一种一水硬铝石型铝土矿的大型管道加停留罐的溶出工艺制造技术

一种一水硬铝石型铝土矿的大型管道加停留罐的溶出工艺，处理的原料为三水铝石加一水软铝石混合型铝土矿，或一水硬铝石型铝土矿，溶出工艺包括将经过预脱硅的脱硅矿浆在脱硅出料槽出口与循环母液混合，采用套管预热器预热、套管加热器加热至溶出温度，然后进入保温停留罐停留，再经闪蒸器的闪蒸和分离。本发明专利技术方法实现了设备大型化，处理矿浆能力大，突破了压煮溶出工艺处理矿浆能力的限制；节能，热利用率高。采用多内管套管预热器和加热器进行铝土矿矿浆的预热及加热，在本工序的操作温度范围内，传热系数可达到９００～１２００Ｋｃａｌ／ｍ２．ｈ．℃。相比传统溶出工艺综合节能３０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氧化铝生产工艺的
，具体涉及利用铝土矿制备氧化铝的技术。
技术介绍
目前国内95%以上的氧化铝厂采用拜尔法生产工艺。拜尔法生产工艺的核心是铝 土矿矿浆的溶出工序，溶出的目的是使铝土矿和循环母液在一定温度下反应，生成铝酸钠 溶液，反应式为 A1203. (1或3)H20+2Na OH+aq — 2NaAl (OH)4+aq 由于各地铝土矿矿石化学成分不同，所需要的溶出温度差别很大。国内的矿石 主要为一水硬铝石型，溶出温度约为255 270°C ;国外的主要为三水铝石，溶出温度约为 140 16(TC;对于混合型的三水铝石加一水软铝石，溶出温度约为240°C 270°C。从氧化 铝厂脱硅工序来的矿桨一般为90 95t:左右，因此如果要达到溶出的反应温度，就要进行 加热提温，以保证达到溶出温度。 针对一水硬铝石型铝土矿溶出的主要技术指标为溶出温度为255 270°C ，溶出液Rp :1. 18，赤泥碱比(N/S) :0. 38，赤泥灼减:8%， Al^相对溶出率:93%。针对三水铝石加一水软铝石型铝土矿溶出的主要技术指标为溶出温度为240°C 270。C，溶出液Rp :1. 21，赤泥碱比(N/S) :0. 5，赤泥灼减8%， A1203相对溶出率:99%。 现阶段国内规模较大的氧化铝厂铝土矿矿浆的溶出工艺多采用压煮溶出，最大处 理矿浆量仅为550m3/h，压煮溶出主要的生产设备为套管预热器+预热压煮器+加热压煮器 +保温压煮器+闪蒸器。压煮溶出工艺存在以下一些弊病 1)理论和生产实践证明，预热压煮器采用闪蒸汽的二次汽加热，加热压煮器采用 新蒸汽加热，传热系数仅为540 650Kcal/m2. h. °C 。并且压煮器内的加热管束被料浆完全 淹没时，加热面积的利用率才是最大的，热效率最高。故运行时必须通过定期开启不凝性气 体管道上的阀门将料浆不凝性气体予以排除，才能达到压煮器内的加热管束利用率最大。 2)压煮溶出工艺的压力容器多，投资大。特别是预热压煮器和加热压煮器都是内 部装有加热管束的，加热管束数量多，至少占用了 14 16台溶出器。而14 16台溶出器 的投资远远大于容器内加热管束的投资。且压煮器须配备搅拌等设施，增加了一系列投资 和运营成本。 3)压煮溶出工艺预热压煮器和加热压煮的加热管结疤清理困难，不能采用简单的 水力清洗。需配套酸洗站、碱洗设施和火法清理设施，从而又增加了工程投资和运营成本。 4)压煮器设备尤其受到设备制造难度的限制，很难继续增大单台设备处理能力。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，为提高热利用率，降低能耗，降低投资和运营成4本，简化生产操作及清理检修，本专利技术提供一种铝土矿的大型管道加停留罐的溶出工艺。 本专利技术方法处理的原料为三水铝石加一水软铝石混合型铝土矿，或一水硬铝石型 铝土矿。溶出工艺按下述步骤进行 1)将经过预脱硅的脱硅矿浆在脱硅出料槽出口与循环母液混合，通过隔膜泵将90 95t:的混合后的料桨送入一级脉冲缓冲器。 2)经过一级脉冲缓冲器后，料浆先进入九级二次汽多内管套管预热器。通过二次 汽预热到200 210°C。 九级二次汽多内管套管预热器的内外管之间接受来自第1 9级闪蒸器的二次蒸 汽，而加热产生的冷凝水进入第1 9级二次汽冷凝水罐，所有的二次汽冷凝水罐随压力的 降低串联起来，并且每台二次汽冷凝水罐顶部都有通往下一级预热器进汽管的乏汽管以便 于回收当级冷凝水二次汽，这也使二次汽冷凝水罐、闪蒸器的压力得到平衡，冷凝水和料浆 在各自的流程中能自动流动。从最后一台二次汽冷凝水罐出来的冷凝水用二次汽冷凝水泵 送往热水槽。 3)然后料浆进入第十级高温冷凝水多内管套管加热器，采用第十一级新蒸汽多内管套管加热器产生的280 30(TC高温冷凝水加热，将料浆加热到210 220°C 。 加热后的冷凝水汇集于新蒸汽冷凝水罐中。各新蒸汽冷凝水罐的冷凝水同时进入新蒸汽冷凝水自蒸发器，在此高温冷凝水被闪蒸产生0. 55 0. 6MPa的二次蒸汽和冷凝水，0. 55 0. 6MPa的蒸汽去预脱硅加热原矿浆或用作其它热源；冷凝水视其是否清洁用新蒸汽冷凝水泵送往热电站或热水槽。 4)然后料浆进入第i^一级新蒸汽多内管套管加热器，采用6. 3 7. 5MPa、280 29(TC新蒸汽加热。如果处理的原料为一水硬铝石型铝土矿，需将料浆加热到255 270°C 达到溶出温度。如果处理的原料为三水铝石加一水软铝石混合型铝土矿，需将料浆加热到 240 270。C达到溶出温度。 5)经过套管预热及加热达到溶出温度的料浆进入二级脉冲缓冲器，然后进入保温 停留罐。保温停留罐提供反应停留时间，如果处理的原料为一水硬铝石型铝土矿，溶出停留 时间为50min 60min，如果处理的原料为三水铝石加一水软铝石型铝土矿，溶出的停留时 间为30min 50min，以保证在反应温度下使氧化铝尽可能溶出。 6)溶出后料浆进入第1 9级闪蒸器，然后进入第十级闪蒸器，料浆逐级降温降 压。每级降温10 1『C，蒸汽压力为该温度下料浆对应蒸汽温度的饱和蒸汽压。离开第十 级闪蒸器的120 13(TC的料浆进入稀释槽，经过稀释使料浆温度和浓度降低。如果处理 的原料为一水硬铝石型铝土矿，稀释液温度为95 105°C， NaOH质量浓度为10% 13%， A1203和Na20的质量比RP = m(Al203)/m(Na20) = 1. 0 1. 2 ;如果处理的原料为三水铝石 加一水软铝石型铝土矿，稀释液温度为95 105°C， NaOH质量浓度为9% 12%， A1203和 Na20的质量比RP = m(Al203)/m(Na20) = 1. 2 1. 4。降低铝酸钠溶液的稳定性，可以使沉 降和分离变得容易进行。 7)稀释槽的料浆乏汽进入顶部的水冷式乏汽回收器，此种乏汽回收器对于溶出末 级闪蒸蒸汽的回收作用明显，可大大降低向大气排放的废气量。热量被进入乏汽回收器的 35 37t:的低温循环水吸收，温度为48 52t:的废汽从顶部进入热水槽后排向大气。稀 释料浆由稀释泵送往赤泥沉降工序。热水槽中的热水经热水泵送去热水站。 系统的污水汇集于污水槽中，通过液下泵输送到常压脱硅工序。 按质量比，上述三水铝石加一水软铝石混合型铝土矿八1203/5102 = 5 12， A1203 含量为38 70%，其中各物相的成分为三水铝石55 75%，一水软铝石10 30%，其 余为赤铁矿、石英和绿泥石。 按质量比，上述一水硬铝石型铝土矿八1203/5102 = 5 12^1203含量38 75%。 实现本专利技术方法的设备包括脱硅槽、隔膜泵、一级脉冲缓冲器、九级二次汽多内 管套管预热器、第十级高温冷凝水多内管套管加热器、第十一级新蒸汽多内管套管加热器、 二级脉冲缓冲器、保温停留罐、第1 9级闪蒸器、第十级闪蒸器、稀释槽、稀释泵、热水 槽、热水泵、水冷式乏汽回收器、第1 9级二次汽冷凝水罐、二次汽冷凝水泵、1#新蒸汽冷 凝水罐、2#新蒸汽冷凝水罐、新蒸汽冷凝水自蒸发器、新蒸汽冷凝水泵、污水槽、液下泵。 脱硅槽的料浆出口与隔膜泵的料浆入口连接，隔膜泵的料浆出口与一级脉冲缓冲 器料浆入口连接， 一级脉冲缓冲器料浆出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝土矿的大型管道加停留罐的溶出工艺，其特征在于处理的原料为三水铝石加一水软铝石混合型铝土矿或一水硬铝石型铝土矿；　　处理的原料为一水硬铝石型铝土矿步骤如下：　　（１）将经过预脱硅的脱硅矿浆在脱硅出料槽出口与循环母液混合，通过隔膜泵将９０～９５℃的混合后的料浆送入一级脉冲缓冲器；　　（２）经过一级脉冲缓冲器后，料浆先进入九级二次汽多内管套管预热器，通过二次汽预热到２００～２１０℃；　　（３）然后料浆进入第十级高温冷凝水多内管套管加热器，采用第十一级新蒸汽多内管套管加热器产生释泵送往赤泥沉降工序，热水槽中的热水经热水泵送去热水站。的２８０～３００℃高温冷凝水加热，将矿浆加热到２１０～２２０℃；　　（４）然后料浆进入第十一级新蒸汽多内管套管加热器，采用６．３～７．５ＭＰａ、２８０～２９０℃新蒸汽加热，将矿浆加热到２５５～２７０℃达到溶出温度；　　（５）经过套管预热及加热达到溶出温度的料浆进入二级脉冲缓冲器，然后进入保温停留罐，溶出停留时间为５０ｍｉｎ～６０ｍｉｎ；　　（６）溶出后矿浆进入第１～９级闪蒸器，然后进入第十级闪蒸器，料浆逐级降温降压，每级降温１０～１８℃，蒸汽压力为该温度下料浆对应蒸汽温度的饱和蒸汽压，离开第十级闪蒸器的１２０～１３０℃的料浆进入稀释槽，经过稀释使料浆温度和浓度降低；　　（７）稀释槽的料浆乏汽进入顶部的水冷式乏汽回收器，热量被进入乏汽回收器的３５～３７℃的低温循环水吸收，温度为４８～５２℃的废汽从顶部进入热水槽后排向大气，稀释料浆由稀释泵送往赤泥沉降工序，热水槽中的热水经热水泵送去热水站；　　处理的原料为三水铝石加一水软铝石混合型铝土矿步骤如下：　　（１）将经过预脱硅的脱硅矿浆在脱硅出料槽出口与循环母液混合，通过隔膜泵将９０～９５℃的混合后的料浆送入一级脉冲缓冲器；　　（２）经过一级脉冲缓冲器后，料浆先进入九级二次汽多内管套管预热器，通过二次汽预热到２００～２１０℃；　　（３）然后料浆进入第十级高温冷凝水多内管套管加热器，采用第十一级新蒸汽多内管套管加热器产生的２８０～３００℃高温冷凝水加热，将矿浆加热到２１０～２２０℃；　　（４）然后料浆进入第十一级新蒸汽多内管套管加热器，采用６．３～７．５ＭＰａ、２８０～２９０℃新蒸汽加热，将矿浆加热到２４０～２７０℃达到溶出温度；　　（５）经过套管预热及加热达到溶出温度的料浆进入二级脉冲缓冲器，然后进入保温停留罐，溶出的停留时间为３０ｍｉｎ～５０ｍ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许文强，邢国春，李保霖，
申请(专利权)人：东北大学设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]