專利名稱：鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拜耳法氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1988年中鋁公司引進(jìn)的法國(guó)彼斯涅技術(shù)高壓溶出系統(tǒng)的核心技術(shù)方案是原礦漿通過高壓隔膜泵輸送進(jìn)入第一臺(tái)脈沖緩沖器TplOl，再進(jìn)入連續(xù)6級(jí)單套管換熱器 RalOl 106，采用對(duì)應(yīng)的溶出料漿閃蒸槽產(chǎn)生的二次蒸汽預(yù)熱到165°C，然后進(jìn)入第二臺(tái)脈沖緩沖器Tpl02，再進(jìn)入連續(xù)4級(jí)預(yù)熱壓煮器Ral07-112 (其中4臺(tái)運(yùn)行，2臺(tái)備用)，采用對(duì)應(yīng)的溶出料漿閃蒸槽產(chǎn)生的二次蒸汽預(yù)熱到210-220°C，再進(jìn)入連續(xù)7級(jí)新蒸汽加熱壓煮器Ral 13-122(其中7臺(tái)運(yùn)行，3臺(tái)備用)將礦漿進(jìn)一步加熱到260°C，最后進(jìn)入連續(xù)3 級(jí)反應(yīng)停留壓煮器Ral23-125，完成反應(yīng)的料漿稱為溶出料漿，再通過連續(xù)10級(jí)料漿閃蒸槽Ntll2-101(其中10臺(tái)運(yùn)行，2臺(tái)備用)蒸發(fā)降溫至120°C，再進(jìn)入稀釋槽與沉降工序送來(lái)的一次洗液混合稀釋到一定濃度后送入下一個(gè)工序。其中，料漿閃蒸槽的二次蒸汽用于加熱對(duì)應(yīng)的單套管和預(yù)熱壓煮器。該技術(shù)方案的缺陷是，系統(tǒng)進(jìn)料量最大500m3/h，產(chǎn)能較低，單位產(chǎn)量能耗高。另外，該方案還存在以下缺陷由于采用造價(jià)高的帶攪拌的預(yù)熱壓煮器Ral07-112，投資很大，運(yùn)行成本偏高；系統(tǒng)管道口徑偏小，限制了系統(tǒng)的進(jìn)一步大型化；6級(jí)單套管換熱器 RalOl 106的熱效率偏低，能耗較高；脈沖緩沖器Tpl01/Tpl02需要有高壓空壓機(jī)來(lái)輔助，系統(tǒng)復(fù)雜，操作維護(hù)工作量很大。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種進(jìn)料量較高，產(chǎn)能更高，更節(jié)能的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)及方法。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多套管機(jī)組100、壓煮器機(jī)組200和閃蒸槽機(jī)組300 ；所述多套管機(jī)組100連接所述壓煮器機(jī)組200和閃蒸槽機(jī)組300 ；所述壓煮器機(jī)組200還連接所述閃蒸槽機(jī)組300。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括隔膜泵和稀釋槽；所述隔膜泵連接所述多套管機(jī)組100 ；所述稀釋槽連接所述閃蒸槽機(jī)組300。優(yōu)選地，所述多套管機(jī)組100為四套管，其包括串聯(lián)在一起的1 9級(jí)四套管 RalOl 109，每級(jí)四套管分為4程，每程80m，每程包括1根外管及其內(nèi)裝的并列4根內(nèi)管， 內(nèi)管規(guī)格為Φ 168 X 9mm，外管規(guī)格為Φ 530 X 10mm。
優(yōu)選地，所述7 9級(jí)四套管Ral07 109還分別相應(yīng)的配有備用四套管Ral07b、 Ra108b 和 Ra109b。優(yōu)選地，所述閃蒸槽機(jī)組300包括串聯(lián)在一起的10級(jí)閃蒸槽NtllO 101，并且后 3級(jí)閃蒸槽Nt 103 101的過料管規(guī)格為Φ 356 X 14mm。優(yōu)選地，所述10級(jí)閃蒸槽NtllO 101中的9級(jí)閃蒸槽的二次蒸汽管與所述1 9級(jí)四套管RalOl 109的外管分別一一對(duì)應(yīng)連接。優(yōu)選地，所述壓煮器機(jī)組200包括兩組壓煮器，每組壓煮器包含串聯(lián)在一起的多臺(tái)壓煮器，所述兩組壓煮器所包含的壓煮器數(shù)量相同或者相差一臺(tái)。優(yōu)選地，所述壓煮器機(jī)組200包括的壓煮器數(shù)量η的取值范圍為16 < η < 24。本發(fā)明還提供一種使用所述鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)的方法，該方法包括步驟SlOO 原礦漿通過隔膜泵輸送至多套管機(jī)組100，被預(yù)熱為220°C的礦漿；S200 所述礦漿被輸送至壓煮器機(jī)組200后被加熱至260°C，溶出反應(yīng)后生成溶出料漿流入閃蒸槽機(jī)組300 ；S300 所述溶出料漿在所述閃蒸槽機(jī)組300蒸發(fā)降溫至120°C后進(jìn)入稀釋槽進(jìn)行稀釋。優(yōu)選地，所述步驟S300中，所述溶出料漿在所述閃蒸槽機(jī)組300蒸發(fā)降溫過程產(chǎn)生的二次蒸汽，用于所述步驟Sioo中對(duì)原礦漿的預(yù)熱。(三)有益效果本發(fā)明所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)及方法和傳統(tǒng)方案相比，產(chǎn)能提高，每小時(shí)進(jìn)料量提高至600m3，單位產(chǎn)量能耗降低，操作步驟簡(jiǎn)化，檢修維護(hù)工作量降低。


圖1是傳統(tǒng)的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)的工藝配置圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)的工藝配置圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)的工藝配置圖。如圖2所示，該系統(tǒng)包括兩個(gè)隔膜泵PdlOl 102、多套管機(jī)組100、壓煮器機(jī)組200、閃蒸槽機(jī)組300和稀釋槽TtlOl (配套的冷凝水系統(tǒng)在此不予描述)。所述兩個(gè)隔膜泵PdlOl 102同時(shí)連接所述多套管機(jī)組100，用于將原礦漿輸送給所述多套管機(jī)組100。所述多套管機(jī)組100連接所述壓煮器機(jī)組200和閃蒸槽機(jī)組300，其采用所述閃蒸槽機(jī)組300放出的二次蒸汽對(duì)礦漿進(jìn)行預(yù)熱后，將所述礦漿輸送至所述壓煮器機(jī)組 200。所述多套管機(jī)組100為四套管，包括串聯(lián)在一起的1 9級(jí)四套管RalOl 109，每級(jí)四套管包括4程，每程長(zhǎng)度80m，包括外管以及外管內(nèi)部并列設(shè)置的4根內(nèi)管，內(nèi)管規(guī)格為Φ 168X9mm，外管規(guī)格為Φ 530X 10mm。內(nèi)管內(nèi)部用于走料漿，內(nèi)管和外管之間用于走蒸汽，以便換熱。傳統(tǒng)的單套管換熱方案中內(nèi)管規(guī)格<i)273X 10mm，與之相比，本方案每級(jí)四套管包括4根內(nèi)管，其換熱面積增至大約600m2，換熱效率明顯提高。其中，7 9級(jí)四套管Ral07 109還分別相應(yīng)的配有備用四套管Ral07b、Ral08b和Ral09b。所述備用四套管Ral07b、Ral08b和Ral09b的規(guī)格與所述1 9級(jí)四套管RalOl 109的規(guī)格相同， Ral07-109實(shí)行運(yùn)行3級(jí)備用3級(jí)的模式，以實(shí)現(xiàn)線外清理，減少了在線清理時(shí)間。該多套管機(jī)組也可以采用三套管結(jié)構(gòu)。所述壓煮器機(jī)組200連接所述閃蒸槽機(jī)組300，其采用新蒸汽對(duì)所述礦漿進(jìn)行加熱，所述礦漿受熱反應(yīng)后生成溶出料漿并被輸出給所述閃蒸槽機(jī)組300。所述新蒸汽是指外接蒸汽源供給的6. OMPa的295°C蒸汽。所述壓煮器機(jī)組200包括兩組壓煮器，第一組壓煮器包含串聯(lián)在一起的9臺(tái)壓煮器Ral07 Rall5，第二組壓煮器包含串聯(lián)在一起的10臺(tái)壓煮器Rall6 Ral25。從第9級(jí)多套管Ral09出來(lái)的礦漿分兩股分別進(jìn)入所述兩組壓煮器，用新蒸汽加熱到260°C的反應(yīng)溫度，反應(yīng)后的溶出料漿從兩組壓煮器的出口合流進(jìn)入所述閃蒸槽機(jī)組300。所述壓煮器機(jī)組200中壓煮器總數(shù)量決定于系統(tǒng)需要的加熱面積和反應(yīng)停留時(shí)間，可以是16-24臺(tái)任意數(shù)量所述閃蒸槽機(jī)組300用于對(duì)所述溶出料漿進(jìn)行蒸發(fā)降溫，并將蒸發(fā)降溫過程產(chǎn)生的二次蒸汽輸出給所述多套管機(jī)組100。所述閃蒸槽機(jī)組包括串聯(lián)在一起的10級(jí)閃蒸槽 Nt 110 101，并且后3級(jí)閃蒸槽Nt 103 101的過料管規(guī)格為Φ356Χ14_，以符合600m3/ h的進(jìn)料量。所述10級(jí)閃蒸槽NtllO 101中的9級(jí)閃蒸槽NtllO 102的二次蒸汽管與所述1 9級(jí)四套管RalOl 109的外管分別一一對(duì)應(yīng)連接，以實(shí)現(xiàn)回收所述9級(jí)閃蒸槽NtllO 102的二次蒸汽，以用于所述多套管機(jī)組100對(duì)礦漿的預(yù)熱。剩余的1級(jí)閃蒸槽NtlOl產(chǎn)生的二次蒸汽也被回收，用于其它工序。所述稀釋槽Tt 101連接所述閃蒸槽機(jī)組300，用于對(duì)所述閃蒸槽機(jī)組300排出的閃蒸料漿進(jìn)行稀釋。稀釋所用的稀釋液為后續(xù)沉降工序產(chǎn)生的一次洗液。圖1是傳統(tǒng)的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)的工藝配置圖。對(duì)比圖1和圖2可知，通過采用多套管機(jī)組100代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單套管換熱器RalOl 106，并相應(yīng)的將后3級(jí)閃蒸槽Ntl03 101的過料管規(guī)格改為<i)356X14mm，本發(fā)明實(shí)施例所述鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)的進(jìn)料量明顯提高，單位產(chǎn)量能耗明顯降低。本發(fā)明實(shí)施例所述鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)在某氧化鋁廠實(shí)施后，其進(jìn)料量由原先的470m3/h提高至600m3/h，氧化鋁年產(chǎn)量提高10萬(wàn)噸。并且，本發(fā)明實(shí)施例所述鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到95%，溶出溫度保持大于^5°C，礦漿在所述壓煮器機(jī)組200的反應(yīng)停留時(shí)間大于50分鐘，相對(duì)溶出率大于95%。由于減少了脈沖緩沖器、空壓機(jī)和備用閃蒸槽，操作檢修工作量大大降低，正常運(yùn)行只需2人巡檢操作，每次停車檢修只需40-50人，每次停車檢修約M小時(shí)。圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述的氧化鋁高壓溶出系統(tǒng)的方法流程圖，如圖3所示，該方法包括步驟SlOO 原礦漿通過兩個(gè)隔膜泵PdlOl 102，輸送至多套管機(jī)組100，被預(yù)熱為 220°C的礦漿；S200 所述礦漿被輸送至壓煮器機(jī)組200后被加熱至260°C，溶出反應(yīng)后生成溶出料漿流入閃蒸槽機(jī)組300 ；
S300 所述溶出料漿在所述閃蒸槽機(jī)組300蒸發(fā)降溫至120°C后進(jìn)入稀釋槽TtlOl 進(jìn)行稀釋。所述步驟S300中，所述溶出料漿在所述閃蒸槽機(jī)組300蒸發(fā)降溫過程產(chǎn)生的二次蒸汽，用于所述步驟SlOO中對(duì)原礦漿的預(yù)熱。該方法流程和傳統(tǒng)方案相比，產(chǎn)能提高，每小時(shí)進(jìn)料量提高至600m3，操作步驟簡(jiǎn)化，檢修維護(hù)工作量降低。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括多套管機(jī)組(100)、壓煮器機(jī)組(200)和閃蒸槽機(jī)組(300)；所述多套管機(jī)組(100)連接所述壓煮器機(jī)組(200)和閃蒸槽機(jī)組(300)； 所述壓煮器機(jī)組(200)還連接所述閃蒸槽機(jī)組(300)。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括隔膜泵和稀釋槽；所述隔膜泵連接所述多套管機(jī)組(100)； 所述稀釋槽連接所述閃蒸槽機(jī)組(300)。
3.如權(quán)利要求2所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，其特征在于，所述多套管機(jī)組(100)為四套管，其包括串聯(lián)在一起的1 9級(jí)四套管RalOl 109，每級(jí)四套管分為4程，每程 80m，每程包括1根外管及其內(nèi)裝的并列4根內(nèi)管，內(nèi)管規(guī)格為<i)168X9mm，外管規(guī)格為 Φ 530X10mm。
4.如權(quán)利要求3所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，其特征在于，所述7 9級(jí)四套管 Ral07 109還分別相應(yīng)的配有備用四套管Ral07b、Ral08b和Ral09b。
5.如權(quán)利要求3所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，其特征在于，所述閃蒸槽機(jī)組(300)包括串聯(lián)在一起的10級(jí)閃蒸槽NtllO 101，并且后3級(jí)閃蒸槽Ntl03 101的過料管規(guī)格為 Φ 356X14mm。
6.如權(quán)利要求5所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，其特征在于，所述10級(jí)閃蒸槽NtllO 101中的9級(jí)閃蒸槽的二次蒸汽管與所述1 9級(jí)四套管RalOl 109的外管分別一一對(duì)應(yīng)連接。
7.如權(quán)利要求2所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，其特征在于，所述壓煮器機(jī)組(200)包括兩組壓煮器，每組壓煮器包含串聯(lián)在一起的多臺(tái)壓煮器，所述兩組壓煮器所包含的壓煮器數(shù)量相同或者相差一臺(tái)。
8.如權(quán)利要求7所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)，其特征在于，所述壓煮器機(jī)組(200)包括的壓煮器數(shù)量η的取值范圍為16彡η彡24。
9.一種使用權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)的方法，其特征在于， 該方法包括步驟SlOO 原礦漿通過隔膜泵輸送至多套管機(jī)組(100)，被預(yù)熱為220°C的礦漿； S200 所述礦漿被輸送至壓煮器機(jī)組(200)后被加熱至^KTC,溶出反應(yīng)后生成溶出料漿流入閃蒸槽機(jī)組(300)；S300 所述溶出料漿在所述閃蒸槽機(jī)組(300)蒸發(fā)降溫至120°C后進(jìn)入稀釋槽進(jìn)行稀釋。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟S300中，所述溶出料漿在所述閃蒸槽機(jī)組(300)蒸發(fā)降溫過程產(chǎn)生的二次蒸汽，用于所述步驟SlOO中對(duì)原礦漿的預(yù)熱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)及方法，涉及拜耳法氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括多套管機(jī)組、壓煮器機(jī)組和閃蒸槽機(jī)組；所述多套管機(jī)組連接所述壓煮器機(jī)組和閃蒸槽機(jī)組；所述壓煮器機(jī)組還連接所述閃蒸槽機(jī)組。該方法包括步驟原礦漿通過隔膜泵輸送至多套管機(jī)組，被預(yù)熱為220℃的礦漿；所述礦漿被輸送至壓煮器機(jī)組后被加熱至260℃，溶出反應(yīng)后生成溶出料漿流入閃蒸槽機(jī)組；所述溶出料漿在所述閃蒸槽機(jī)組蒸發(fā)降溫至120℃后進(jìn)入稀釋槽Tt101進(jìn)行稀釋。本發(fā)明所述的鋁土礦高壓溶出系統(tǒng)及方法和傳統(tǒng)方案相比，產(chǎn)能提高，每小時(shí)進(jìn)料量提高至600m3，單位產(chǎn)量能耗降低，操作步驟簡(jiǎn)化，檢修維護(hù)工作量降低。
文檔編號(hào)C01F7/02GK102225779SQ201110121150
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者馮雨田 申請(qǐng)人:三門峽巨新冶金技術(shù)有限公司