CN1214982C - 一水硬铝石型铝土矿的溶出方法 - Google Patents
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Abstract
一水硬铝石型铝土矿的溶出方法，涉及一种铝土矿矿浆及母液的预热方法。其特点在于其过程是制备高固含铝土矿浆，将高固含矿浆预热至温度为160℃-220℃，将母液预热温度至250℃-295℃后，将高固含矿浆与预热后的母液在压煮器中汇合，在220℃-285℃，进行脱硅脱钛反应，260℃-280℃下保温溶出。本发明的方法以铝土矿中硅钛矿物的反应行为为依据，选择合适的矿浆加热温度，与加热的母液混合后溶出，大大减少了结疤的产生，使设备状况大大改善。矿浆预热系统清洗周期可从15左右提高到30天-60天。
Description
技术领域
一水硬铝石型铝土矿的溶出方法，涉及一种以一水硬铝石型铝土矿为原料采用拜尔法氧化铝生产方法，特别是铝土矿矿浆及母液的预热方法。
背景技术
拜尔法氧化铝生产过程主要包括铝土矿浆制备、铝土矿浆的预热及溶出、溶出赤泥(溶出后的固相残渣)的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解以及分解后铝酸钠溶液的蒸发等。
我国目前可用于氧化铝生产的铝土矿都为一水硬铝石型铝土矿，在拜尔法生产工艺中的溶出过程需要高温高碱浓度的条件，造成能耗高，成本大。为进一步降低氧化铝生产能耗，进而降低生产成本，实现铝土矿矿浆的间接加热强化拜尔法溶出过程，已成为一水硬铝石型铝土矿拜尔法氧化铝生产技术发展的主要方向和关键。
在目前的一水硬铝石型铝土矿的拜尔法生产工艺中都采用单流法溶出技术。在单流法溶出技术中，将配制好的矿浆进行加热，加热到溶出温度后保温溶出。为了保证有较好的溶出效果，必须在较高的温度下如260℃的温度下进行溶出。
在如此高的预热温度下，铝土矿中的含硅矿物及含钛矿物大量反应，不可避免地要在间接加热面以新的矿物形式析出，形成结疤，使加热面传热系数大幅度下降，导致矿浆预热系统结疤清洗周期短，进而会造成设备投资增高，操作控制难度大，维修工作量大。因此，较彻底地解决间接加热面的结疤问题，是延长矿浆预热系统运行周期，稳定操作，顺利实现间接加热强化溶出的关键。
发明内容
本发明的目的就是针对上述在氧化铝生产溶出过程中存在的问题，提供一种能有效解决矿浆间接加热过程中结疤严重的问题，强化矿浆预热段的传热过程，稳定操作，延长矿浆预热系统的运行周期的一水硬铝石型铝土矿的溶出方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一水硬铝石型铝土矿的溶出方法，包括制备铝土矿矿浆、矿浆的预热、溶出、溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解、分解后铝酸钠溶液的蒸发过程，其特征在于其过程是：
(1)首先制备高固含铝土矿浆，将高固含矿浆与母液分别进行间接预热，其中高固含矿浆固含500g/l-2500g/l，预热温度为160℃-220℃，母液的成份为Na2Ok180g/l-250g/l，αk2.0-3.5，预热温度为250℃-295℃；
(2)将预热后的高固含矿浆与预热后的母液在压煮器中汇合，高固含矿浆及母液流在压煮器内汇流后的温度为220℃-285℃，停留时间为20-60分钟，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应；
(3)然后再将充分脱硅脱钛后的矿浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出，溶出温度为260℃-280℃；
(4)进入溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解、分解后铝酸钠溶液的蒸发过程。
一水硬铝石型铝土矿高固含矿浆预热温度的选定以铝土矿中硅钛矿物的反应行为为依据，以不明显产生结疤为限度，预热温度可选择为160℃-220℃。因用于处理一水硬铝石型铝土矿的拜尔法循环母液苛性碱浓度高，导致母液中SiO2的平衡浓度也高，因而母液流在预热过程中基本上不具有产生结疤的可能性，母液流的预热温度可选择为250℃-295℃。
预热高固含矿浆的热源为溶出料浆自蒸发产生的乏汽，母液流的间接加热先采用溶出料浆自蒸发产生的乏汽进行加热，然后再用新蒸汽或熔盐进行间接加热。
分别预热后的高固含矿浆及纯母液可采用以下三种合流方式中的任何一种。
第一种合流溶出方式：
高固含矿浆的预热温度选择为160℃-220℃，母液流的预热温度选择为250-270℃，高固含矿浆及母液流在压煮器内汇流后的温度在220℃-285℃范围内，停留时间保证在20-60分钟左右，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应。
然后再将充分脱硅脱钛后的矿浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出，溶出温度可以选择为255℃-285℃。高固含矿浆固含可从500g/l-2500g/l范围内变化。
第二种合流溶出方式：
在第一种合流溶出方式中，分别预热后的高固含矿浆及母液流在压煮器内汇流，同时通入新蒸汽进行直接加热，加热到溶出温度后进行保温溶出。
第三种合流溶出方式：
高固含矿浆流的预热温度选择为160℃-220℃，母液流的预热温度可选择为275-295℃左右，保证合流后的温度在255℃-265℃，直接进行合流溶出。
本发明的方法中，高固含矿浆的预热温度的选择以铝土矿中硅钛矿物的反应行为为依据，以不产生明显的结疤为限度，选择合适的高固含矿浆加热温度，与加热后的母液混合后溶出，大大减少了结疤的产生，使设备状况大大改善。矿浆预热系统结疤的清洗周期可从单流法预热的1-20天提高到30天-60天，大大延长了矿浆预热段的运行周期，提高了传热效率。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的方法作进一步的说明。
一水硬铝石型铝土矿的溶出方法，包括制备铝土矿矿浆、矿浆的预热、溶出、溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解、分解后铝酸钠溶液的蒸发过程，其特征在于其过程是：(1)首先制备高固含铝土矿浆，将高固含矿浆与母液分别进行间接预热，其中高固含矿浆矿浆固含500g/l-2500g/l，预热温度为160℃-220℃，母液的成份为Na2Ok180g/l-250g/l，αk2.6-3.5，预热温度为250℃-295℃；(2)将预热后的高固含矿浆与预热后的母液在压煮器中汇合，高固含矿浆及母液流在压煮器内汇流后的温度为255℃-285℃，停留时间为20-60分钟，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应；(3)然后再将充分脱硅脱钛后的矿浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出，溶出温度为260℃-280℃；(4)进入溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解、分解后铝酸钠溶液的蒸发过程。
实施例1
制备高固含铝土矿矿浆的固含为700g/l，预热温度为165℃，母液流的预热温度在260℃，汇流脱硅脱钛的温度在230℃，汇流脱硅脱钛后的矿浆被间接加热至260℃后进行保温溶出。试验结果表明，整个矿浆预热系统结疤的清洗周期为46天，大大延长了矿浆预热段的运行周期，提高了传热效率。
实施例2
制备高固含铝土矿矿浆的固含为900g/l，预热温度为170℃，母液流的预热温度在260℃，汇流脱硅脱钛的温度在235℃，汇流脱硅脱钛后的矿浆被间接加热至265℃后进行保温溶出。试验结果表明，矿浆预热系统结疤的清洗周期为55天，大大延长了矿浆预热段的运行周期，提高了传热效率。
实施例2
制备高固含铝土矿矿浆的固含为870g/l，预热温度为180℃，母液流的预热温度在260℃，汇流脱硅脱钛的温度在240℃，汇流脱硅脱钛后的矿浆被间接加热至265℃后进行保温溶出。试验结果表明，矿浆预热系统结疤的清洗周期为60天，大大延长了矿浆预热段的运行周期，提高了传热效率。
Claims (3)
1.一水硬铝石型铝土矿的溶出方法，包括制备铝土矿矿浆、矿浆的预热、溶出、溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解、分解后铝酸钠溶液的蒸发过程，其特征在于其过程是：
(1)首先制备高固含铝土矿浆，将高固含矿浆与母液分别进行间接预热，其中高固含矿浆固含500g/l-2500g/l，预热温度为160℃-220℃，母液的成份为Na2Ok180g/l-250g/l，αk2.6-3.5，预热温度为250℃-295℃；
(2)将预热后的高固含矿浆与预热后的母液在压煮器中汇合，高固含矿浆及母液流在压煮器内汇流后的温度为220℃-285℃，停留时间为20-60分钟，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应；
(3)然后再将充分脱硅脱钛后的矿浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出，溶出温度为255℃-285℃；
(4)进入溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解、分解后铝酸钠溶液的蒸发过程。
2.根据权利要求1所述的一水硬铝石型铝土矿的溶出方法，其特征在于分别预热后的高固含矿浆及母液流在压煮器内汇流，同时通入新蒸汽进行直接加热，加热到溶出温度后进行保温溶出。
3.根据权利要求1所述的一水硬铝石型铝土矿的溶出方法，其特征在于高固含矿浆流的预热温度为160℃-220℃，母液流的预热温度可为275-295℃，合流后的温度在255℃-265℃，直接进行溶出。
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