CN107572747B - 一种氧化铝生产中的赤泥处理工艺及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种氧化铝生产中的赤泥处理工艺及处理系统，氧化铝生产的一洗底流用水洗板框压滤机压滤，用水快速冲洗压滤机，压滤后滤液与一洗的溢流混合后去溶出；洗水穿透赤泥滤饼，对滤饼残余的碱液进行洗涤，洗涤后的赤泥洗水输送至一洗沉降槽，再用空气压缩机提供的动力风将赤泥滤饼进行压榨，用动力风将水洗板框压滤机水洗管道中的液体吹干。本发明提出的赤泥处理工艺，用水洗板框压滤机代替了传统沉降槽洗涤、板框压滤机过滤，整个系统只用一个一洗沉降槽，取消了赤泥三个洗涤沉降槽、同时也减少了三个洗涤槽的絮凝剂消耗，不需采用洗涤絮凝剂制备系统，总体上减少了设备投资，能更好地将水洗板框压滤机应用于氧化铝生产。
Description
技术领域
本发明属于氧化铝生产领域，具体涉及一种氧化铝生产的赤泥的处理工艺。
背景技术
目前，氧化铝生产使用的都是拜尔法工艺，拜尔法的优点是流程简单、工艺能耗低、成本低。但是，随着氧化铝产能的不断扩张、大宗原材料价格持续上涨、氧化铝售价大幅度下降，导致氧化铝利润空间在不断缩减。下表为2010年-2016年中国氧化铝发展情况统计：
传统的赤泥处理工艺是将稀释矿浆送入分离沉降槽中进行固液分离，在固液分离的过程中加入一定量的絮凝剂，确保沉降速度、底流固含，分离沉降槽分离出来溶液通过叶滤机精滤后进行分解，分离沉降槽的底流与二洗槽的溢流混合后进入一洗沉降槽进行赤泥一次洗涤，一洗槽溢流送溶出稀释溶出矿浆，一洗槽的底流与三次洗涤的溢流混合后进入二洗槽进行赤泥二次洗涤，二洗槽的底流与四次洗涤的溢流混合后进入三洗槽进行赤泥三次洗涤，三洗槽的底流与赤泥洗水混合后进入四洗槽进行赤泥的四次洗涤，四次洗涤后的赤泥通过赤泥隔膜泵送到赤泥堆场，用板框压滤机进行压滤，压滤后赤泥排到堆场，滤液通过滤液泵返回厂区，作为赤泥洗水再次利用(参见图1)。传统的稀释赤泥处理工艺流程复杂、设备数量多、占地面积大、运行费用高。
传统的赤泥处理工艺，稀释矿浆在沉降分离时停留时间较长，造成水解损失较大，因为水解造成的氧化铝损失高达10kg/t.AO。以80万吨氧化铝厂为例，每年损失氧化铝0.8万吨，每吨氧化铝净利润按照300元计，每年损失240万元。
上述传统赤泥处理工艺，沉降投资费用高，单台沉降槽投资约900万元，80万吨氧化铝厂，7台沉降槽投资6300万元，絮凝剂系统投资1000多万元，仅沉降槽和絮凝剂系统投资7300多万元。另一方面，该工艺运行费用和清理费用较高，折费用4元/t.AO，80万吨氧化铝厂，每年运行费用和清理费用需320万元。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提出一种氧化铝生产中的赤泥处理工艺。
本发明的第二个目的是提出一种氧化铝生产中的赤泥处理系统。
实现本发明目的的技术方案为：
一种氧化铝生产中的赤泥处理工艺，氧化铝生产的一洗底流用水洗板框压滤机压滤，用水快速冲洗压滤机，压滤后滤液与一洗溢流混合后去溶出；洗水穿透赤泥滤饼，对滤饼残余的碱液进行洗涤，洗涤后的赤泥洗水输送至一洗沉降槽的一洗溢流管，再用空气压缩机提供的动力风将赤泥滤饼中残余的液体吹干。
进一步地，一洗底流压滤洗涤整个周期为23-36min，整个周期分为进料、预压榨、洗涤、压榨、吹风、卸饼，进料时间为3-5min，预压榨1min洗涤时间为6-10min，压榨时间为4-6min，吹干时间为1～2min，卸饼时间为8-12min；其中
进料、挤压包括：氧化铝生产系统的一洗底流，通过一洗底流泵输送至水洗压滤机进行赤泥压滤，压滤后的赤泥滤液与一洗溢流混合后去溶出；
洗涤：赤泥洗涤是通过赤泥洗水泵输送来的洗水进行洗涤，洗水穿透赤泥滤饼，对滤饼残余的碱液进行洗涤，洗涤后的赤泥洗水进赤泥洗液槽，再通过赤泥洗液泵送至一洗沉降槽；
压榨：用空气压缩机送来的动力风将赤泥滤饼进行压榨，压榨后滤液进赤泥滤液槽；
吹风、卸饼：用空气压缩机4来的动力风将水洗板框压滤机水洗管道中的液体吹干，吹干后的赤泥滤饼进行堆存。
所述洗水，是指生产中的赤泥洗水，通常用二次汽蒸汽冷凝水，是本领域公知的技术手段。水洗板框压滤机是板框内设置洗水管道的压滤机，为本领域已有的结构，但水洗板框压滤机在氧化铝行业使用是首例。
其中，赤泥洗水加入量以生产需求为准，根据精液NK控制范围进行调整。
例如，某厂的的碱液产品要求达到苛性钠(NK)为150g/L，则用物料衡算求得洗水的用量。水洗板框压滤机可以加入的洗水量在2-4t/t氧化铝范围内，再多就会影响操作时间，则超出该范围的洗水加入到一洗沉降槽中。
其中，压滤的部分滤液回流，回流量是压滤前17-22s的滤液。
压滤刚出来的滤液较浑浊，过滤时观察到20s左右滤液就澄清了，在此之前的则回流，并再用一洗沉降槽处理。考虑到设备波动等因素，限定压滤前17-22s的滤液回流。
其中，所述水洗板框压滤机的洗水压力为8-10bar，进料压力为6-8bar，且洗水压力大于进料压力。
优选地，所述水洗压滤机的进料压力为7-8bar，洗水温度为85-90℃，洗水压力为8-9bar(且洗水压力大于进料压力)，压榨压力为8-10bar，所述动力风的风压为9-12bar。
更进一步地，所述水洗板框压滤机的洗水流量为2-4t/t.AO(AO是氧化铝)。
一种氧化铝生产中的赤泥处理系统，包括水洗板框压滤机、一洗沉降槽、空气压缩机、赤泥滤液槽和赤泥洗液槽；
所述水洗板框压滤机的进料口连接所述一洗沉降槽的底流管道，且连接于所述空气压缩机的空气管道；所述水洗板框压滤机的出液口连接所述赤泥滤液槽；洗水出口连接所述赤泥洗液槽。
其中，所述水洗板框压滤机的洗水出口通过赤泥滤液管道连接所述赤泥滤液槽，水洗板框压滤机的洗水进口连接有赤泥洗水槽。
其中，赤泥滤液槽底部的管道上设置赤泥滤液泵，用于将滤液打入一洗沉降槽，与一洗溢流混合后去溶出稀释槽；
一洗沉降槽底部连接的管道上设置一洗底流泵，用于将一洗底流打入水洗板框压滤机的进料口。
本发明与现有技术相比优点在于：
本发明提出的赤泥处理工艺，用水洗板框压滤机代替了传统沉降槽洗涤、板框压滤机过滤，整个系统只用一个一洗沉降槽，取消了赤泥三个洗涤沉降槽、同时也减少了三个洗涤槽的絮凝剂消耗，不需采用洗涤絮凝剂制备系统，赤泥管线需增加1条赤泥洗水管道和1条赤泥洗液管道，总体上减少了设备投资，将水洗板框压滤机应用于氧化铝生产；
本技术工艺流程简单、占地面积小、投资费用低、运行费用低，具备一定的技术可行性和良好的经济效益。
附图说明
图1为现有技术的氧化铝生产赤泥处理工艺流程图。
图2为本发明氧化铝生产中的赤泥处理系统的结构简图。
图中：1:一洗沉降槽，2:一洗底流泵，3:水洗板框压滤机，4:空气压缩机，5:空气储罐，6:赤泥滤液槽，7:赤泥滤液泵，8:赤泥洗液泵，9：赤泥洗液槽，10：赤泥洗水泵，11：污水槽。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中，如无特殊说明，所用方法和设备均为本领域常规的设备和方法。
实施例1：
本氧化铝生产的赤泥处理系统的结构简图如图2。一种氧化铝生产中的赤泥处理系统，包括水洗板框压滤机3、一洗沉降槽1、空气压缩机4、赤泥滤液槽6和赤泥洗液槽9；
水洗板框压滤机3的进料口连接所述一洗沉降槽的底流管道，且连接于空气压缩机4的空气管道；所述水洗板框压滤机的出液口连接赤泥滤液槽6；水洗板框压滤机的洗水进口连接有赤泥洗水槽，洗水进口所连接的管路上设置有赤泥洗水泵10。水洗板框压滤机的洗水出口通过赤泥洗液管道连接所述赤泥洗液槽，
赤泥滤液槽底部6的管道上设置赤泥滤液泵7，用于将滤液打入一洗沉降槽1的溢流管道，与一洗溢流混合后去溶出稀释槽；
一洗沉降槽底部连接的管道上设置一洗底流泵2，用于将一洗底流打入水洗板框压滤机的进料口。
水洗板框压滤机的滤液出口回流通过管线连接污水槽11。
实施例2：
氧化铝生产系统的一洗底流，通过一洗底流泵2送至水洗板框压滤机3进行赤泥压滤，部分回流进污水槽11，压滤后滤液送赤泥滤液槽6，赤泥滤液通过赤泥滤液泵7与一洗溢流混合后去溶出，赤泥洗涤是通过赤泥洗水泵10来的水进行洗涤，洗水穿透赤泥滤饼，对滤饼残余的碱液进行洗涤，洗涤后的赤泥洗水进赤泥洗液槽9，通过赤泥洗水泵10送一洗沉降槽，再用空气压缩机4来的的动力风将赤泥滤饼中残余的液体吹干，合格赤泥滤饼送赤泥坝进行堆存。
一洗底流压滤洗涤整个周期为26-30min，整个周期分为进料、预压榨、洗涤、压榨、吹风、卸饼。进料时间为3-4min，预压榨时间为1min，洗涤时间为6-10min(因水量波动，洗涤时间有波动)，压榨时间为5min，吹干时间为1min，卸饼时间为10min。
以年产80万吨氧化铝工厂为例：采用实施例1结构的系统，处理起始条件：一洗底流固含550g/l，进料压力7-8bar，洗水流量2t/t.AO，洗水温度85-90℃，洗水压力8-9bar，压榨压力为8-9bar，所述动力风的风压为10bar。按生产需求精液NK170g/l计，对应洗水加入量4.17t/t.干泥。水洗板框压滤机最佳洗水加入量为2t/t.干泥，剩余的洗水加到一洗沉降槽。
实施方案：一洗底流通过一洗底流泵送至水洗板框压滤机进行压滤，进料压力控制在7-8bar，滤液送滤液槽；通过4bar的压力对赤泥滤饼进行预压榨；对赤泥滤饼进行洗涤，洗涤压力控制在8-9bar；对赤泥进行压榨，压榨压力控制在8-9bar；进行滤饼吹干，吹干压力为8-9bar；然后卸饼，通过皮带输送至赤泥堆场。
本发明的工艺，取消了赤泥三个洗涤沉降槽、洗涤絮凝剂制备系统，减少投资3585万元，赤泥管线需增加1条赤泥洗水管道和1条赤泥滤液管道，增加费用314万元，总体来说，比较划算，可减少一次性3271万元(不含土地费)。
经过一洗洗涤、压滤，缩短沉降时间，减少水解损失，水解损失降低了2kg/t.AO，每年减少氧化铝损失1600吨，每吨氧化铝利润按照300元，每年可减少损失48万元。
减少三个洗涤槽絮凝剂消耗，每台槽按照30g/t.AO计算，单价18600元/t，节约絮凝剂72吨，每年节约134万元。
减少清理费用、运行费用1.81元/t.AO，每年节约144.8万元。
实施例3：
系统的设置同实施例1。
以某氧化铝厂为例，铝土矿氧化铝含量63.29％，二氧化硅含量11.62％，矿石A/S5.45,精液Na2Ok(简称NK)浓度根据生产需要进行调整，即赤泥洗水流量随着生产需要进行调整。如：精液NK 150g/l，对应洗水加入量5.28t/t.干泥；精液NK 160g/l，对应洗水加入量4.69t/t.干泥；精液NK170g/l，对应洗水加入量4.17t/t.干泥。水洗板框压滤机洗水加入量为2t/t.干泥，剩余的洗水加到一洗沉降槽。
其他操作同实施例2。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。对本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术的替代，以及特征的等效变化或修饰，或者特征间的相互不同组合，都能实现本专利描述的功能和效果，不再一一举例说明，均属本专利保护范围。
Claims (1)
1.一种氧化铝生产中的赤泥处理工艺，其特征在于，氧化铝生产的一洗底流用水洗板框压滤机压滤，用水快速冲洗压滤机，压滤后滤液与一洗溢流混合后去溶出；洗水穿透赤泥滤饼，对滤饼残余的碱液进行洗涤，洗涤后的赤泥洗水输送至一洗沉降槽的一洗溢流管，再用空气压缩机提供的动力风将赤泥滤饼中残余的液体吹干；所述水洗板框压滤机是板框内设置水洗管道的压滤机；
一洗底流压滤洗涤整个周期为23-36min，整个周期分为进料、预压榨、洗涤、压榨、吹风、卸饼，进料时间为3-5min，预压榨1min洗涤时间为6-10min，压榨时间为4-6min，吹干时间为1-2min，卸饼时间为8～12min；其中：
进料、预压榨包括：氧化铝生产系统的一洗底流，通过一洗底流泵输送至水洗板框压滤机进行赤泥压滤，压滤后的赤泥滤液与一洗溢流混合后去溶出；
洗涤：洗涤是通过赤泥洗水泵输送来的洗水进行洗涤，洗水穿透赤泥滤饼，对滤饼残余的碱液进行洗涤，洗涤后的赤泥洗水进赤泥洗液槽，再通过赤泥洗液泵送至一洗沉降槽；
压榨：用空气压缩机送来的动力风将赤泥滤饼进行压榨，压榨后滤液进赤泥滤液槽；
吹风、卸饼：用空气压缩机来的动力风将水洗板框压滤机水洗管道中的液体吹干，吹干后的赤泥滤饼进行堆存；
一洗底流洗水加入量以生产需求为准，根据精液NK控制范围进行调整；
压滤的部分滤液回流，回流量是压滤前17-22s的滤液；
所述水洗板框压滤机的洗水压力为8-10bar，进料压力为6-8bar，且洗水压力大于进料压力；
所述水洗板框压滤机的进料压力为7-8bar，洗水温度为85-90℃，洗水压力为8-9bar，压榨压力为8-10bar，所述动力风的风压为9-12bar；
所述水洗板框压滤机的洗水为生产中的赤泥洗水，洗水流量为2-4t/t.AO；
应用于氧化铝生产中的赤泥处理工艺的处理系统，包括水洗板框压滤机、一洗沉降槽、空气压缩机、赤泥滤液槽和赤泥洗液槽；
所述水洗板框压滤机的进料口连接所述一洗沉降槽的底流管道，且连接于所述空气压缩机的空气管道；所述水洗板框压滤机的出液口连接所述赤泥滤液槽；洗水出口连接所述赤泥洗液槽；
所述水洗板框压滤机的洗水出口通过赤泥洗液管道连接所述赤泥洗液槽，水洗板框压滤机的洗水进口连接有赤泥洗水槽；
赤泥滤液槽底部的管道上设置赤泥滤液泵，用于将滤液打入一洗沉降槽的一洗溢流管，与一洗溢流混合后去溶出稀释槽；
一洗沉降槽底部连接的管道上设置一洗底流泵，用于将一洗底流打入水洗板框压滤机的进料口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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