CN114940506B - 氧化铝生产串联法中液碱烧结方法以及熟料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氧化铝生产技术领域，特别是涉及一种氧化铝生产串联法中液碱烧结方法及熟料。该方法包括：向拜尔法四洗底产生的赤泥中加入液碱或母液，得到碱赤泥；其中，液碱为氢氧化钠溶液，母液为拜尔法系统经过蒸发提浓而循环使用的循环母液；向碱赤泥中加入石灰石和无烟煤，并进行磨制，得到水的质量分数≤40％的生料浆；按照第一条件，将生料浆进行烧结成熟料。第一条件包括：熟料碱比1.02～1.10，钙比1.80～1.90；将熟料进行溶出得到粗液，粗液Al2O3浓度≥80g/l、αk为1.12～1.20、浮游物＜1g/l。该方法可以扩展串联法生产中烧结法部分的碱的来源，提高生产的多样性，并降低串联法生产氧化铝的成本。
Description
技术领域
本发明涉及氧化铝生产技术领域，特别是涉及一种氧化铝生产串联法中液碱烧结方法以及熟料。
背景技术
拜耳烧结串联的串联法是提高氧化铝生产技术水平和经济效益的发展方向。如何实现烧结法，是串联法高效运行的关键因素。烧结法工艺自提出并投入工业生产以来，均使用碳酸钠，即纯碱，作为主要原料。近年来，纯碱供应量不足、价格较高，导致烧结法生产受限，串联法的成本也较高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点和存在的问题，本发明的目的在于提供一种氧化铝生产串联法中液碱烧结方法以及熟料。该方案旨在使用液碱或母液替代串联法中烧结法部分使用的纯碱，并改进熟料的烧结以及其他方面，从而降低串联法的成本以及将物料中氧化铝、氧化钠等有用成分最大限度的提取出来，进行回收再利用。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一提供了一种氧化铝生产串联法中液碱烧结方法，包括：向拜尔法四洗底产生的赤泥中加入液碱或母液，得到碱赤泥；其中，所述液碱为氢氧化钠(NaOH)溶液，所述母液为拜尔法系统经过蒸发提浓而循环使用的循环母液；向所述碱赤泥中加入石灰石和无烟煤，并进行磨制，得到水的质量分数≤40％的生料浆；按照第一条件，将所述生料浆进行烧结成熟料。所述第一条件包括：熟料碱比1.02～1.10，钙比1.80～1.90；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅及氧化铁之和的摩尔比。将所述熟料进行溶出得到粗液(即铝酸钠溶液)，其中，粗液中Al2O3浓度≥80g/l、αk为1.12～1.20、浮游物＜1g/l，其中ak为苛性碱折Na2O与氧化铝的摩尔比。
在一些实施例中，在所述碱赤泥中，所述液碱或母液与所述拜尔法四洗底产生的赤泥的体积比为(10：150)-(20：50)。
在一个例子中，在所述碱赤泥中，所述液碱或母液与所述拜尔法四洗底产生的赤泥的体积比为15:100。
在一些实施例中，在所述生料浆中，所述石灰石和所述碱赤泥的质量比为(0.4：1)-(0.5：1)；在所述生料浆中，所述无烟煤和所述碱赤泥的质量比为(0.06：1)-(0.08：1)。
在一个例子中，在所述生料浆中，所述石灰石和所述碱赤泥的质量比为0.46：1；在所述生料浆中，所述无烟煤和所述碱赤泥的质量比为0.07：1。
在一些实施例中，所述第一条件还包括：熟料的Al2O3净溶出率＞83％、Na2O净溶出率＞90％。
本发明还提高了一种用于串联法生产氧化铝的熟料，所述熟料溶出后的粗液(即铝酸钠溶液)中的Al2O3浓度≥80g/l、αk为1.12～1.20、浮游物＜1g/l，ak为苛性碱折Na2O与氧化铝的摩尔比。
在一些实施例中，熟料的碱比1.02～1.10，钙比1.80～1.90；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅及氧化铁之和的摩尔比。
在一些实施例中，所述熟料的Al2O3净溶出率＞85％，Na2O净溶出率＞90％。且所述熟料的容重不小于1.3。
本发明提供的氧化铝生产串联法中液碱烧结方法以及熟料，可以降低氧化铝生产成本，并且可以降低拜尔法的碳碱、有机物等杂质。另外，本发明的方案取消了烧结法纯碱的使用，避免了袋装纯碱在卸碱调配过程中的扬尘问题，降低了人员操作安全风险以及环保风险。
附图说明
图1为传统串联法熟料配碱工艺流程。
图2为本发明实施例提供的氧化铝生产串联法中液碱烧结方法中熟料配碱工艺流程。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
目前，市场上碳酸钠价格较高。在传统的串联法中，使用纯碱组织烧结法生产，成本较高。本发明实施例提供了一种氧化铝生产串联法中液碱烧结方法，可以使用液碱或母液组织烧结法生产。其中，液碱是指氢氧化钠溶液，近年来其价格比纯碱低。母液是指母液是指在拜尔法系统经过蒸发提浓而循环使用的循环母液，主要成分为氧化钠、氧化铝、碳酸钠及少量杂质。由此，可以降低串联法生产氧化铝的成本。
本发明提供的氧化铝生产串联法中液碱烧结方法是针对物料价格及生产成本进行工艺优化后的生产方法，烧结法系统加入液碱(或母液)和石灰石等物料进行调配，调配合格的料浆进行烧结，烧成的熟料通过溶出磨沉降槽等工序进行生产，将物料中的有用成份氧化铝和氧化钠最大限度的提取出来进行回收再利用。
需要说明的是，烧结法部分液碱替代不是简单将纯碱替换为液碱或母液，而是从工艺、流程、配料、熟料烧结、熟料溶出沉降方面都需要有较大创新。
首先，在工艺方面：传统烧结法，纯碱作为工艺配方，控制模式趋于稳定，而液碱与纯碱在添加方式、反应控制及物料指标方面存在较大差距，改变工艺配方对烧结法指标控制存在较大难度，需通过系统工艺调整保证熟料指标、质量及工艺稳定性。
其次，在流程方面：原纯碱配方流程主要通过人工卸碱，将碱粉加入碱粉仓与拜耳法赤泥混合调配后进行生料浆制备。使用液碱配方后，需通过管道对液碱进行输送，串联法中的烧结法系统在稳定去除串联法中的拜尔法系统的有机物、碳碱含量，及降低氧化铝生产成本起关键作用，如何优化工艺配方使烧结法贡献最大化需进行全流程要素分析组织，需增加拜耳法母液、液碱流程。此流程可大幅降低系统有机物、碳碱含量，节省新建有机物去除系统大量的投资。
以及，在熟料烧结及溶出沉降方面：烧结是关键，因液碱熔点低于纯碱熔点，操作过程中物料很容易跑低温料，熟料质量非常难控制，存在熟料欠烧导致沉降通过性差的风险。制定了采取配矿、合理制定液碱、母液、纯碱掺配比例提高熟料容重的技术措施改善赤泥沉降性能，将熟料容重由1.2上调至1.3以后，系统可实现稳定运行。其中，熟料的容重是指1升熟料的重量。
接下来结合图1和图2，对本申请实施例提供的氧化铝生产串联法中液碱烧结方法进行说明。
如图2所示，向拜尔法四洗底流过来的赤泥加入一定比例的液碱或母液进入配碱槽内混合配制成碱赤泥。其中，如图1所示，在传统流程中，此处添加的是纯碱。
其中，液碱为氢氧化钠(NaOH)溶液。母液为拜尔法系统经过蒸发提浓而循环使用的循环母液，主要成分为氧化钠、氧化铝、碳酸钠及少量杂质。
在一些实施例中，按照(10：150)-(20：50)的体积比，向赤泥中加入液碱或母液。即在得到的碱赤泥中，液碱或母液与所述拜尔法四洗底产生的赤泥的体积比为(10：150)-(20：50)。
在一个例子中，按照15:100的体积比，向赤泥中加入液碱或母液。即在得到的碱赤泥中，液碱或母液与所述拜尔法四洗底产生的赤泥的体积比为15:100。
之后，碱赤泥经过泵送往碱赤泥储槽储存，碱赤泥储槽内的碱赤泥通过泵送至管磨机，与一定比例的石灰石和无烟煤在磨机内磨制成水分含量≤40％的生料浆。其中，水分含量是指水的质量分数，即每100重量份的生料浆中，水的含量小于或等于40重量份。
在一些实施例中，按照石灰石和碱赤泥的质量比为(0.4：1)-(0.5：1)，向碱赤泥中加入石灰石。按照无烟煤和碱赤泥的质量比为(0.06：1)-(0.08：1)，向碱赤泥中加入无烟煤。
在一个例子中，按照石灰石和碱赤泥的质量比为0.46：1，向碱赤泥中加入石灰石，以及按照无烟煤和碱赤泥的质量比为0.07：1，向碱赤泥中加入无烟煤。
再经泵将磨制后的生料浆送至料浆调配槽储存，各料浆调配槽经取样分析按预设的第一体条件进行调配至合格，得到合格料浆。
其中，第一条件包括熟料溶出后的粗液(铝酸钠溶液)中的Al2O3浓度≥80g/l、αk为1.12～1.20、浮游物＜1g/l；，ak为苛性碱折Na2O与氧化铝的摩尔比。
在一些实施例中，第一条件还包括：熟料碱比为1.02～1.10、，钙比为1.80～1.90、Al2O3净溶出率＞85％、Na2O净溶出率＞90％。其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比。钙比是指氧化钙与氧化硅及氧化铁之和的摩尔比。Al2O3净溶出率是指熟料在溶出、分离、洗涤过程进入外送精制液中Al2O3与熟料中Al2O3之重量百分比。Na2O净溶出率净溶出率是指熟料在溶出、分离、洗涤过程进入外送精制液中Na2O与熟料中Na2O之重量百分比。
得到的熟料储存在熟料库中，可用于生产氧化铝。其中，熟料可以通过溶出、沉降后将粗液(铝酸钠溶液)送往拜尔法系统，以进行氧化铝生产。
经过上述工艺，本发明制备出一种用于串联法生产氧化铝的熟料，所述熟料溶出后的粗液(铝酸钠溶液)中的Al2O3浓度≥80g/l、αk为1.12～1.20、浮游物＜1g/l，ak为苛性碱与氧化铝的摩尔比。
在一些实施例中，所述熟料的碱比1.02～1.10，钙比1.80～1.90；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅及氧化铁之和的摩尔比。
在一些实施例中，所述熟料的Al2O3净溶出率＞85％，Na2O净溶出率＞90％；所述熟料的容重不小于1.3。
本发明提供的氧化铝生产串联法液碱烧结法的实际生产结果表明，当采用适宜的液碱或母液比例的熟料配方、容重指标、调整沉降槽各控制参数时，烧成窑运行平稳，烧制的熟料质量稳定，并避免了欠烧沉降跑浑现象。同时利用母液替代烧结法纯碱可有效降低拜尔法系统碳碱、有机物，提升循环效率、缓解系统有机物富集。
也就是说，本发明提供的氧化铝生产串联法中液碱烧结方法以及熟料，可以降低氧化铝生产成本，并且可以降低拜尔法的碳碱量、有机物量。另外，本发明的方案减少了纯碱的使用，避免了袋装纯碱在卸碱调配过程中的扬尘问题，降低了人员操作安全风险以及环保风险。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种氧化铝生产串联法中熟料生产方法，其特征在于，
所述方法包括：
按照母液与拜尔法四洗底产生的赤泥的体积比为(10：150)-(20：50)的比例，向拜尔法四洗底流过来的赤泥加入母液进入配碱槽内混合配制成碱赤泥，所述母液为拜尔法系统经过蒸发提浓而循环使用的循环母液；
碱赤泥经过泵送往碱赤泥储槽储存，碱赤泥储槽内的碱赤泥通过泵送至管磨机，并按照石灰石和碱赤泥的质量比为(0.4：1)-(0.5：1)的比例，加入石灰石，以及按照无烟煤和碱赤泥的质量比为(0.06：1)-(0.08：1)的比例，加入无烟煤，然后，在磨机内磨制成水分含量≤40％的生料浆；
再经泵将磨制后的生料浆送至料浆调配槽储存，各料浆调配槽经取样分析按预设的第一体条件进行调配至合格，得到所述熟料；其中，第一条件包括熟料溶出后的铝酸钠溶液中的Al2O3浓度≥80g/l、αk为1.12～1.20、浮游物＜1g/l、熟料碱比1.02～1.10，钙比1.80～1.90；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅及氧化铁之和的摩尔比；
所述熟料的Al2O3净溶出率＞85％，Na2O净溶出率＞90％；所述熟料的容重不小于1.3。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述母液与所述拜尔法四洗底产生的赤泥的体积比具体为15:100。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当石灰石和碱赤泥的质量比为0.46：1时，无烟煤和碱赤泥的质量比为0.07：1。
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- 2022-04-01 CN CN202210339823.1A patent/CN114940506B/zh active Active
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| 混联法氧化铝生产中两种补碱方法的技术经济比较;吴金水, 李旺兴;轻金属(第04期);第18-24页 * |
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