CN1865142B - 溶出过程脱硅脱钛工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种溶出过程脱硅脱钛工艺，它是在常规的第五级套管预热器的出料处、原矿浆温度达到150℃～170℃，增设1～2台脱硅罐，对原矿浆进行中压脱硅，脱硅停留时间10～20min；脱硅后进入6～8级套管预热，矿浆从第8级套管预热器或从第9级熔盐加热套管段的第一根管出来后，温度达到190℃～210℃，将该矿浆送往1～2台脱钛罐中在6.0～8.0MPa压力下进行脱钛，脱钛停留时间10～20min，脱钛后进入9级熔盐套管预热，其后继续常规工序。本发明通过设置脱硅脱钛罐进行脱硅脱钛，可大大减轻套管预热器内管壁的结疤，延长套管清洗周期，提高溶出装置运转率。
Description
技术领域：
本发明属于氧化铝生产的溶出工艺。
背景技术：
在拜尔法氧化铝厂，溶出车间是氧化铝生产过程中的核心车间，溶出装置的产能、设备运转率高低对全厂氧化铝生产起到主要影响作用。
在溶出过程中，首先需将85℃～95℃的原矿浆通过套管预热器预热到260℃～280℃，然后再进行保温停留溶出。在整个预热过程中，矿石中的各种杂质随着温度的升高，会与铝酸钠溶液中的Al2O3、Na2O和配入矿石中的石灰CaO，发生各种复杂的化学反应，并在套管预热器的内管壁上生成结疤，造成套管的传热系数降低，从而影响套管预热器的正常运行。
铝土矿的化学组成很复杂，通常含有硅、钛等杂质，而硅杂质又分为低温硅、高温硅两种，低温硅以结晶不完整的活性氧化硅、蛋白石、高岭石为主，在95℃～105℃即可与铝酸钠溶液进行化学反应，生成钠硅渣，高温硅主要为伊里石、鲕绿泥石为主，在150℃以下基本不参与反应，主要在150～230℃温度段参与化学反应。钛主要以锐钛矿、金红石矿物形态存在，在矿浆预热温度段范围内均参与化学反应，特别是在190℃～230℃范围内，钛与石灰中的CaO发生反应，生成坚硬的、不溶于酸的钙钛结疤，粘结在套管预热器的内管壁上，造成套管传热系数下降，严重影响套管预热器正常运行。
为减轻套管预热器内壁上的结疤速度，延长清洗周期，目前生产中设置了常压脱硅工序，但这只减轻了套管在150℃以下低温段的结疤问题，仍未解决套管在150℃以上高温段的高温硅和钙钛结疤问题，高温段的结疤坚硬、结疤速度快、且难清洗，故解决高温段的结疤问题更重要。
本发明针对目前氧化铝生产的溶出技术现状，针对溶出工序原矿浆预热采用全套管预热的拜尔法氧化铝厂，提出在套管预热器高温段增设脱硅脱钛设施。
发明内容：
本发明的目的在于：根据原矿浆预热过程中硅、钛矿物的化学反应特点，从工艺上考虑在套管预热器的适当位置增设脱硅、脱钛罐设施，以降低硅、钛结疤在套管预热器内壁上的结疤速度，提高溶出装置的运转率，特别是提高套管预热器的运转率。
本发明是这样实现的：原矿浆经过常规的1～5级套管预热后，温度达到150℃～170℃，即进入脱硅罐进行中压脱硅；从脱硅罐出来后，即进入6～8级套管预热；矿浆从第8级套管预热器或从第9级熔盐加热套管段的第一根管出来后，温度达到190℃～210℃，将该矿浆送往脱钛罐中在6.0～8.0Mpa压力下进行脱钛；脱钛后继续进入9级熔盐套管预热，此后进入保温溶出工序，再进入9级矿浆自蒸发工序，直至送稀释槽稀释。
脱硅罐设置1～2台，脱硅停留时间10～20min；脱钛罐设置1～2台，脱钛停留时间10～20min。
氧化铝工艺上的脱硅脱钛，是指在硅钛化学反应速度较快的温度段内，使矿石中的硅钛矿物尽量在集中的槽罐内反应析出，便于结疤清理，防止在预热过程中的换热器表面、加热管道内壁上析出形成结疤而影响传热，以保证换热面的传热系数较高，传热效果好，延长套管预热器的清洗周期，提高溶出装置运转率。
高温硅与铝酸钠溶液的反应温度段在150℃～230℃，其中150℃～170℃范围是其化学反应速度较快区间，故在五级套管出口150℃～170℃处设脱硅罐。190℃～230℃是钙钛反应较集中的区域，故在八级套管出口190℃～210℃处设脱钛罐。
设置脱硅脱钛罐后，原矿浆在此罐中停留一段时间，硅钛反应相对集中在脱硅脱钛内进行，由于罐中无加热管，不会对脱硅脱钛罐的正常运转造成不良影响，脱硅脱钛可按溶出装置正常的检修计划停车时清理结疤。
本发明的有益效果是：通过设置脱硅脱钛罐进行脱硅脱钛，可大大减轻套管预热器内管壁的结疤，延长套管清洗周期，提高溶出装置运转率。
附图说明：
图1：带脱硅脱钛罐的全单套管预热、保温溶出工艺流程示意图。
具体实施方式：
本发明的实施例：原矿浆经过常规的五级套管预热器预热后，温度达到150℃～170℃，此时即送往脱硅罐进行中压脱硅，脱硅停留时间10～20min；脱硅后矿浆再返回第6级套管预热器中继续预热，并依次进第7、8级套管预热器进行预热，矿浆从第8级套管预热器或从第9级熔盐加热套管段的第一根管出来后，温度达到190℃～210℃，将该矿浆送往脱钛罐中进行脱钛(压力6.0～8.0Mpa)，脱钛停留时间10～20min；脱钛后的矿浆返回9级熔盐套管预热段继续加热提温；此后进入保温溶出工序，然后进入9级矿浆自蒸发工序，直至送稀释槽稀释。
此处设置2台脱硅罐和2台脱钛罐，分别进行两次脱硅和脱钛。
Claims (3)
1.一种溶出过程脱硅脱钛工艺，其特征是：原矿浆经过常规的1～5级套管预热后，温度达到150℃～170℃，即进入脱硅罐进行中压脱硅；从脱硅罐出来后，即进入6～8级套管预热；矿浆从第8级套管预热器或从第9级熔盐加热套管段的第一根管出来后，温度达到190℃～210℃，将该矿浆送往脱钛罐中在6.0～8.0Mpa压力下进行脱钛；脱钛后继续进入9级熔盐套管预热，此后进入保温溶出工序，再进入9级矿浆自蒸发工序，直至送稀释槽稀释。
2.根据权利要求1所述的溶出过程脱硅脱钛工艺，其特征是：脱硅罐设置1～2台，脱硅停留时间10～20min。
3.根据权利要求1所述的溶出过程脱硅脱钛工艺，其特征是：脱钛罐设置1～2台，脱钛停留时间10～20min。
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