CN206970235U - 氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统。氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，包括具有浆料入口和浆料出口的浆料加热装置，所述浆料加热装置包括管道加热结构，所述管道加热结构包括用于吸收太阳能的太阳能加热管，所述太阳能加热管具有用于供浆料流通的内腔。该溶出系统生产时，矿浆在太阳能加热管的内腔中流通，在流通的过程中浆料被太阳能加热，浆料受热后浆料中的铝石成分溶出，该系统通过太阳能加热管直接加热矿浆，避免使用反光镜列阵，解决了因此造成的成本高的问题。

Description

氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统

技术领域

本实用新型涉及一种氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统。

背景技术

氧化铝生产过程主要包括氢氧化铝溶出和焙烧两个工艺过程，在溶出工艺过程中一般采用高压蒸汽管道加热法生产，在生产过程中必须使铝土矿和氢氧化钠溶液制成的矿浆达到溶出的条件（温度235°~245°，40~60个大气压力）才能完成铝土矿溶出高纯度的氧化铝，这一过程需要消耗大量的煤炭资源，造成氧化铝生产过程能耗高、环境污染严重，而且在高温高压条件下生产，存在一定的安全生产风险。目前我国进口的铝土矿绝大部分为三水铝石型铝土矿，在这种铝土矿中，氧化铝主要以三水铝石的形式存在，这种铝土矿的溶出温度相对较低，因而在生产时需要的温度也相对较低。

现有技术中还有使用太阳能作为氧化铝溶出的热源，如申请号为201310602477.2的中国专利公开的一种氧化铝溶出浆料的加热方法，该加热方法所采用的浆料的加热装置包括太阳光反光镜列阵和与其对应的接收器，接收器将接收到的太阳能传递给传热介质，然后利用传热介质加热管道中的料浆，这种方法采用太阳能作为氢氧化铝溶出时的热源，避免了使用煤炭资源造成的能耗高、环境污染的问题。但是这种方法，使用时需要建造很大面积的反光镜列阵，由于反光镜成本较高，造成溶出装置成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用太阳能进行生产的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，以解决现有的溶出装置成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统采用如下技术方案：

技术方案1：氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，包括具有浆料入口和浆料出口的浆料加热装置，所述浆料加热装置包括管道加热结构，所述管道加热结构包括用于吸收太阳能的太阳能加热管，所述太阳能加热管具有用于供浆料流通的内腔。该溶出系统生产时，矿浆在太阳能加热管的内腔中流通，在流通的过程中浆料被太阳能加热，浆料受热后浆料中的铝石成分溶出，该系统通过太阳能加热管直接加热矿浆，避免使用反光镜列阵，解决了因此造成的成本高的问题。

技术方案2，在技术方案1的基础上：所述浆料加热装置的浆料入口和浆料出口通过循环管路连通构成循环回路。使矿浆在加热装置中被循环加热，提高了加热效果。

技术方案3，在技术方案2的基础上：所述管道加热结构的循环管路上连接有储浆罐。

技术方案4，在技术方案3的基础上：所述储浆罐的内壁上设有用于供加热流体流通以对罐中的矿浆加热的流体加热管，这样通过储浆罐对矿浆进行加热，提高溶出效果。

技术方案5，在技术方案4的基础上：所述流体加热管螺旋盘绕设置，增大加热面积，提高加热效率。

技术方案6，在技术方案1的基础上：溶出系统还包括供料单元，所述供料单元包括用于混合矿石粉溶液与添加剂溶液的初混矿浆罐，所述初混矿浆罐与浆料加热装置的浆料入口连通。

技术方案7，在技术方案5的基础上：所述供料单元还包括用于储存矿石粉溶液的第一储液罐和用于储存添加剂溶液的第二储液罐，第一储液罐与第二储液罐均通过供料管路与所述初混矿浆罐连通。

技术方案8，在技术方案6的基础上：所述浆料加热装置的浆料出口通过支路管道与所述供料单元连通。

技术方案9，在技术方案1的基础上：所述管道加热结构还包括辅助加热管段，所述辅助加热管段包括用于矿浆流通的矿浆管以及套装在矿浆管上的辅助管，矿浆管与辅助管之间的环形通道形成用于供加热流体流通的流体通道。

技术方案10，在技术方案9的基础上：所述辅助加热管段的辅助管与太阳能热水器连接，流体通道中的加热流体为太阳能热水器加热的热水。

技术方案11，在技术方案2的基础上：溶出系统还包括与浆料加热装置的循环回路通过排液管连通的、用于储存加热后的矿浆的混合精液罐，管道加热结构的循环回路上还设有用于检测矿浆的成分的检测装置。

技术方案12，在技术方案1的基础上：溶出系统还包括保温室，所述保温室的顶部设置有具有封闭内腔的加热室，所述管道加热结构设置在加热室的封闭内腔中，加热室的封闭内腔的上腔壁为透明材质，加热室的封闭内腔的周向腔壁及下腔壁上设有保温材料。

技术方案13，在技术方案1~11任意一项的基础上：所述管道加热结构呈蛇形设置。

附图说明

图1为本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例1的示意图；

图2为图1中的太阳能加热管的局部放大图；

图3为图2中的太阳能加热管的截面示意图；

图4为本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例2中的各个罐体在建筑体中的分布示意图；

图5为本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例3中的储浆罐的结构示意图；

图6为本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例4中的储浆罐的结构示意图。

图1至图3对应氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例1，附图中：1、建筑体；2、太阳能加热管；3、初混矿浆罐；4、第二储液罐；5、第一储液罐；6、储浆罐；7、混合精液罐；8、蒸汽锅炉；9、循环泵；21、直管段；22、弯管段；23、矿浆管；24、蒸汽管；31、进料口；41、添加剂进料管；51、矿石粉溶液输送泵；52、矿石粉溶液进料管；53、隔膜泵；71、检测装置；81、第一蒸汽回气管；82、第一蒸汽进气管；83、第二蒸汽回气管；84、第二蒸汽进气管。

图4对应氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例2，附图中：11、房顶；12、罐体；13、上腔壁；14、加热室；15、管道加热结构。

图5对应氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例3，附图中：306、储浆罐；307、搅拌杆。

图6对应氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例4，附图中：401、太阳能加热器；402、加热盘管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的具体实施例1，如图1至图3所示，氧化铝溶出厂房包括建筑体1以及氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统包括具有浆料入口和浆料出口的浆料加热装置，浆料加热装置包括管道加热结构，管道加热结构包括用于吸收太阳能的太阳能加热管2，太阳能加热管2上设有用于供矿浆进入的进料口31，进料口31与初混矿浆罐3的出料口连通，在进料口31与初混矿浆罐3的出料口连通的管路上还设有控制阀门，以便控制矿浆的进料。

溶出系统还包括供料单元，供料单元包括初混矿浆槽3、第一储液罐5和第二储液罐4，初混矿浆罐3通过供料管路与第一储液罐5与第二储液罐4连通，第一储液罐5用于储存矿石粉溶液，第二储液罐4用于储存添加剂溶液，在本实施例中添加剂主要指的是氢氧化钠。在本实施例中第一储液罐5有四个，这四个第一储液罐5的进料口均设置在顶部，并通过矿石粉溶液进料管52连通，每个储液罐的进料口处还设有相应的自动控制阀，从而控制每个储液罐的进料。四个第一储液罐5的出料口均连接在进料管上，每个储液罐的出料口连接的管道上也设有相应的自动控制阀，从而实现储液罐出料的控制。矿石粉溶液进料管52上设置有隔膜泵53，用于矿石粉溶液的供料。第一储液罐与矿浆泵连通的管路上串联有两个矿石粉溶液输送泵，从而将第一储液罐中的矿石粉溶液泵入到初混矿浆罐3中。第二储液罐4的出料口通过管路与初混矿浆罐3的进料口连通，第二储液罐4的进料口与添加剂进料管41连通，添加剂进料管41中的氢氧化钠溶液进入第二储液罐4后再进入初混矿浆罐3中，第二储液罐4能够实现氢氧化钠溶液的储存，这样就不需要一直从添加剂进料管41中通入氢氧化钠。

太阳能加热管2在建筑体1的房顶上呈蛇形布置，为增强太阳能管的采光效果，将建筑体的房顶向朝阳面倾斜设置。蛇形布置的太阳能加热管2包括直管段21和弯管段22，直管段21在房顶上水平设置，这样矿浆在太阳能加热管2中流通时矿浆中的固体成分就不会在管道中沉积。太阳能加热管2具体采用双层套管结构，处于中间的为用于供矿浆流通的矿浆管23，套装在矿浆管23外部的为蒸汽管24，蒸汽管24与矿浆管23之间的环形空间用于供蒸汽流通，从而通过蒸汽来加热矿浆管23中流通的矿浆。蒸汽管24的两端分别通过第二蒸汽回气管83和第二蒸汽进气管84与蒸汽锅炉8上的蒸汽管24路连通，即采用蒸汽锅炉8产生的蒸汽来对矿浆管23进行加热，太阳能加热管采用普通钢管，太阳能加热管即通过采集太阳能的热量进行加热的管。

太阳能加热管2的进口与出口通过管路连通，从而构成循环回路，这样使得矿浆能够在太阳能加热管2中循环流通从而被加热。太阳能加热管2的循环回路中串联有储浆罐6，在本实施例中储浆罐6有三个，这三个储浆罐6相互之间并联，每个储浆罐6的进料口和出料口均通过自动控制阀门与太阳能加热管2的循环回路连通，通过储浆罐6能够暂时储存经过太阳能加热管2加热后的矿浆，每个储浆罐6上都设置有流体加热管，这些流体加热管相互连通后与第一蒸汽进气管82和第一蒸汽回气管连通，通过锅炉产生的蒸汽来对储液罐进行加热，使储液罐中未反应完全的矿浆进一步反应，提高矿浆的溶出率。

在太阳能加热管2的循环回路中设置有循环泵9，通过循环泵9使得矿浆能够在太阳能加热管2中循环流通，太阳能循环管路上还连通有混合精液罐7，在太阳能循环回路与混合精液罐7连通的管路接头附近的管路中设有用于检测循环回路中的矿浆中的成分的检测装置71，通过该检测装置71能够检测太阳能循环回路中的矿浆的溶出程度，当矿浆溶出达到一定程度后通向混合精液罐7的管路上的自动控制阀门打开，使矿浆进入混合精液罐7中，从而进行下一步的反应。同时太阳能循环管路上还设有与第一储液罐连通的支路，这样就可以通过第一储液罐来储存一部分被加热后的矿浆。

本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统工作时，通过矿石粉溶液进料管52向第一储液罐中注入矿石粉溶液，在矿石粉溶液泵的驱动下矿石粉溶液进入初混矿浆罐中，与此同时向第二储液罐中注入氢氧化钠溶液，并使氢氧化钠溶液通入到初混矿浆罐中，氢氧化钠溶液和矿石粉溶液在初混矿浆罐中混合之后形成矿浆，通入太阳能加热管中，在循环泵9的作用下矿浆在太阳能加热管中循环，太阳光通过太阳能加热管后对管中的矿浆进行加热，在由循环泵9以一定的流速循环，在常温条件下溶出氢氧化铝。如果太阳能不能满足溶出需要时，通过蒸汽锅炉8向太阳能加热管中通入蒸汽进一步对太阳能加热管中的矿浆进行加热，提高矿浆的溶出率。另外，还可以通过蒸汽锅炉8对储浆罐6中的矿浆进行加热，也提高了矿浆的溶出率。同时，储浆罐6、第一储液罐、第二储液罐以及初混矿浆罐均设置在建筑体的内部，此时建筑体相当于一个保温厂房，使其内部保持较高的温度。待检测装置71检测到太阳能加热管循环回路中的矿浆溶出达到一定程度后，通向混合精液罐7的管路上的自动控制阀门打开，使矿浆进入混合精液罐7中，等待进行下一步的生产工艺。这样通过太阳能加热管直接加热矿浆，避免使用反光镜阵列，解决了因此造成的成本高的问题。与高压蒸汽加热方法相比，煤炭消耗降低60％以上，碳排放降低60％以上，动力锅炉用量减少50％以上。一个年产200万吨的氧化铝企业，采用本实用新型的生产工艺，动力锅炉用量减少50％，初混矿浆罐数量不变，而初混矿浆罐容积增加24倍。

本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例2中的各个罐体在建筑体中的分布如图4所示，建筑体的房顶11向朝阳面倾斜设置，这样建筑体的内部的截面就呈三角形，为提高内部空间的利用率，将设置在建筑体内部中的各个罐体12从高到低依次设置，这样罐体的高度正好能够适应房顶形状，提高了建筑体内的空间利用率，减小占地面积。在建筑体的顶部设置有加热室14，加热室14具有封闭的内腔，管道加热结构15设置在加热室的内腔中，加热室的内腔的上腔壁为透明材质，具体采用玻璃板结构，加热室的封闭内腔的周向腔壁及下腔壁上设有保温材料，保证了加热室的保温性能。太阳能透过上腔壁后进入到保温室的内腔中，使保温室的内腔中的温度达到150度，从而使矿浆的温度达到50~99度，从而溶出氢氧化铝。在本实施例中，管道加热结构的直管段上下交错设置，每五根直管段中设置其中一根直管段为双层套管结构，此时该部分双层套管结构即为辅助加热管段。其他与实施例1相同，不再赘述。

本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例3中的储浆罐的结构如图5所示，储浆罐306的内腔中设置有搅拌机构，具体包括搅拌杆307以及用于驱动搅拌杆的驱动装置，搅拌杆的下方均匀分布有三个搅拌齿，当搅拌杆在驱动装置的带动下在储浆罐中转动时搅动储浆罐中的矿浆，利于矿浆中的各种成分发生反应，提高矿浆的溶出率，其他与实施例1相同，不再赘述。

本实用新型的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统的实施例4中的储浆罐的结构如图6所示，在本实施例中，储浆罐中内部设置有呈螺旋状设置的加热盘管402，加热盘管的进出口分别与太阳能加热器401相连，利用太阳能加热器产生的热水作为加热管的加热流体，从而对储浆罐中的矿浆进行加热，节省了资源。当然还可以使用锅炉产生的蒸汽作为加热管的加热流体，从而实现储浆罐中的矿浆的加热，其他与实施例1相同，不再赘述。

在本实用新型的其他实施例中，还可以在房顶上设置保温材料实现对太阳能加热管的保温；太阳能加热管还可以采用铜管或者不锈钢钢管；太阳能加热管还可以呈螺旋盘状结构设置在房顶上；添加剂进料管以及矿石粉溶液进料管还可以直接通向太阳能加热管；溶出系统中储液罐、初混矿浆罐、第一储液罐、第二储液罐以及矿浆泵和循环泵的数量都可以根据实际需要具体设置；还可以在加热室中通入水、油或者其他加热介质，通过加热介质吸收太阳能后对管道加热结构进行加热。

Claims (13)

1.氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，包括具有浆料入口和浆料出口的浆料加热装置，其特征在于：所述浆料加热装置包括管道加热结构，所述管道加热结构包括用于吸收太阳能的太阳能加热管，所述太阳能加热管具有用于供浆料流通的内腔。

2.根据权利要求1所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述浆料加热装置的浆料入口和浆料出口通过循环管路连通构成循环回路。

3.根据权利要求2所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述管道加热结构的循环管路上连接有储浆罐。

4.根据权利要求3所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述储浆罐的内壁上设有用于供加热流体流通以对罐中的矿浆加热的流体加热管。

5.根据权利要求4所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述流体加热管螺旋盘绕设置。

6.根据权利要求1所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：溶出系统还包括供料单元，所述供料单元包括用于混合矿石粉溶液与添加剂溶液的初混矿浆罐，所述初混矿浆罐与浆料加热装置的浆料入口连通。

7.根据权利要求6所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述供料单元还包括用于储存矿石粉溶液的第一储液罐和用于储存添加剂溶液的第二储液罐，第一储液罐与第二储液罐均通过供料管路与所述初混矿浆罐连通。

8.根据权利要求6所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述浆料加热装置的浆料出口通过支路管道与所述供料单元连通。

9.根据权利要求1所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述管道加热结构还包括辅助加热管段，所述辅助加热管段包括用于矿浆流通的矿浆管以及套装在矿浆管上的辅助管，矿浆管与辅助管之间的环形通道形成用于供加热流体流通的流体通道。

10.根据权利要求9所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述辅助加热管段的辅助管与太阳能热水器连接，流体通道中的加热流体为太阳能热水器加热的热水。

11.根据权利要求2所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：溶出系统还包括与浆料加热装置的循环回路通过排液管连通的、用于储存加热后的矿浆的混合精液罐，管道加热结构的循环回路上还设有用于检测矿浆的成分的检测装置。

12.根据权利要求1所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：溶出系统还包括保温室，所述保温室的顶部设置有具有封闭内腔的加热室，所述管道加热结构设置在加热室的封闭内腔中，加热室的封闭内腔的上腔壁为透明材质，加热室的封闭内腔的周向腔壁及下腔壁上设有保温材料。

13.根据权利要求1~11任意一项所述的氧化铝生产用氢氧化铝溶出系统，其特征在于：所述管道加热结构呈蛇形设置。