CN1321064C - 拜尔法种分母液铝酸钡苛化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了拜尔法种分母液铝酸钡苛化工艺。该工艺将从热交换工序来的种分母液,送到铝酸钡苛化槽中进行苛化,化学反应后生成碳酸钡沉淀物和铝酸钠溶液;碳酸钡配入少量氢氧化铝送入回转窑或隧道窑焙烧,合成铝酸钡,铝酸钡过滤机过滤后的滤液,一部分进入苛化沉降槽,其余部分与苛化沉降槽溢流一起送到蒸发工序。本发明可大幅度降低循环母液中的碳酸钠含量,提高蒸发器产能,降低蒸发汽耗,避免碳酸钠在蒸发及溶出工序设备及管道上析出。
Description
技术领域:
本发明涉及一种氧化铝生产工艺,特别是一种蒸发工序中的拜尔法种分母液苛化工艺。
背景技术:
在拜尔法氧化铝厂,排盐及苛化是氧化铝生产过程中的重要生产工序之一,它的作用是将蒸发母液中的碳酸钠从溶液中析出,并将碳酸钠用石灰苛化的方法转化为苛性钠,苛化后的溶液返回流程中循环使用。
流程中的碳酸钠主要是由以下4个途径带入的:
(1)、石灰中带入CO2:用一水硬铝石生产氧化铝,在原料磨工序要配入7~10%的石灰,由于石灰中通常含有3~4%的CO2,CO2随石灰进入流程。
(2)、铝土矿带入CO2:铝土矿中通常含有少量的白云石及其它含CO2的矿物,矿石加进原料磨中磨矿,矿石中CO2的随之进入流程中。
(3)、补碱中带入CO2:氧化铝生产过滤中需要不断向流程内补充碱,无论是补液体苛性碱还是补工业碱粉,都要向流程中带进CO2,液体碱中含CO2少,故带进流程中的CO2少些,而工业碱粉以Na2CO3为主,则带进的CO2较多。
(4)、空气中含有CO2,空气的CO2长期与铝酸钠溶液接触,会将铝酸钠溶液中的少部分NaOH转变成Na2CO3,从而使空气中CO2进入流程。
通过以上四个途径带进流程中的CO2,均以碳酸钠的形式在流程中积累,造成流程中碳酸钠偏高,给对氧化铝生产带来不利影响。
从工艺上来说,苛性钠转变为Na2CO3对氧化铝生产是不利的。碳酸钠是一种无效碱,它在流程中循环积累,对氧化铝生产造成很多不良影响,如使铝酸钠溶液粘度增加,对生产砂状氧化铝产品不利;在溶出、蒸发过程中析出形成碳酸钠结疤,堵塞管道、阀门;粘附在换热器表面使其传热系数降低,影响换热器正常运行等。因此,在氧化铝生产中均需要设置排盐苛化工序。
目前我国氧化铝生产均采用蒸发过程中排盐,其原理是Na2CO3在铝酸钠溶液中随碱浓度增高而其溶解度降低,使其在排盐结晶器或闪蒸器中结晶析出,析出的碳酸钠再进行苛化处理,将其转变为苛性钠。蒸发设排盐苛化有许多缺点,如:使工艺流程变复杂、排盐结晶器的运行使蒸发器的汽耗大幅度上升、碳酸钠在蒸发过程中析出使换热面形成结疤、堵塞管道及阀门,影响蒸发器正常运行。
发明内容:
本发明的目的在于:提出一种新的排盐苛化工艺,可大幅度降低循环母液中的碳酸钠含量,提高蒸发器产能,降低蒸发汽耗,同时也可避免碳酸钠在蒸发及溶出工序设备及管道上析出,以利于溶出、蒸发工序的正常生产。
本发明是这样实现的:从热交换工序来的种分母液,送到铝酸钡苛化槽中进行苛化,铝酸钡苛化主要技术条件为:苛化温度85~90℃,苛化时间15~30min,铝酸钡添加量60~80%,苛化效率60~80%,铝酸钡与种分母液中Na2CO3的化学反应式如下:
BaO·Al2O3+Na2CO3=BaCO3↓+Na2O·Al2O3
化学反应后生成碳酸钡沉淀物,种分母液中碳酸钠转化为铝酸钠溶液;
苛化得到的BaCO3,配入少量氢氧化铝采用回转窑或隧道窑焙烧,合成稳定的铝酸钡,高温合成铝酸钡的主要技术条件为:合成温度1100~1300℃,合成时间60~180min,铝与钡的配比Al2O3/BaO为1.1~1.3,铝酸钡的再生化学反应式如下:
BaCO3+2Al(OH)3=BaO·Al2O3+3H2O+CO2
铝酸钡过滤机过滤后的滤液,一部分进入苛化沉降槽,其余部分与苛化沉降槽溢流一起送到蒸发工序,苛化液中NC/NT≤6~8%。
钡是比钙更活泼的金属,在铝酸钠溶液中,BaCO3的溶解度较CaCO3更低,用铝酸钡苛化碳酸钠时,其苛化效率较石灰苛化高得多。钡的氧化物、氢氧化物和铝酸盐均易溶于碱溶液,采用铝酸钡苛化种分母液,苛化反应后得到苛化沉淀物,该沉淀物的回收和铝酸钡的再生利用是该技术是否可行的关键。
采用铝酸钡作为苛化剂进行种分母液苛化,苛化产生的沉淀物经沉降、过滤处理后,BaCO3中含有一定量的氢氧化铝,BaCO3与氢氧化铝在1200~1250℃条件下,可合成稳定的铝酸钡,这就实现了铝酸钡的再生循环利用,大大降低铝酸钡消耗,也就降低了苛化成本,同时使铝酸钡苛化工艺过程实现无废渣排放。
本发明采用铝酸钡作为苛化剂,用于苛化种分母液,使种分母液在进蒸发器之前,其碳酸碱指标就降到NC/NT≤6~8%的较低比值,使其在蒸发过程中不析出Na2CO3,实现蒸发器只蒸水,不排盐,能够提高蒸发效率和大大降低蒸发汽耗。
采用铝酸钡苛化工艺,可取消蒸发排盐工序,原有的石灰苛化被铝酸钡苛化取代。
本发明的有益效果是:大幅度降低循环母液中的碳酸钠含量,提高蒸发器产能,降低蒸发汽耗,同时也避免了碳酸钠在蒸发及溶出工序设备及管道上析出,有利于溶出、蒸发工序的正常生产。
附图说明:
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式:
本发明的实施例:从热交换工序来的种分母液,送到铝酸钡苛化槽中进行苛化,铝酸钡苛化主要技术条件为:苛化温度86~88℃,苛化时间20~25min,铝酸钡添加量65~75%,苛化效率65~75%,铝酸钡与种分母液中Na2CO3的化学反应式如下:
BaO·Al2O3+Na2CO3=BaCO3↓+Na2O·Al2O3
苛化后的溶液用泵送往苛化沉降槽进行沉降,沉降槽底流送铝酸钡过滤机进行过滤,滤饼为铝酸钡渣,与氢氧化铝混合配料后,送入回转窑或隧道窑中合成焙烧,制备铝酸钡,高温合成铝酸钡的主要技术条件为:合成温度1150~1250℃,合成时间90~150min,铝与钡的配比Al2O3/BaO为1.2,铝酸钡的再生化学反应式如下:
BaCO3+2Al(OH)3=BaO·Al2O3+3H2O+CO2
焙烧得到的铝酸铝酸钡与适量的种分母液在球磨机内进行湿磨,得到的铝酸钡料浆返回前面的苛化槽中,实现铝酸钡闭路循环;苛化沉降槽溢流与铝酸钡过滤机的滤液是本工序得到的苛化液,苛化液中的Nc/NT≤6~8%,输送到蒸发工序。
Claims (3)
1.一种拜尔法种分母液铝酸钡苛化工艺,其特征在于:从热交换工序来的种分母液,送到铝酸钡苛化槽中进行苛化,铝酸钡苛化主要技术条件为:苛化温度85~90℃,苛化时间15~30min,铝酸钡添加量60~80%,苛化效率60~80%,铝酸钡与种分母液中Na2CO3的化学反应式如下:
BaO·Al2O3+Na2CO3=BaCO3↓+Na2O·Al2O3
化学反应后生成碳酸钡沉淀物,种分母液中碳酸钠转化为铝酸钠溶液;
苛化得到的BaCO3,配入氢氧化铝采用回转窑或隧道窑焙烧,合成稳定的铝酸钡,高温合成铝酸钡的主要技术条件为:合成温度1100~1300℃,合成时间60~180min,铝与钡的配比Al2O3/BaO1.1~1.3,铝酸钡的再生化学反应式如下:
BaCO3+2Al(OH)3=BaO·Al2O3+3H2O+CO2
铝酸钡过滤机过滤后的滤液,一部分进入苛化沉降槽,其余部分与苛化沉降槽溢流一起送到蒸发工序,苛化液中NC/NT≤6~8%。
2.根据权利要求1所述的拜尔法种分母液铝酸钡苛化工艺,其特征在于:铝酸钡苛化主要技术条件为:苛化温度86~88℃,苛化时间20~25min,铝酸钡添加量65~75%,苛化效率65~75%。
3.根据权利要求1所述的拜尔法种分母液铝酸钡苛化工艺,其特征在于:高温合成铝酸钡的主要技术条件为:合成温度1150~1250℃,合成时间90~150min,铝与钡的配比Al2O3/BaO为1.2。
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