CN107381609A - 一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法 - Google Patents

一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法 Download PDF

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Abstract

一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，涉及一种氧化铝生产过程中熟料烧结方法的改进。其特征在于其生产过程包括：（1）将氧化铝混合生料按照一定的配比磨细、混匀后，采用造球机进行造生料球；（2）将造好的生球依次在链篦机中进行干燥和预热过程，在回转窑中进行烧结过程，在环冷机进行冷却过程，得到氧化铝熟料。本发明的方法，采用的干式球团配料法大大降低了生料的水分，克服了湿式配料干燥预热过程能耗高的缺点，同时回转窑和环冷机排出的高温尾气可以直接提供给链篦机进行生料的干燥和预热，使烧结和冷却过程产生的余热得到合理利用，使烧结法的生产成本大大降低，从而改善低品位铝土矿生产氧化铝的经济性。

Description

一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法
技术领域
一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，涉及一种氧化铝生产过程中熟料烧结方法的改进。
背景技术
目前，我国现有的铝土矿主要为中低品位的一水硬铝石型铝土矿，该矿石铝硅比低，采用拜耳法生产经济效果较差，而烧结法虽然是处理该铝土矿较为有效的方法，但其能耗较高，为拜耳法的3~4倍，其主要原因是烧结法的生料配料方法为湿法配料，即进入回转窑的生料含有大量水分，生料在进行干燥脱水反应时会消耗大量的热量，另外，由于传统烧结设备的局限性，导致熟料烧结和冷却过程产生的余热并没有合理利用，从而使其热利用率较低。据统计，氧化铝熟料烧结过程产生的能耗占整个烧结法工艺能耗的50%，其中生料预热脱水的能耗占熟料烧结工艺能耗的40%。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效降低烧结法的生产成本，改善低品位铝土矿生产氧化铝的经济性的干法烧结生产氧化铝熟料的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于其生产过程包括：
（1）将氧化铝混合生料磨细、混匀后，采用造球机进行造生料球；
（2）将造好的生料球依次在链篦机中进行干燥和预热过程，在回转窑中进行烧结过程，在环冷机进行冷却过程，得到氧化铝熟料。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于其生产氧化铝熟料的原料配料过程首先将铝土矿，生石灰（石灰石），纯碱在干式球磨机内进行混匀和磨制，要求混合原料-75um的粒度在60~80%的范围内，物料配比按照烧结法工艺要求的配比配制。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于将磨制好的混合原料进入圆盘造球机内造生料球，造生料球过程中生球的含水率控制在4~18%，生球直径控制在6~16mm。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于生料经圆盘造球机造球后进入圆辊式筛分机进行生球筛分，直径不符合要求的生料球需返回重新配料，合格生球直接进入链篦机内进行生球的干燥和预热，生球筛分过程要求返球率控制在10%以内。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于使用包括粉煤灰或赤泥的含铝物料代替铝土矿进行生料配料。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于采用链篦机对生球进行干燥预热，链篦机的干燥预热分为四个阶段，其中干燥一段温度为100~150℃，干燥时间为4~10分钟，其干燥的热量来自环冷机第三冷却段热废气；干燥二段温度为250~400℃，干燥时间为8~15分钟，其干燥的热量来自链篦机预热二段热废气；预热一段温度为600~800℃，预热时间为5~15分钟，预热二段温度为900~1050℃，预热时间为13~18分钟，预热一段主要热源为来自环冷机第二冷却段的热风，预热二段的热源来自窑尾约1050℃热气流。整个物料料层厚度为170~550mm。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于该干法烧结工序的能耗仅为25~28GJ/tAl2O3,而目前采用的湿法烧结工序的能耗为35~40 GJ/tAl2O3。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，链篦机-回转窑-环冷机烧结工艺由于其烧结窑较短且设备先进，其设备散热量仅为传统回转窑熟料烧结工序的20%。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，传统烧结法生产氧化铝过程中，熟料出料温度和外排烟气温度均在250℃以上，而链篦机-回转窑-环冷机工序的熟料出料温度和外排烟气温度仅为150℃。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，相比较传统烧结法生产氧化铝过程，本方法产生的高温烟气中水份含量极低，更有利于回收利用，进行生料的干燥预热。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于其特征在于熟料烧结过程在回转窑中进行，烧结温度为1250~1300℃，烧结时间为20~60分钟，烧结的热源为煤粉燃烧产生的热量。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于采用环冷机对熟料球进行冷却，环冷机冷却分四段进行，冷却一段1030℃热气流直接入窑作二次风助燃煤粉，提高窑内气氛温度；冷却二段650℃热气流直接引入链篦机预热一段作为热源；冷却三段350℃低温风被送至链篦机鼓风干燥段作为热源；冷却四段约150℃废气则直接外排。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，采用链篦机-回转窑-环冷机工艺设备进行熟料烧结和冷却，其中生料采用干法配料，生料的干燥和预热过程在链篦机内进行，熟料高温烧结过程在回转窑内进行，熟料冷却过程在环冷机内进行。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于生料干燥和预热过程所需要的热量来自熟料烧结和冷却过程所产生的余热。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于从回转窑排出的熟料进入环冷机进行四段鼓风冷却后，产生的热风进入链篦机和回转窑内进行余热回收和助燃。
本发明的方法采用的干式球团配料法大大降低了生料的水分，克服了湿式配料干燥预热过程能耗高的缺点，同时回转窑和环冷机排出的高温尾气可以直接提供给链篦机进行生料的干燥和预热，使烧结和冷却过程产生的余热得到合理利用，能利用熟料烧结和冷却产生的余热进行生料的干燥和预热，使烧结法的生产成本大大降低，从而改善低品位铝土矿生产氧化铝的经济性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的设备流程图。
图中，1为圆盘给料机，2为干式球磨机，3为圆盘造球机，4为圆辊筛分机，5为链篦机，6为回转窑，7为环冷机，8为冷却风机，9为回热风机，10为鼓干风机，11为主抽风机，12为助燃风机。
具体实施方式
一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其生产过程包括：（1）将氧化铝混合生料磨细、混匀后，采用造球机进行造生料球；（2）将造好的生球依次在链篦机中进行干燥和预热过程，在回转窑中进行烧结过程，在环冷机进行冷却过程，得到氧化铝熟料。
具体生产过程的步骤包括：
1.利用干式磨机对铝土矿，生石灰（石灰石），纯碱的混合物料进行混匀和磨制，使混合原料-75um的粒度控制在60~80%的范围内。
2.磨制后的物料在圆盘造球机上进行生料造球，生球直径控制在6~16mm，造好的生球经过圆辊式筛分机，筛出的不合格生球经过烘干破碎后运回圆盘造球机，重新造球。
3.合格生球由链篦机的尾部进人链篦机，依次经过鼓风干燥一段，抽风干燥二段，预热一段，预热二段。在干燥预热过程中生球完成一系列干燥、脱水、固相反应。
4.这些具有一定强度的球团进入回转窑后随回转窑做周向翻滚运动。回转窑内的烧结温度为1250~1300℃，烧结时间控制在20~60分钟。
5.烧结好的球团通过环冷机进行冷却，使球团温度降到150℃以下，经过排料口排出，后由皮带机运往储存处，待溶出使用。
本发明的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，将铝土矿（赤泥，粉煤灰等），生石灰（石灰石），纯碱等混合生料在干式球磨机磨细混匀后进入圆盘造球机造球，造好的生料球经圆滚筛分机筛分合格后送入链篦机内进行生球的干燥和预热，待生球加热到一定温度后，进入回转窑进行熟料烧结，烧成的熟料球进入环冷机冷却至150℃以下，经排料口排出。
本发明的方法，烧结工序采用干法配料，混合生料中含有的水分较低，并且该生料干燥和预热过程所需要的热量基本全部来自熟料烧结和冷却过程所产生的余热。
本发明的方法，铝土矿，生石灰（石灰石），纯碱在干式球磨机内进行混匀和磨制，物料配比可按照常规烧结法工艺要求的配比配制。将磨制好的混合原料进入圆盘造球机内造生料球；生料经圆盘造球机造球后进入圆辊式筛分机进行生球筛分，直径不符合要求的生料球需返回重新配料，合格生球直接进入链篦机内进行生球的干燥和预热。
本发明的方法，可以使用粉煤灰或赤泥等含铝物料代替铝土矿进行生料配料。
本发明的方法，采用链篦机对生球进行干燥预热，链篦机的干燥预热分为四个阶段，分别为：鼓风干燥一段，抽风干燥二段，预热一段，预热二段。其温度分别控制在：干燥一段100~150℃，干燥二段250~400℃，预热一段600~800℃，预热二段900~1050℃。整个物料经过链篦机的时间为30~60分钟，料层厚度为170~550mm。链篦机热源来自环冷机和回转窑的烟气余热。
本发明的方法，其熟料烧结过程在回转窑内进行，烧结温度为1250~1300℃，烧结时间为20~60分钟。
本发明的方法，从回转窑排出的熟料温度约1250℃，该熟料进入环冷机进行四段鼓风冷却后，温度能降至150℃以下，环冷机内料层厚度为300~760mm。熟料进行冷却后产生的热风进入链篦机和回转窑内进行余热回收和助燃。
下面结合实例对本发明的方法进一步说明如下。
实施例1
将铝土矿，石灰石和纯碱的混合物料磨细混匀后进入圆盘造球机内造球。造球时间为12分钟，生球直径控制在8~16mm，含水率为10%。造好的生球放入焙烧杯烧结系统中进行链篦机-回转窑-环冷机熟料烧结系统模拟实验，球层高度设定为170mm。生球在焙烧杯中经过干燥，预热和烧结过程，其中干燥段时间为4分钟，风速为1.5~2m/s，温度分别为150℃和400℃。预热段时间为12分钟，风速为1.5~2m/s，温度分别为700℃和1050℃。在该实验条件下，预热球的抗压强度能够达到320N/球，爆裂率高达10%。
实施例2
对上述试验方案进行调整，降低造球时间至9分钟，生球直径控制在8~16mm，含水率为10%。球层高度设定为170mm，同时增加生球的干燥时间，和降低焙烧杯的干燥风量，焙烧杯内干燥段时间为10分钟，风速为1.5~2m/s，温度分别为150℃和400℃。预热段时间为12分钟，风速为1.5~2m/s，温度分别为700℃和1050℃。在该实验条件下，预热球的抗压强度能够达到260N/球，爆裂率高达8%。
实施例3
在实施例2的基础上进一步增加干燥时间以及降低干燥风温，同时降低生球直径和生球水分，该物料造球时间设定为9分钟，生球直径控制在6~10mm，含水率为8%。焙烧杯内干燥段时间为12分钟，风速为1.5~2m/s，温度分别为125℃和350℃。预热段时间为12分钟，风速为1.5~2m/s，温度分别为700℃和1050℃。在该实验条件下，预热球的抗压强度能够达到160N/球，爆裂率降至5%。
实施例4
由于实施例3中预热球的抗压强度略低，提高预热段的时间和以增加物料强度。该物料造球时间设定为9分钟，生球直径控制在6~10mm，含水率为8%。球层高度设定为170mm，其中干燥段时间为12分钟，风速为1.5~2m/s，温度分别为125℃和350℃。预热段时间为14分钟，风速为1.5~2m/s，温度分别为700℃和1050℃。在该实验条件下，预热球的抗压强度能够达到190N/球，爆裂率为5%。
实施例5
将实施例4中预热后的生料球直接送入烧结系统进行熟料烧结，烧结温度控制在1280℃，烧结时间为30分钟，待熟料冷却后，取出进行氧化铝熟料标准溶出实验，最终得出该熟料的标准氧化铝溶出率为95%，标准氧化钠溶出率为92%。

Claims (10)

1.一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于其生产过程包括：
（1）将氧化铝混合生料进行磨细、混匀后，采用造球机进行造生料球；
（2）将造好的生球依次在链篦机中进行干燥和预热过程，在回转窑中进行烧结过程，在环冷机进行冷却过程，得到氧化铝熟料。
2.根据权利要求1所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于其生产氧化铝熟料的原料配料过程首先将铝土矿，生石灰，纯碱在干式球磨机内进行混匀和磨制，要求混合原料-75um的粒度在60~80%的范围内，物料配比按照常规烧结法工艺要求的配比配制。
3.根据权利要求2所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于将磨制好的混合原料进入圆盘造球机内造生料球，造生料球过程中生球的含水率控制在4%~18%，生球直径控制在6~16mm。
4.根据权利要求2所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于生料经圆盘造球机造球后进入圆辊式筛分机进行生球筛分，直径不符合要求的生料球需返回重新配料，合格生球直接进入链篦机内进行生球的干燥和预热，生球筛分过程要求返球率控制在10%以内。
5.根据权利要求2所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于使用包括粉煤灰或赤泥的含铝物料代替铝土矿进行生料配料。
6.根据权利要求2所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于采用链篦机对生球进行干燥预热，链篦机的干燥预热分为四个阶段，其中干燥一段温度为100~150℃，干燥时间为4~10分钟，其干燥的热量来自环冷机第三冷却段热废气；干燥二段温度为250~400℃，干燥时间为8~15分钟，其干燥的热量来自链篦机预热二段热废气；预热一段温度为600~800℃，预热时间为5~15分钟，预热二段温度为900~1050℃，预热时间为13~18分钟，预热一段主要热源为来自环冷机第二冷却段的热风，预热二段的热源来自窑尾约1050℃热气流；整个物料经过链篦机的时间为30~60分钟，料层厚度为170~550mm。
7.根据权利要求2所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于其熟料烧结过程在回转窑内进行，烧结温度为1250~1300℃，烧结时间为20~60分钟。
8.根据权利要求2所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于采用环冷机对熟料球进行冷却，环冷机冷却分四段进行，冷却一段1030℃热气流直接入窑作二次风助燃煤粉，提高窑内气氛温度；冷却二段650℃热气流直接引入链篦机预热一段作为热源；冷却三段350℃低温风被送至链篦机鼓风干燥段作为热源；冷却四段约150℃废气则直接外排。
9.根据权利要求1所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于生料干燥和预热过程所需要的热量来自熟料烧结和冷却过程所产生的余热。
10.根据权利要求1所述的一种干法烧结生产氧化铝熟料的方法，其特征在于从回转窑排出的熟料进入环冷机进行四段鼓风冷却后，产生的热风进入链篦机和回转窑内进行余热回收和助燃。
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