CN111410219B - 一种铝土矿的溶出工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铝土矿溶出领域，具体涉及一种铝土矿的溶出工艺，包括如下步骤：步骤1：铝土矿与碱液混合磨制成矿浆，并经过加热获得一段溶出矿浆；步骤2：一段溶出矿浆稀释后进行沉降分离，获得一段溢流液和一段分离底流；步骤3：一段分离底流配高温碱液和矿浆进行预脱硅后，经过加热获得二段溶出矿浆；步骤4：二段溶出矿浆稀释并自稀释后进行沉降分离，获得二段洗液；步骤5：二段洗液回流并用于步骤2中一段溶出矿浆的稀释，以及用于步骤4中二段溶出矿浆的稀释和自稀释。采用本技术方案时，能提高氧化铝和碱的回收率。

Description

一种铝土矿的溶出工艺
技术领域
本发明涉及铝土矿溶出领域，具体涉及一种铝土矿的溶出工艺。
背景技术
拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程，其基本原理是用浓氢氧化钠溶液将氢氧化铝转化为铝酸钠，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出，剩余的氢氧化钠溶液重新用于处理下一批铝土矿，实现了连续化生产。
目前我司采用的铝土矿造价较高，质量较好，虽然采用串联法(拜耳法和烧结法的总称)即可完成溶出，但是造价高不利于提高经济性能；为降低我司氧化铝生产成本，拟全面使用澳矿。根据测算，按现有生产模式下烧结法只能回收60％拜耳赤泥，高氧化铝含量和高氧化钠含量的赤泥外排堆存，造成氧化铝和碱浪费，导致生产成本增加。
发明内容
本发明的目的在于为了提高氧化铝和碱的回收率，降低矿耗和碱耗，根据澳矿特性，拟采用两段溶出的生产方式，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种铝土矿的溶出工艺，包括如下步骤：
步骤1：铝土矿与碱液混合磨制成矿浆，并经过加热获得一段溶出矿浆；
步骤2：一段溶出矿浆稀释后进行沉降分离，获得一段溢流液和一段分离底流；
步骤3：一段分离底流配高温碱液和矿浆进行预脱硅后，经过加热获得二段溶出矿浆；
步骤4：二段溶出矿浆稀释并自稀释后进行沉降分离，获得二段洗液；
步骤5：二段洗液回流并用于步骤2中一段溶出矿浆的稀释，以及用于步骤4中二段溶出矿浆的稀释和自稀释。
本方案的技术效果是：相较于现有技术，本方案所提供工艺在相同配料比的情况下,一段分离底流配高温碱液和矿浆进行预脱硅后，可以配成低固含矿浆进入二段溶出机组，有利于提高溶出效果，而且不会导致管道频繁堵塞，而现有工艺配成的高固含矿浆在溶出效果方面较差，极易导致管道堵塞；而且采用两段溶出的方式，有利于提高氧化铝和碱的回收率，同时产生的二段洗液能够对高浓度的一段溶出矿浆进行稀释，有利于提高溢流液的硅量指数，从而提高氧化铝和碱的回收产量和质量，进而降低生产成本。
进一步的，一段溢流液经叶滤机后将形成的叶滤机滤饼与一段溶出矿浆进行稀释混合。本方案的技术效果是：叶滤机滤饼充当晶种，有助于提高后序溢流液的硅量指数。
进一步的，一段溢流液在叶滤机中过滤时加入石灰乳。本方案的技术效果是：便于提高过滤效果。
进一步的，一段溶出产生的溶出矿浆用烧结粗液与一段溶出矿浆进行稀释混合。本方案的技术效果是：烧结粗液中的主要成分为铝酸钠，有利于对高浓度的一段溶出矿浆进行稀释，以提高硅量指数。
进一步的，一段溶出矿浆的温度为120-140℃，二段溶出矿浆的温度为220℃-245℃。本方案的技术效果是：有利于提高溶出效果。
进一步的，自稀释后的固含为90-100g/l。本方案的技术效果是：提高分离沉降效果，减少溢流液中赤泥颗粒，避免管道堵塞。
进一步的，预脱硅采用多个预脱硅槽连续倒料方式进行调配。本方案的技术效果是：有利于提高脱硅效果。
进一步的，预脱硅槽的预热温度为80-90℃。本方案的技术效果是：该温度范围下有利于提高脱硅效果。
进一步的，一段分离底流中L/S≤1.5。本方案的技术效果是：对液固比的控制有利于满足一段溢流液量以及一段分离底流体积。
进一步的，一段溶出矿浆、一段分离底流和二段溶出矿浆均采用直径为200mm的管道进行输送。本方案的技术效果是：有利于避免管道堵塞。
附图说明
图1为本发明实施例一的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例二中搅拌机构的正向示意图；
图3为图2中A-A向的剖视图；
图4为本发明实施例二中第一挡板和第二挡板的剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：七组溶出机组1、八组溶出机组2、一号溶出后槽3、二号溶出后槽4、滤饼槽5、三期一号沉降槽6、三期二号沉降槽7、大一号预脱硅槽8、原料高温母液槽9、矿浆槽10、七号预脱硅槽11、一组溶出机组12、三号溶出后槽13、四号溶出后槽14、一号稀释槽15、二号稀释槽16、五期一号沉降槽17、五期二号沉降槽18、五期三号沉降槽19、电机100、搅拌轴101、搅拌叶片102、滑块103、通过孔104、第一挡板105、第一容纳腔106、第一拉簧107、第二挡板108、第二容纳腔109、第二拉簧110、金属丝111。
实施例一：
一种铝土矿的溶出工艺，包括如图1所示的步骤：
步骤1：选用铝土矿与苛性碱液混合磨制成矿浆，并经过加热从七组溶出机组1和八组溶出机组2中获得一段溶出矿浆，一段溶出矿浆主要包括铝酸钠溶液和赤泥，一段溶出矿浆的温度在120-140℃之间，本实施例中的溶出温度为120℃。其中铝土矿的用矿质量如下表所示：
Figure BDA0002427057830000031
步骤2：一段溶出矿浆进入一号溶出后槽3和二号溶出后槽4后，与一段溶出产生的溶出矿浆用烧结粗液混合稀释，并通过型号为150LZ-500JM3的渣浆泵经管道输送至三期一号沉降槽6和三期二号沉降槽7进行沉降分离，获得一段溢流液和一段分离底流，一段溢流液经过装有石灰乳的叶滤机后形成叶滤机滤饼，叶滤机滤饼加入一号溶出后槽3和二号溶出后槽4后与一段溶出矿浆进行混合稀释。其中烧结粗液是烧结法熟料溶出液经过滤机过滤后的铝酸钠溶液，类似于一段溢流液。
步骤3：一段分离底流中的液固比(L/S)≤1.5，一段分离底流输送至大一号预脱硅槽8后，与原料高温母液槽9内输送过来的苛性碱液以及矿浆槽10内输送过来的矿浆进行混合，并在80-90℃的预热温度下进行预脱硅，预脱硅采用多个预脱硅槽连续倒料的方式进行调配，即大一号预脱硅槽8后方还连续设置有二号预脱硅槽、三号预脱硅槽、五号预脱硅槽以及七号预脱硅槽11(图中只示出了七号预脱硅槽11)，料浆经过多个预脱硅槽预脱硅6-10h后有利于提高脱硅效果；料浆进入一组溶出机组12后经过加热获得二段溶出矿浆，二段溶出矿浆的温度在220℃-245℃之间，本实施例中的溶出温度为240℃。
本步骤中一段分离底流配高温苛性碱液和矿浆进行预脱硅能有效降低固含，因为高固含溶出效果不好，具体原因是，在相同溶出温度和碱液添加量以及一组溶出机组12套管换热面积一定的条件下，固含(固体在溶液中的含量)越高，固体受热温度相对要低一些，固体中的AO反应要慢一些，二段溶出赤泥A/S就会高一些，溶出率也就会差一些；其中溶出率＝(二段溶出二原矿浆A/S-二段溶出赤泥A/S)/二段溶出二原矿浆A/S，A表示氧化铝，S表示二氧化硅，二段溶出二原矿浆指的溶出大一号预脱硅槽8的矿浆。
步骤4：二段溶出矿浆输送至三号溶出后槽13和四号溶出后槽14进行稀释后，再输送至一号稀释槽15和二号稀释槽16进行自稀释，自稀释的固含降至90-100g/l后进入五期一号沉降槽17和五期二号沉降槽18，最终进入五期三号沉降槽19进行沉降分离，获得二段分离底流和二段洗液。
步骤5：二段洗液回流并用于步骤2中一号溶出后槽3和二号溶出后槽4中的一段溶出矿浆稀释，以及用于步骤4中三号溶出后槽13、四号溶出后槽14、一号稀释槽15和二号稀释槽16中二段溶出矿浆稀释和自稀释。
其中上述一段溶出矿浆、一段分离底流、二段溶出矿浆和二段分离底流均采用直径为200mm的管道进行输送。
实施例二：
利用拜耳法从铝土矿中提取氧化铝包括两个过程，一是实施例一中所述的溶出，第二个就是分解，即将所得的铝酸钠溶液在稀释和冷却的情况下加入氢氧化铝作晶种分解并析出氢氧化铝。目前常见的处理方式是直接将晶种加入滤饼槽与铝酸钠溶液混合，但是晶种的粒径较大，混合效果不好。
基于此，如图2所示，在滤饼槽5中设置了机架和搅拌机构，搅拌机构包括电机100、搅拌轴101和搅拌叶片102，电机100的型号为MR-J2S-100A，电机100固定在机架上，电机100的输出轴竖直向下设置，搅拌轴101转动连接在滤饼槽5内，搅拌轴101与电机100的输出轴焊接，搅拌轴101的外壁上设有往复螺旋段，往复螺旋段的设置与往复丝杠的螺旋一致，在往复螺旋段上还螺纹连接有滑块103，滑块103的周向均布焊接有多个搅拌叶片102，搅拌叶片102的远端滑动连接在滤饼槽5的机架上，即搅拌轴101在转动过程中，搅拌叶片102与滑块103在往复螺旋段上进行上下直线运动。
如图3所示，搅拌叶片102水平设置，在搅拌叶片102上开设有多个通过孔104，在各通过孔104内设有震荡结构，其中震荡结构包括第一挡板105和第二挡板108，第一挡板105与第二挡板108通过180°的铰链铰接在通过孔104的内壁上，其中第一挡板105与第二挡板108相互靠近的侧边呈锯齿形，结合图4所示，在第一挡板105内开设有第一容纳腔106，第二挡板108内开设有第二容纳腔109，第一容纳腔106内固定有多根第一拉簧107，相邻第一拉簧107之间的弹性系数不同，第二容纳腔109内固定有多根第二拉簧110，相邻第二拉簧110之间的弹性系数不同，第一拉簧107与第二拉簧110之间固定有金属丝111，相邻金属丝111之间的间隙低于1mm，当第一挡板105与第二挡板108未受外力时，第一挡板105与第二挡板108呈水平状态，且相互啮合。
搅拌机构在工作时，电机100驱动搅拌轴101发生转动，滑块103与搅拌叶片102在搅拌轴101上进行上下往复移动，从而使得过滤后的氢氧化铝晶种与铝酸钠溶液混合制成浆料，当搅拌叶片102向上移动时，滤饼槽5内的浆料经过通过孔104向下流动，当浆料经过通过孔104时，第一挡板105与第二挡板108受到向下的作用力，使得第一挡板105与第二挡板108向下转动打开，金属丝111露出，由于第一挡板105与第二挡板108相互靠近的侧边呈锯齿形，所以第一挡板105和第二挡板108会推动金属丝111错落分布，浆料涌入第一容纳腔106和第二容纳腔109内后形成湍流，使得浆料中的大颗粒晶种受金属丝111的切割作用而破碎，进而使得晶种的粒径减小。而当搅拌叶片102向下移动时，浆料中大颗粒的晶种在经过通过孔104时，仍然会受到金属丝111的切割作用，粒径得到缩小。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：铝土矿与碱液混合磨制成矿浆，并经过加热获得一段溶出矿浆；
步骤2：一段溶出矿浆稀释后进行沉降分离，获得一段溢流液和一段分离底流；
步骤3：一段分离底流配高温碱液和矿浆进行预脱硅后，经过加热获得二段溶出矿浆；
步骤4：二段溶出矿浆稀释并自稀释后进行沉降分离，获得二段洗液；
步骤5：二段洗液回流并用于步骤2中一段溶出矿浆的稀释，以及用于步骤4中二段溶出矿浆的稀释和自稀释；
还包括分解过程：将晶种加入滤饼槽与铝酸钠溶液混合；其中，滤饼槽中设置了机架和搅拌机构，搅拌机构包括电机、搅拌轴和搅拌叶片，电机固定在机架上，电机的输出轴竖直向下设置，搅拌轴转动连接在滤饼槽内，搅拌轴与电机的输出轴焊接，搅拌轴的外壁上设有往复螺旋段，往复螺旋段的设置与往复丝杠的螺旋一致，在往复螺旋段上还螺纹连接有滑块，滑块的周向均布焊接有多个搅拌叶片，搅拌叶片的远端滑动连接在滤饼槽的机架上，即搅拌轴在转动过程中，搅拌叶片与滑块在往复螺旋段上进行上下直线运动；
搅拌叶片水平设置，在搅拌叶片上开设有多个通过孔，在各通过孔内设有震荡结构，其中震荡结构包括第一挡板和第二挡板，第一挡板与第二挡板通过180°的铰链铰接在通过孔的内壁上，其中第一挡板与第二挡板相互靠近的侧边呈锯齿形；在第一挡板内开设有第一容纳腔，第二挡板内开设有第二容纳腔，第一容纳腔内固定有多根第一拉簧，相邻第一拉簧之间的弹性系数不同，第二容纳腔内固定有多根第二拉簧，相邻第二拉簧之间的弹性系数不同，第一拉簧与第二拉簧之间固定有金属丝，相邻金属丝之间的间隙低于1mm，当第一挡板与第二挡板未受外力时，第一挡板与第二挡板呈水平状态，且相互啮合。
2.根据权利要求1所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：一段溢流液经叶滤机后将形成的叶滤机滤饼与一段溶出矿浆进行稀释混合。
3.根据权利要求2所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：一段溢流液在叶滤机中过滤时加入石灰乳。
4.根据权利要求3所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：一段溶出产生的溶出矿浆用烧结粗液与一段溶出矿浆进行稀释混合。
5.根据权利要求4所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：一段溶出矿浆的温度为120-140℃，二段溶出矿浆的温度为220℃-245℃。
6.根据权利要求5所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：自稀释后的固含为90-100g/l。
7.根据权利要求6所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：预脱硅采用多个预脱硅槽连续倒料方式进行调配。
8.根据权利要求7所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：预脱硅槽的预热温度为80-90℃。
9.根据权利要求8所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：一段分离底流中L/S≤1.5。
10.根据权利要求9所述的一种铝土矿的溶出工艺，其特征在于：一段溶出矿浆、一段分离底流和二段溶出矿浆均采用直径为200mm的管道进行输送。
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Applicant after: Chongqing Jiulong Wanbo New Material Technology Co.,Ltd.

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Applicant before: CHONGQING NANCHUAN PIONEER ALUMINA REFINERY CO.,LTD.

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