CN110937617A - 一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法 - Google Patents

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倪阳
李斌
白英伟
李荣华
蔡安
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
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    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
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    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process

Abstract

本发明公开了一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法，将拜耳法氧化铝厂的溶出工序和蒸发工序联合成为一个新的工序，利用溶出工序及蒸发工序间的温差，进一步将溶出矿浆的热能回收利用。本发明将蒸发和溶出两大蒸汽消耗系统结合在一起，建立一个新的热平衡系统，得到相对简洁的流程，使得拜耳法生产氧化铝更为高效、可靠、节能。

Description

一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法
技术领域
本发明涉及拜耳法生产氧化铝技术领域，特别是涉及一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法。
背景技术
国民经济发展的重要基础原材料产业即是氧化铝和金属铝工业。在市场上90％以上的工业氧化铝总产量都来源于电解生产金属铝，金属铝的应用领域广泛，如制药、陶瓷、石油、电子、化工、耐火材料以及环境保护等。
降低氧化铝生产过程的能量消耗一直都是氧化铝生产领域重要的研究课题。在中国，用拜耳法生产氧化铝的企业采用的铝土矿通常是一水硬铝石，所需要的溶出温度普遍达到265℃以上。与采用三水铝石为原料的工厂相比，采用一水硬铝石为原料的工厂溶出工序所消耗的能量会多得多。根据王占兴等人的研究,中国某氧化铝生产企业生产每吨氧化铝的综合能耗为11.72GJ/t-Al2O3，其中蒸汽所占的比例达到60.23％，能耗达到7.06GJ/t-Al2O3。据金刚研究发现，在一水硬铝石溶出过程所消耗的总能量中，有55.27％的能量最终被矿浆所带走。这是因为采用一水硬铝石为原料生产氧化铝，除了较高的溶出温度，还需要较高的循环母液浓度，循环母液浓度通常达到Nk＝220～240g/L。经过多级闪蒸浓缩后，溶液中的碱浓度会高达Nk＝260～290g/L。在这种浓度下，溶液的沸点升高达到18～20℃。在沸点升高如此高的情况下，正压闪蒸难以继续降低矿浆温度和回收热能，如采用真空闪蒸，溶出进料矿浆温度又过高，真空闪蒸产生的二次汽难以有效利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法，该方法是将拜耳法氧化铝厂的溶出工序和蒸发工序联合成为一个新的工序，利用溶出工序及蒸发工序间的温差，进一步将溶出矿浆的热能回收利用。
本发明提出的一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法，包括如下步骤：
(1)原矿浆通过多级二次汽预热，提高温度；
(2)通过一级冷凝水换热，一级新蒸汽加热，提高溶出温度；
(3)通过多级闪蒸降温，降低矿浆温度；
(4)将矿浆送至蒸发继续进行多级闪蒸，降低溶出矿浆温度并将溶出矿浆闪蒸二次汽送入多效蒸发器；
各步骤工艺参数如下：步骤(1)温度提升至180-200℃；步骤(2)温度提升至230-270℃；步骤(3)温度降低至145-170℃；步骤(4)温度降低至105-115℃。
本发明公开了一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法，将拜耳法氧化铝厂的溶出工序和蒸发工序联合成为一个新的工序，利用溶出工序及蒸发工序间的温差，进一步将溶出矿浆的热能回收利用，本发明的工艺具有以下特点：一是温度梯度更合理，热量利用更充分，节省汽耗；二是溶出、蒸发工序只用一种新蒸汽，节省管网投资、简化生产管理；三是减少溶出预热面积，降低设备投资。与传统流程相比具有全厂汽耗降低10％，溶出、蒸发工序设备投资降低25％，溶出、蒸发工序占地减少20％，蒸汽管网投资减少30％的优势。本发明将蒸发和溶出两大蒸汽消耗系统结合在一起，建立一个新的热平衡系统，得到相对简洁的流程，使得拜耳法生产氧化铝更为高效、可靠、节能。
附图说明
图1是本发明一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺流程简图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
溶出工序设置七级预热套管，一级新蒸汽冷凝水加热套管，一级新蒸汽加热套管。溶出矿浆经过套管加热到溶出温度后进入保温停留反应管，反应完成后进行十一级闪蒸降温，其中前七级闪蒸二次汽用于加热溶出矿浆，后四级闪蒸二次汽依次进入一、二、三、四效蒸发器。蒸发器仍为四、六效进料，分配比例为四效进料占60％，六效进料占40％。进六效蒸发器的溶液依次经过六效、五效蒸发器后出料。进四效蒸发器的溶液依次经过四、三、二、一效蒸发器及三级闪蒸后与五效蒸发器出料混合后出料。实现效果如下：
1.溶出矿浆进料量约816m3/h，新蒸汽消耗约170.68t/h；
2.蒸发蒸水量为302t/h，热源完全使用溶出二次汽，六效蒸发汽水比约0.23；
3.溶出进料量及蒸水量对应氧化铝产能约80万吨/年，氧化铝小时流量约96.13t/h，溶出和蒸发总汽耗约1.776t蒸汽/t·AO。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法，其特征在于：将拜耳法氧化铝厂的溶出工序和蒸发工序联合成为一个新的工序，利用溶出工序及蒸发工序间的温差，进一步将溶出矿浆的热能回收利用。
2.根据权利要求1所述的拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)原矿浆通过多级二次汽预热，提高温度；
(2)通过一级冷凝水换热，一级新蒸汽加热，提高溶出温度；
(3)通过多级闪蒸降温，降低矿浆温度；
(4)将矿浆送至蒸发继续进行多级闪蒸，降低溶出矿浆温度并将溶出矿浆闪蒸二次汽送入多效蒸发器。
3.根据权利要求2所述的拜耳法氧化铝厂溶出蒸发联合工艺的方法，其特征在于各步骤工艺参数如下：步骤(1)温度提升至180-200℃；步骤(2)温度提升至230-270℃；步骤(3)温度降低至145-170℃；步骤(4)温度降低至105-115℃。
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