行取样、指标分析，碱比为1.06，钙比为2.19，指标波动范围在1％以内，生料浆水分为38.5％，认定生料浆配置合格，指标合格率为82％以上。整个过程只需要5分钟，水分降低了2％，配置好的合格生料浆可直接进入回转窑烧结生产氧化铝。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种烧结法生产氧化铝过程中生料浆的配置方法，包括：
湿料化浆：将脱硅粉煤灰滤饼、硅渣浆和碳分母液进行混合、化浆，调整所得化浆后湿料的碱比和水分；
干料粉磨：将固体原料进行烘干、研磨、混合，得到干粉；
混合配料：将所述干料与所述化浆后的湿料混合均匀，得到混合料，采用定量给料方式控制所述干粉的用量，从而调整所述混合料的钙比；
合格槽分析：定期对所述混合料进行指标分析，得到配置合格的氧化铝生料浆；
所述脱硅粉煤灰滤饼是将高铝粉煤灰与氢氧化钠溶液混合后加热，进行预脱硅反应，随后进行固液分离得到脱硅粉煤灰滤饼和脱硅液；所述脱硅粉煤灰滤饼的水分含量为40～46％，化浆后湿料水分为50～58％；
定期对所述混合料进行指标分析具体为：每隔1-3h对混合料进行指标分析。
2.根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于，所述湿料的碱比范围为0.90～1.1。
3.根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于，所述混合料的钙比范围为1.9～2.2。
4.根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于，所述固体原料包括石灰石、生石灰、无烟煤、铁钒土或铁粉。
5.根据权利要求4所述的配置方法，其特征在于，所述固体原料的加入量为：所述石灰石的添加量为0～100％，所述生石灰的添加量为0～100％，所述无烟煤的添加量为0～5％，所述铁钒土的添加量为0～100％，所述铁粉的添加量为0～5％。
6.一种烧结法生产氧化铝的方法，包括按照权利要求1～5任一项所述的配置方法调配得到氧化铝生料浆，以及将所述生料浆烧制成熟料的过程。
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