CN1936033A - 铝土矿的拜耳法溶出工艺 - Google Patents

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郭焕雄
廖新勤
周凤禄
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Abstract

本发明涉及铝土矿的拜耳法溶出工艺，特别是涉及一种适用于一水硬铝石型、一水软铝石型、三水铝石型及混合型铝土矿的拜耳法溶出工艺，它适用于单流法和双流法的铝土矿拜耳法溶出。它是将铝土矿、石灰及碱液制备成铝矿浆经预脱硅后与循环碱液混合进行反应溶出的工艺。经预脱硅的铝矿浆与循环碱液进入套管换热器内进行预热和加热，加热到溶出温度后在罐式压煮器内进行保温反应溶出，保温反应溶出后进行闪蒸降温获得溶出后矿浆。本发明具有溶出效果好、换热器结疤较轻、机组运转率较高、建设费用低、生产费用低等优点。

Description

铝土矿的拜耳法溶出工艺
技术领域
本发明涉及铝土矿的拜耳法溶出工艺，特别是涉及一种适用于一水硬铝石型、一水软铝石型、三水铝石型及混合型铝土矿的拜耳法溶出工艺，它适用于铝土矿的单流法和双流法拜耳法溶出。
背景技术
单流法是指全部溶出用碱液与铝土矿、石灰配制成铝矿浆进入溶出过程，此过程中采用间接加热的工艺。它适用于溶出过程在高温热交换段结疤生成较轻的溶出过程。
双流法是指大部分溶出用碱液单独间接加热到较高的温度，其余溶出用碱液与铝土矿、石灰配制成高固含铝矿浆经预脱硅后间接加热到较低的温度。如果这两股料流在罐式压煮器内混合后能达到溶出温度，则在罐式压煮器内进行保温反应溶出，完成溶出过程；如果这两股料流在罐式压煮器内混合后达不到溶出温度，则在罐式压煮器内用蒸汽直接加热到溶出温度后进行保温反应溶出，完成溶出过程。它适用于溶出过程在高温热交换段结疤生成较重的溶出过程。
一水硬铝石型、一水软铝石型、三水铝石型及混合型铝土矿的间接加热铝矿浆拜耳法溶出工艺有如下几种方法：
(1)罐式压煮器预热、加热、保温反应溶出的溶出工艺。
(2)套管换热器预热和罐式压煮器预热、加热、保温反应溶出的溶出工艺。
(3)套管换热器预热、加热、套管保温反应溶出的溶出工艺。
(4)套管换热器预热、加热、套管保温反应溶出和罐式压煮器保温反应溶出的溶出工艺。
在间接加热溶出工艺中上述(1)、(2)两种方法是用罐式压煮器预热、加热，它存在罐式压煮器的结构复杂、内有加热管束、清洗结疤较难并不易清洗干净等问题。在罐式压煮器中为防止固体颗粒沉淀还带有搅拌装置，具有转动部件，设备结构更加复杂，维护费用高。
间接加热溶出工艺第(3)种方法为套管保温反应溶出过程，因受套管长度的限制，其保温反应溶出时间短，仅有数分钟。在数分钟内要达到溶出效果，势必以提高溶出温度为代价，尤其对较难溶出的铝土矿是不经济的，能耗较大，成本较高。
间接加热溶出工艺第(4)种方法还带有套管保温反应溶出段，因受套管长度的限制，其保温反应溶出时间短，仅有数分钟，在溶出过程中的作用很小，并且增加了系统的阻力，动力消耗较大。
发明内容
本发明就是为了解决上述技术问题而提供一种适用范围宽、工艺技术条件优化，溶出效果好、换热器结疤较轻、机组运转率较高、建设费用较低、能耗较小、生产费用较低的拜耳法溶出工艺。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
铝土矿的拜耳法溶出工艺，是将铝土矿、石灰及部分循环碱液磨制成铝矿浆，再经预脱硅后与其余循环碱液混合进入套管换热器内进行预热和加热至溶出温度，在罐式压煮器内进行保温反应溶出，保温反应溶出后进行闪蒸降温到要求的温度，完成溶出过程。
铝土矿的拜耳法溶出工艺，是将铝土矿、石灰及小部分循环碱液经湿磨、制备成高固含的铝矿浆，经预脱硅后与其余大部分循环碱液是分别进入套管换热器内进行预热和加热至要求的温度，经加热后较低温度的铝矿浆和较高温度的循环碱液在罐式压煮器内混合，如混合后达不到溶出温度，则通入蒸汽直接加热到溶出温度并在溶出温度下进行保温反应溶出，保温反应溶出后进行闪蒸降温到要求的温度，完成溶出过程。
所述的预脱硅是将铝矿浆在95～105℃的温度下、进行2～10小时的常压预脱硅。
所述的石灰添加量为干铝矿的1％～30％。
所述的循环碱液浓度为(Na2Ok)130～260g/L。
所述的保温反应溶出时间为3～120分钟。
所述的溶出后矿浆的苛性分子比为1.22～1.55。
所述的溶出工艺中溶出温度为120～290℃。
本发明的优点和效果如下：
本发明适用于处理氧化铝拜耳法生产工艺过程中所有类型铝土矿的铝矿浆溶出，如一水硬铝石型、一水软铝石型、三水铝石型及混合型铝土矿，适合于单流法和双流法铝土矿的拜耳法溶出，它适用范围宽。
本发明解决了用罐式压煮器预热、加热时，存在罐式压煮器的结构复杂，维护费用高，内有加热管束，清洗结疤较难并不易清洗干净的问题；解决了套管换热器预热、加热、保温反应溶出工艺，溶出温度高、动力消耗大的问题；解决了套管换热器预热、加热、停留保温反应溶出和罐式压煮器保温反应溶出的溶出工艺，带有套管保温反应溶出段，其保温反应溶出时间短，在溶出过程中的作用小，增加系统阻力，动力消耗较大的问题。
本发明的溶出矿浆经多级闪蒸过程产出的二次蒸汽可全部回收利用，新蒸汽间接加热的冷凝水二次蒸汽在本系统中也充分利用，节省了能源。
本发明工艺过程及工艺技术条件经优化，使得溶出效果好。
本发明的套管换热器(单套管或多套管)、罐式压煮器保温反应溶出、多级闪蒸槽均没有转动部件，设备结构简单，易于维护。
本发明具有换热器结疤较轻、机组运转率较高、建设费用低、生产费用低等优点。
附图说明
图1是本发明实施例1和例2铝土矿的拜耳法溶出工艺流程图。
图2是本发明实施例3铝土矿的拜耳法溶出工艺流程图。
图中：T0——溶出后矿浆，T1——循环碱液，T2——铝矿浆，T3——热源，A——预脱硅，B——预热套管换热器，C——加热套管换热器，D——罐式压煮保温反应溶出，E——多级闪蒸，F——冷凝水回收利用。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，三水铝石型铝土矿与部分循环碱液和石灰磨制成固含600g/l的铝矿浆T2，铝矿浆T2经间接加热至100℃后进入预脱硅A进行预脱硅8小时，再配入其余循环碱液T1用泵送入三级预热套管换热器B进行预热、多级加热套管换热器C用热源T3加热到溶出温度，加热后在罐式压煮保温反应溶出D内进行保温反应溶出，溶出后进入三级闪蒸E内闪蒸降温，经闪蒸后完成溶出过程获得溶出后矿浆T0。
为上述工艺中提供热量的热源T3是可满足要求的饱和蒸汽或熔盐。
末级闪蒸出料温度为118℃，各级闪蒸产生的二次蒸汽用于预热矿浆，末次冷凝水闪蒸产生的二次蒸汽用于加热赤泥洗水。
溶出温度为145℃，循环碱液苛性碱浓度180g/L，石灰添加量2％(干矿)，溶出液αk1.36，溶出赤泥铝硅比2.65，溶出时间60min。
实施例2
如图1所示，一水软铝石型铝土矿与部分循环碱液和石灰磨制成固含300g/l的铝矿浆T2，铝矿浆T2经单套管换热器被加热至100℃后进入预脱硅A进行6小时预脱硅，再配入循环碱液T1用隔膜泵送入十级预热套管换热器B进行预热、然后进入多级加热套管换热器C用热源T3加热到溶出温度，加热后在罐式压煮保温反应溶出D内进行保温反应溶出，溶出后在十级闪蒸E内进行闪蒸降温，完成溶出过程获得溶出后矿浆T0。
末级闪蒸出料温度为125℃，各级闪蒸产生的二次蒸汽用于预热矿浆，末次冷凝水闪蒸产生的二次蒸汽用于加热赤泥洗水。
溶出温度275℃，循环碱液苛性碱浓度180g/L，石灰添加量2％(干矿)，溶出液αk1.30，溶出赤泥铝硅比1.28，溶出时间40min。
为上述工艺中提供热量的热源T3是可满足要求的饱和蒸汽或熔盐。
实施例3
如图2所示，一水硬铝石型铝土矿与小部分循环碱液和石灰磨制成固含900g/L的铝矿浆T2经单套管换热器加热至100℃后进入预脱硅A内进行6小时预脱硅，预脱硅后的铝矿浆经隔膜泵送入七级预热套管换热器B预热至180℃(矿浆流)。
大部分循环碱液T1用隔膜泵送入十级预热套管换热器B进行预热、预热后进入多级加热套管换热器C用热源T3加热到275℃(碱液流)。
上述180℃的矿浆流和275℃的碱液流在罐式压煮保温反应溶出D内混合并用过热蒸汽直接加热至265℃保温反应溶出、溶出后矿浆进入十级闪蒸E进行闪蒸降温，完成溶出过程获得溶出后矿浆T0。
末级闪蒸出料温度为125℃，各级闪蒸产生的二次蒸汽用于预热矿浆，末次冷凝水闪蒸产生的二次蒸汽用于加热赤泥洗水。
溶出温度265℃，循环碱液苛性碱浓度250g/L，石灰添加量15％(干矿)，溶出液αk1.46，溶出赤泥铝硅比1.48，溶出时间80min。
为上述工艺中提供热量的热源T3是可满足要求的饱和蒸汽、过热蒸汽或熔盐。

Claims (8)

1、铝土矿的拜耳法溶出工艺，是将铝土矿、石灰及部分循环碱液制备成铝矿浆经预脱硅后与其余循环碱液混合进行反应溶出的工艺，其特征在于经预脱硅的铝矿浆与其余部分循环碱液先混合，然后进入套管换热器内进行预热和加热至溶出温度，在罐式压煮器内进行保温反应溶出，保温反应溶出后进行闪蒸降温到要求的温度，完成溶出过程。
2、铝土矿的拜耳法溶出工艺，是将铝土矿、石灰及小部分循环碱液制备成铝矿浆经预脱硅后与其余大部分循环碱液混合进行反应溶出的工艺，其特征在于经预脱硅的高固含铝矿浆与其余大部分循环碱液分别进入各自的套管换热器内进行预热和加热至要求的温度，然后较低温度的铝矿浆和较高温度的循环碱液在罐式压煮器内混合，如混合后达不到溶出温度，再通入蒸汽直接加热到溶出温度并在溶出温度下进行保温反应溶出，保温反应溶出后进行闪蒸降温到要求的温度，完成溶出过程。
3、根据权利要求1或2所述的铝土矿拜耳法的溶出工艺，其特征在于所述的预脱硅是将铝矿浆在95～105℃的温度下、进行2～10小时的常压预脱硅。
4、根据权利要求1或2所述的铝土矿拜耳法的溶出工艺，其特征在于所述的石灰添加量为干铝矿的1％～30％。
5、根据权利要求1或2所述的铝土矿拜耳法的溶出工艺，其特征在于所述的循环碱液的浓度为(Na2Ok)130～260g/L。
6、根据权利要求1或2所述的铝土矿拜耳法的溶出工艺，其特征在于所述的保温反应溶出时间为3～120分钟。
7、根据权利要求1或2所述的铝土矿拜耳法的溶出工艺，其特征在于所述的溶出后矿浆的分子比为1.22～1.55。
8、根据权利要求1或2所述的铝土矿拜耳法的溶出工艺，其特征在于所述的溶出工艺中溶出温度为120～290℃。
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Assignor: Shenyang Aluminium and Magnesium Design Institute

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Denomination of invention: Bauxite stripping process by Bayer process

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Record date: 2008.12.1

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Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.1.8 TO 2013.1.8; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: ZHONGLV INTERNATIONAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,

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