CN113772698A - 一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法 - Google Patents

一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，属于氧化铝冶金技术领域，包括以下步骤：S1.制备絮凝剂：准备絮凝剂，并分别将絮凝剂加水搅拌使其充分溶解，得到絮凝剂溶液；S2.分离：采用泵将配制好的絮凝剂溶液输送到分离沉降槽，分离沉降，分离出的滤液送去粗液槽，分离出的滤饼即赤泥送入一次洗涤沉降槽；S3.水洗：向一次洗涤沉降槽中投放絮凝剂溶液，分离沉降，然后将一次洗涤沉降槽内的底流送入二次洗涤沉降槽；依次水洗五次，将五次洗涤沉降槽内的底流送入过滤机；S4.过滤：对五次洗涤后的底流进行过滤，得到洗涤后的赤泥。该赤泥沉降分离方法，絮凝剂混合效果好，减少了絮凝剂投加量，降低了消耗。

Description

一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离 方法
技术领域
本发明涉及氧化铝冶金技术领域，具体涉及一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法。
背景技术
铝土矿是生产氧化铝的主要原料，是一种主要由三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石组成的矿石。几内亚铝土矿是一种优良的三水铝石型铝土矿，在拜耳法生产氧化铝过程中表现出的加工方法简单、消耗成本低、产品质量好的优点已被共识。但在使用过程中发现相较于其他铝土矿，几内亚铝土矿还存在矿石成分波动较大、粒度较细、易水解、压缩性能差等缺点。
拜耳法生产氧化铝的工序包括：原料、溶出、沉降、分解、蒸发、焙烧，而在沉降工序中现在基本上是采用的沉降槽来进行赤泥的液固分离，具体地，现有的拜耳法的沉降工序由多个个沉降槽组成，溶出矿浆首先经过1个沉降槽进行液固分离(称分离槽)，粗液部分进入下一个工序，赤泥和一部分粗液由分离槽的底流打到下一个沉降槽进进行洗涤(称洗涤槽)，一共需要进行多次洗涤，才能使赤泥中的附液碱达到合格的指标。赤泥沉降过程中添加絮凝剂，是目前氧化铝工业普遍采用且行之有效的加速赤泥沉降的方法。氧化铝生产中广泛采用的是人工合成的高分子絮凝剂如聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺等，将絮凝剂溶液和待分离除去赤泥的桨液按比例分别导入一混合器中，混匀，再注入到一容器的中部，被絮凝沉降的赤泥进入容器下部的沉降区，从容器赤泥排出口排出，除去赤泥后形成的澄清液进入容器上部的澄清区，从容器溢流排出。但是在实际生产过程中，采用几内亚铝土矿生产氧化铝时，赤泥沉降分离过程中细微浮游大量增加，导致叶滤机压力，液量通过困难，为满足生产需求，絮凝剂投加量大幅上升，导致消耗大幅上升，因此，当以几内亚铝土矿为原料生产氧化铝时，探求一种适合其赤泥沉降分离的絮凝剂以及添加方法尤为重要。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，絮凝剂混合效果好，减少了絮凝剂投加量，降低了消耗。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备絮凝剂：准备絮凝剂，并分别将絮凝剂加水搅拌使其充分溶解，得到絮凝剂溶液。
S2.分离：采用泵将配制好的絮凝剂溶液输送到分离沉降槽，分离沉降，分离出的滤液送去粗液槽，分离出的滤饼即赤泥送入一次洗涤沉降槽。
絮凝剂投放位置在分离沉降槽进料溜槽进口位置和分离沉降槽进料管位置。
S3.水洗：向一次洗涤沉降槽中投放絮凝剂溶液，分离沉降，然后将一次洗涤沉降槽内的底流送入二次洗涤沉降槽；依次水洗五次，将五次洗涤沉降槽内的底流送入过滤机。
絮凝剂投放位置在洗涤沉降槽进料溜槽进口位置和洗涤沉降槽进料管位置。
S4.过滤：对五次洗涤后的底流进行过滤，得到洗涤后的赤泥。
优选的，所述步骤S1中，所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。
优选的，所述步骤S1中，絮凝剂加水的水温控制在40℃～55℃。
优选的，所述步骤S2和步骤S3中，以赤泥重量计，所述阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为0.1～1kg/t。
优选的，所述步骤S1中，所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂和聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂。
优选的，所述步骤S2中，絮凝剂投放位置在分离沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述分离沉降槽进料溜槽出口位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂。
优选的，所述步骤S3中，絮凝剂投放位置在一次洗涤沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述一次洗涤沉降槽进料管位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂，其他洗涤沉降槽只投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。
优选的，所述步骤S2和步骤S3中，以赤泥重量计，所述阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为0.1～1kg/t；所述聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂投放量为10～50kg/t。
优选的，步骤S2和步骤S3中，所述泵采用螺杆泵。
优选的，所述步骤S4中，所述过滤机为真空过滤机。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，通过稀释、加絮凝剂、多次洗涤分离沉降，大大缩短了分离沉降时间，且通过多点添加，絮凝剂混合效果好，减少了絮凝剂投加量，降低了消耗。
2.本发明的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，采用无机高分子絮凝剂和阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂复合使用，不同絮凝剂经复合后优势互补，克服使用单一絮凝剂的许多不足。无机高分子絮凝剂具有无机絮凝剂的电中和以及有机絮凝剂的吸附架桥能力，絮凝效果大幅增加。阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂与赤泥易形成多点吸附，赤泥中非平衡态的固体表面有阳离子，而絮凝剂中羟基、羧基等水解后产生的阴离子能形成较强的作用力，絮凝剂与赤泥产生吸附后，形成絮团，再通过重力场的作用进行沉降，达到液固分离的目的。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备絮凝剂：准备絮凝剂，并分别将絮凝剂加水搅拌使其充分溶解，得到絮凝剂溶液。所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。絮凝剂加水的水温控制在40℃～55℃，浓度为2.5‰。所述阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为0.5kg/t。
S2.分离：采用螺杆泵将配制好的絮凝剂溶液输送到分离沉降槽，分离沉降，分离出的滤液送去粗液槽，分离出的滤饼即赤泥送入一次洗涤沉降槽。
絮凝剂投放位置在分离沉降槽进料溜槽进口位置和分离沉降槽进料管位置。
S3.水洗：采用螺杆泵向一次洗涤沉降槽中投放絮凝剂溶液，分离沉降，然后将一次洗涤沉降槽内的底流送入二次洗涤沉降槽；依次水洗五次，将五次洗涤沉降槽内的底流送入过滤机。
絮凝剂投放位置在洗涤沉降槽进料溜槽进口位置和洗涤沉降槽进料管位置。
S4.过滤：对五次洗涤后的底流进行过滤，得到洗涤后的赤泥。所述过滤机为真空过滤机。
实施例2
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，包括以下步骤：
S1.制备絮凝剂：准备絮凝剂，并分别将絮凝剂加水搅拌使其充分溶解，得到絮凝剂溶液。所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂和聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂。所述阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为0.4kg/t；所述聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂投放量为30kg/t。
S2.分离：采用螺杆泵将配制好的絮凝剂溶液输送到分离沉降槽，分离沉降，分离出的滤液送去粗液槽，分离出的滤饼即赤泥送入一次洗涤沉降槽。
絮凝剂投放位置在分离沉降槽进料溜槽进口位置和分离沉降槽进料管位置。在分离沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述分离沉降槽进料管位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂。
S3.水洗：采用螺杆泵向一次洗涤沉降槽中投放絮凝剂溶液，分离沉降，然后将一次洗涤沉降槽内的底流送入二次洗涤沉降槽；依次水洗五次，将五次洗涤沉降槽内的底流送入过滤机。
絮凝剂投放位置在洗涤沉降槽进料溜槽进口位置和洗涤沉降槽进料管位置。在一次洗涤沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，一次洗涤沉降槽进料管位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂，其他洗涤沉降槽两处均投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。
S4.过滤：对五次洗涤后的底流进行过滤，得到洗涤后的赤泥。所述过滤机为真空过滤机。
实施例3
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，包括以下步骤：
S1.制备絮凝剂：准备絮凝剂，并分别将絮凝剂加水搅拌使其充分溶解，得到絮凝剂溶液。所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂和聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂。所述阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为0.3kg/t；所述聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂投放量为40kg/t。
S2.分离：采用螺杆泵将配制好的絮凝剂溶液输送到分离沉降槽，分离沉降，分离出的滤液送去粗液槽，分离出的滤饼即赤泥送入一次洗涤沉降槽。
絮凝剂投放位置在分离沉降槽进料溜槽进口位置和分离沉降槽进料管位置。在分离沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述分离沉降槽进料管位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂。
S3.水洗：采用螺杆泵向一次洗涤沉降槽中投放絮凝剂溶液，分离沉降，然后将一次洗涤沉降槽内的底流送入二次洗涤沉降槽；依次水洗五次，将五次洗涤沉降槽内的底流送入过滤机。
絮凝剂投放位置在洗涤沉降槽进料溜槽进口位置和洗涤沉降槽进料管位置。在一次洗涤沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，一次洗涤沉降槽进料管位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂，其他洗涤沉降槽两处均投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。
S4.过滤：对五次洗涤后的底流进行过滤，得到洗涤后的赤泥。所述过滤机为真空过滤机。
实验例
絮凝剂实验：
絮凝剂实验方法：用500ml量筒在稀释后槽放料阀处取500ml的稀释矿浆，先后分两次共加入3ml现场配制好的絮凝剂，用搅拌器缓慢搅拌3～5下，每次搅拌时间3～5秒，保持速度均匀，计算450～350ml的沉降时间，静止3分钟泥层高度，来计算压缩性能。
实验结果：见下表2。其中表1为几内亚铝土矿成分表。
表1几内亚铝土矿成分表
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(％) SiO<sub>2</sub>(％) Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(％) TiO<sub>2</sub>(％) K<sub>2</sub>O(％) Na<sub>2</sub>O(％) CaO(％) MgO(％) S(％) C<sub>总</sub>(％) C<sub>有</sub>(％)
44.77 1.81 24.96 2.56 0.046 0.064 0.055 0.086 0.14 0.19 0.16
表2压缩性能
Figure BDA0003276175710000051
从表1可以看出，采用阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂和聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂复合使用，可以提高沉降速度和压缩性能。
投放位置实验：
实验标准：保证分离和一洗沉降槽控制在8-9米。粗液浮游物控制：≤0.3g/L。
絮凝剂投放位置实验方法：
对比例1参照实施例2的方法，以达到实验标准为准，计算具体絮凝剂使用量。
对比例2与实施例2的方法相比，步骤S2和S3中，絮凝剂一次投放，投放位置在分离沉降槽进料溜槽进口位置或洗涤沉降槽进料溜槽进口位置，以达到实验标准为准，计算具体絮凝剂使用量。
对比例3与实施例2的方法相比，步骤S2和S3中，絮凝剂一次投放，投放位置在分离沉降槽进料溜槽出口位置或洗涤沉降槽进料溜槽出口位置，以达到实验标准为准，计算具体絮凝剂使用量。
对比例4与实施例2的方法相比，步骤S2和S3中，絮凝剂一次投放，投放位置在分离沉降槽进料管位置或洗涤沉降槽进料管位置，以达到实验标准为准，计算具体絮凝剂使用量。
对比例5与实施例2的方法相比，步骤S2，在分离沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述分离沉降槽进料溜槽出口位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂；步骤S2，在一次洗涤沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，一次洗涤沉降槽进料溜槽出口位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂，其他洗涤沉降槽两处均投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。以达到实验标准为准，计算具体絮凝剂使用量。
对比例6与实施例2的方法相比，步骤S2，在分离沉降槽进料溜槽出口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述分离沉降槽进料管位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂；步骤S2，在一次洗涤沉降槽进料溜槽出口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，一次洗涤沉降槽进料管位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂，其他洗涤沉降槽两处均投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。
实验结果：以达到实验标准为准，计算具体絮凝剂使用量。结果见下表3，其中，阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂用AP表示，聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂用Al表示，
表3絮凝剂用量
Figure BDA0003276175710000071
从表3可以看出，采用两次投放絮凝剂，可以减少絮凝剂消耗，且沉降槽进料溜槽进口位置靠近进料口，流速较快，絮凝剂的混合效果较好。而分离沉降槽进料溜槽出口位置在溜槽的末端，流速较慢，混合效果相对较差。因此，结合表2中的投放顺序，选择分离沉降槽进料溜槽进口位置和分离沉降槽进料管位置分别投放效果最佳。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备絮凝剂：准备絮凝剂，并分别将絮凝剂加水搅拌使其充分溶解，得到絮凝剂溶液；
S2.分离：采用泵将配制好的絮凝剂溶液输送到分离沉降槽，分离沉降，分离出的滤液送去粗液槽，分离出的滤饼即赤泥送入一次洗涤沉降槽；
絮凝剂投放位置在分离沉降槽进料溜槽进口位置和分离沉降槽进料管位置；
S3.水洗：向一次洗涤沉降槽中投放絮凝剂溶液，分离沉降，然后将一次洗涤沉降槽内的底流送入二次洗涤沉降槽；依次水洗五次，将五次洗涤沉降槽内的底流送入过滤机；
絮凝剂投放位置在洗涤沉降槽进料溜槽进口位置和洗涤沉降槽进料管位置；
S4.过滤：对五次洗涤后的底流进行过滤，得到洗涤后的赤泥。
2.根据权利要求1所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。
3.根据权利要求2所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，所述步骤S1中，絮凝剂加水的水温控制在40℃～55℃。
4.根据权利要求2所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中，以赤泥重量计，所述阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为0.1～1kg/t。
5.根据任一权利要求1所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂和聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂。
6.根据权利要求5所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，所述步骤S2中，絮凝剂投放位置在分离沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述分离沉降槽进料溜槽出口位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂。
7.根据权利要求5所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，所述步骤S3中，絮凝剂投放位置在一次洗涤沉降槽进料溜槽进口位置投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述一次洗涤沉降槽进料管位置投放聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂，其他洗涤沉降槽只投放阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。
8.根据权利要求5所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，所述步骤S2和步骤S3中，以赤泥重量计，所述阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为0.1～1kg/t；所述聚合硫酸铝无机高分子絮凝剂投放量为10～50kg/t。
9.根据权利要求1所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，步骤S2和步骤S3中，所述泵采用螺杆泵。
10.根据权利要求1所述的采用几内亚铝土矿生产氧化铝过程中的赤泥沉降分离方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述过滤机为真空过滤机。
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