一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置，包括壓濾機(jī)、石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ)罐、鋁土礦儲(chǔ)罐、立式混料機(jī)等，所述儲(chǔ)罐、壓濾機(jī)均連接于所述立式混料機(jī)，混料機(jī)連接于干燥器，干燥器與回轉(zhuǎn)窯的進(jìn)料溜管連接，回轉(zhuǎn)窯連接于立式磨；所述立式磨的出料槽通過管路連接所述熟料粉溶出槽，所述熟料粉溶出槽的排液管路連接所述脫硅機(jī)和種分槽；種分槽的出液管路連接蒸發(fā)單元。本實(shí)用新型針對(duì)大量堿赤泥難于處理的問題，在氧化鋁傳統(tǒng)燒結(jié)法的基礎(chǔ)上，提出的堿赤泥干法燒成技術(shù)，從整個(gè)流程上實(shí)現(xiàn)了干法燒成技術(shù)，使用全種分工藝，使燒結(jié)法工藝流程縮減了三分之一以上，綜合計(jì)算種分分解率提高到90％以上，在減少設(shè)備及人員投入的基礎(chǔ)上，降低了能耗。
【專利說明】
一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于工業(yè)廢物治理領(lǐng)域，具體涉及一種堿赤泥的干法燒成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁工業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋁土礦的需求量很大，而我國又大多數(shù)是 中低品位的鋁土礦。目前我國氧化鋁產(chǎn)量的99%以上均為拜耳法生產(chǎn)工藝，隨著鋁土礦供 礦品位下降的趨勢(shì)日益加劇，拜耳法赤泥中遺棄的氧化鋁和氧化鈉也越來越高，造成了資 源的極大浪費(fèi)。另一方面，由于國產(chǎn)鋁土礦的質(zhì)量越來越差，價(jià)格越來越高，拜耳法成本也 在不斷升高，近年來有些企業(yè)不得不從國外大量進(jìn)口鋁土礦，資料表明，近年來我國鋁土礦 鋁資源的對(duì)外依存度高達(dá)55%。
[0003] 雖然多年來，我國一些科研單位和企業(yè)相應(yīng)開發(fā)出了串聯(lián)法和混聯(lián)法等技術(shù)以利 用堿赤泥、提高氧化鋁及氧化鈉的回收率，但是這兩種方法均需采用傳統(tǒng)燒結(jié)法的濕法燒 成，這造成生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜龐大、基建投資增加、能耗高、難于控制、產(chǎn)品質(zhì)量較差等一系列問 題，經(jīng)濟(jì)性不佳，因此也逐步處于減產(chǎn)或停產(chǎn)狀態(tài)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提出一種干法燒成拜耳 法堿赤泥的方法。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案為：
[0006] -種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置，包括壓濾機(jī)、石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ)罐、鋁土礦 儲(chǔ)罐、立式混料機(jī)、干燥器、回轉(zhuǎn)窯、立式磨、熟料粉溶出槽、脫硅機(jī)、種分槽蒸發(fā)單元；
[0007] 所述鋁土礦儲(chǔ)罐、石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ)罐均連接于所述立式混料機(jī)，所述立式混 料機(jī)還連接于所述壓濾機(jī)的濾餅出口；所述立式混料機(jī)的出料口連接于所述干燥器，所述 干燥器的出料管線與回轉(zhuǎn)窯的進(jìn)料溜管連接，所述回轉(zhuǎn)窯的出料口連接于所述立式磨的進(jìn) 料溜槽；
[0008] 所述立式磨的出料槽通過管路連接所述熟料粉溶出槽，所述熟料粉溶出槽的排液 管路連接所述脫硅機(jī)，脫硅機(jī)通過管路連接所述種分槽;所述種分槽的出液管路連接所述 蒸發(fā)單元。
[0009] 其中，所述干燥器的加熱介質(zhì)管路連接于所述回轉(zhuǎn)窯的煙氣出口。
[0010] 其中，所述蒸發(fā)單元包括串聯(lián)連接的六效蒸發(fā)器和三效蒸發(fā)器，所述六效蒸發(fā)器 連接所述三效蒸發(fā)器，三效蒸發(fā)器的出液管路連接于所述脫硅機(jī)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述三效蒸發(fā)器為鎳制蒸發(fā)器。
[0012] 使用本實(shí)用新型提出的裝置，一種干法燒成拜耳法堿赤泥的方法，包括以下步驟：
[0013] (1)用堿赤泥、石灰石粉、鋁土礦粉和純堿進(jìn)行配料，配料比例為赤泥濾餅45~70 質(zhì)量份、石灰石26~35質(zhì)量份、錯(cuò)土礦粉0~15質(zhì)量份、純堿5~15質(zhì)量份；
[0014] (2)將配好的料進(jìn)入立式強(qiáng)力混料機(jī)進(jìn)行充分混合；
[0015] (3)將混成料進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，干燥完成的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫 度控制在1150~1200°C，燒結(jié)熟料用冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻，然后磨細(xì)；
[0016] (4)將熟料粉加調(diào)整液進(jìn)行溶出，液固比為3~4:1，溶出時(shí)間為15~20分鐘，溫度 為 75°C。
[0017] (5)將步驟(4)熟料粉溶出得到的渣進(jìn)行5~7次反向充分洗滌后，洗液作為步驟 (4)的調(diào)整液，渣進(jìn)行堆存；
[0018] (6)將步驟(4)熟料粉溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后進(jìn)行脫硅。脫硅溫 度160~180°C，時(shí)間1~2小時(shí)；
[0019] (7)將步驟(6)脫硅得到的溶液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解，分解得到A1(0H)3， 然后焙燒得到氧化鋁；
[0020] (8)將步驟(7)得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽，第一步蒸發(fā)到堿液濃度為 Na20 280~300g/L，然后再采用鎳材蒸發(fā)器進(jìn)行第二步蒸發(fā)排鹽，得到的堿液濃度為Na20 500~600g/L〇
[0021] (9)將第二步蒸發(fā)后的種分母液降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加入到 步驟(6)中進(jìn)行溶解循環(huán)。
[0022] (10)將步驟(9)得到的母液與步驟(8)得到的鹽和步驟(6)得到的硅渣進(jìn)行混合， 然后作為配料堿液返回到步驟(1)中，實(shí)現(xiàn)堿液循環(huán)。
[0023] 其中，所述堿赤泥是拜耳法末次洗滌底流用板框式壓濾機(jī)壓濾得到的濾餅，所述 鋁土礦、石灰石的粒度為-0.074mm占85 %以上。
[0024] 優(yōu)選地，步驟(3)中，干燥器的加熱介質(zhì)為燒結(jié)窯的煙氣，溫度為1000~1100 °C。 [0025] 其中，步驟(3)中熟料采用立磨進(jìn)行干磨，磨細(xì)為-0.074mm占90%以上(0.074mm以 下的粉末占90 %以上）的熟料粉。
[0026] 進(jìn)一步地，步驟(6)中，加入脫硅種子進(jìn)行脫硅，種子量40~60g/L，脫硅種子為脫 硅步驟產(chǎn)生的晶體(在投產(chǎn)初期沒有種子）。
[0027] 進(jìn)一步地，步驟(6)中，用步驟(9)第一步蒸發(fā)得到的種分蒸發(fā)母液調(diào)整脫硅溶液 的成分，使脫硅溶液的苛性系數(shù)ak為1.4~1.6，AL2〇3濃度為120~140g/L。
[0028] 本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0029] (1)本實(shí)用新型針對(duì)大量堿赤泥難于處理的問題，在氧化鋁傳統(tǒng)燒結(jié)法的基礎(chǔ)上， 提出的堿赤泥干法燒成技術(shù)，從整個(gè)流程上實(shí)現(xiàn)了干法燒成技術(shù)，使用全種分工藝，使燒結(jié) 法工藝流程縮減了三分之一以上，綜合計(jì)算種分分解率提高到90%以上，氧化鋁的總回收 率達(dá)到90%以上。降低了操作難度，在減少設(shè)備及人員投入的基礎(chǔ)上，降低了能耗。
[0030] (2)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了高濃度種分母液蒸發(fā)的突破，通過兩步蒸發(fā)、排鹽技術(shù)，解 決了傳統(tǒng)種分母液蒸發(fā)因排鹽困難制約蒸發(fā)濃度的問題。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本實(shí)用新型處理堿赤泥的裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0032] 圖2是本實(shí)用新型處理堿赤泥的工藝流程圖。
[0033]圖中，1為石灰石儲(chǔ)罐、2為純堿儲(chǔ)罐、3為鋁土礦儲(chǔ)罐、4為立式混料機(jī)、5為進(jìn)料溜 管，6為干燥器、7為回轉(zhuǎn)窯、8為熟料粉溶出槽、9為脫硅機(jī)、10為立式磨、11為板框壓濾機(jī)，12 為種分槽，13為三效蒸發(fā)器，14為六效蒸發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0034]現(xiàn)以以下最佳實(shí)施例來說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0035] 實(shí)施例1:
[0036]參見圖1，一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置，包括壓濾機(jī)11、石灰石儲(chǔ)罐1、純堿 儲(chǔ)罐2、鋁土礦儲(chǔ)罐3、立式混料機(jī)4、干燥器6、回轉(zhuǎn)窯7、立式磨10、熟料粉溶出槽8、脫硅機(jī)9、 種分槽10、蒸發(fā)單元；
[0037] 所述鋁土礦儲(chǔ)3、石灰石儲(chǔ)罐1、純堿儲(chǔ)罐2均連接于所述立式混料機(jī)4,所述立式混 料機(jī)還連接于所述壓濾機(jī)11的濾餅出口；所述立式混料機(jī)4的出料口連接于所述干燥器6， 所述干燥器的出料管線與回轉(zhuǎn)窯7的進(jìn)料溜管5連接，所述回轉(zhuǎn)窯的出料口連接于所述立式 磨10的進(jìn)料溜槽；
[0038] 所述立式磨10的出料槽通過管路連接所述熟料粉溶出槽8,所述熟料粉溶出槽8的 排液管路連接所述脫硅機(jī)9，脫硅機(jī)通過管路連接所述種分槽12;所述種分槽12的出液管路 連接所述蒸發(fā)單元。
[0039] 其中，所述干燥器的加熱介質(zhì)管路連接于所述回轉(zhuǎn)窯的煙氣出口，以回轉(zhuǎn)窯的煙 氣作為加熱介質(zhì)干燥混合料。
[0040] 其中，所述蒸發(fā)單元包括串聯(lián)連接的六效蒸發(fā)器14(不銹鋼材質(zhì)）和三效蒸發(fā)器 13,所述六效蒸發(fā)器14連接三效蒸發(fā)器13,三效蒸發(fā)器13的出液管路連接于脫硅機(jī)9。所述 的三效蒸發(fā)器13為鎳制蒸發(fā)器。
[0041] 使用本實(shí)施例的裝置，干法燒成堿赤泥的流程見圖2。原料中堿赤泥為山西孝義某 廠拜耳法赤泥，原料石灰石及鋁土礦采用山西孝義地區(qū)礦，其成分如表1、2、3所示。
[0042]表1:堿赤泥成分
[0044] 表2:石灰石成分
[0045]
[0046] 表3:鋁土礦成分
[0047]
[0048] 首先將石灰石(成分如表2)分別破碎至2~5mm，然后將其磨細(xì)至粒度為-0.074mm 占85%以上。然后將拜耳法末次洗滌底流用板框式壓濾機(jī)壓濾，得到堿赤泥濾餅(成分如表 1)，將堿赤泥濾餅、石灰石粉、純堿粉按配料比例赤泥濾餅60質(zhì)量份、石灰石30質(zhì)量份、鋁土 礦粉5質(zhì)量份、純堿5質(zhì)量份，進(jìn)行充分混合，混礦后的堿比為1，鈣比為2,苛性系數(shù)A/S為 1.2,水分 20%。
[0049] 將配好的料進(jìn)入強(qiáng)力混料機(jī)進(jìn)行充分混合，混合均勻度達(dá)98%以上。
[0050] 將混成料進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，干燥用煙氣為燒結(jié)窯的煙氣，溫度為1000~1100 °C，干燥完成的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1150~1200°C，燒結(jié)熟料用冷卻 機(jī)進(jìn)行冷卻。然后熟料采用立磨進(jìn)行干磨，磨細(xì)為-0.074mm以下的顆粒占90%以上的熟料 粉末。
[0051] 將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進(jìn)行溶出，液固比為4:1，溶出的條件為： 堿濃度Na20 50g/L，ak = 1.2，溶出時(shí)間為20分鐘，溫度為75 °C。
[0052] 將熟料粉溶出得到的渣用熱水進(jìn)行7次反向洗滌后，洗液作為溶出調(diào)整液，渣進(jìn)行 堆存。
[0053]將熟料粉溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調(diào)整ak 為1.5，AL2O3濃度為120g/L，加入脫娃種子在脫娃機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫娃。脫娃條件為:種子量60g/L， 溫度160°C，時(shí)間1小時(shí)，脫硅完成后，漿液用葉濾機(jī)進(jìn)行精制，精液進(jìn)行種分分解，脫硅渣回 頭配料。
[0054] 脫硅得到的精液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解，分解得到A1 (0H)3，然后焙燒得到 氧化鋁。
[0055] 分解得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽，第一步用常規(guī)6效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā) 到堿液濃度為Na20 280~300g/L，然后再用鎳材蒸發(fā)器進(jìn)行第二步蒸發(fā)排鹽，得到堿液濃 度為Na20 500~600g/L，排出的鹽烘干后回頭配料。
[0056] 將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)行加種子降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體 再加入到溶出粗液中進(jìn)行溶解循環(huán)。結(jié)晶條件為:首溫80°C，末溫50°C，種子量20g/L，時(shí)間6 小時(shí)。
[0057]結(jié)晶得到的循環(huán)母液作為副產(chǎn)品，用于拜耳法生產(chǎn)的液堿原料。
[0058] 將種分分解步驟和兩步蒸發(fā)排鹽步驟得到的分解循環(huán)母液綜合計(jì)算，種分分解率 可以達(dá)到90%。
[0059] 以上的實(shí)施例僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的 范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí) 用新型的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù) 范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置，其特征在于，包括壓濾機(jī)、石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ) 罐、鋁土礦儲(chǔ)罐、立式混料機(jī)、干燥器、回轉(zhuǎn)窯、立式磨、熟料粉溶出槽、脫硅機(jī)、種分槽、蒸發(fā) 單元； 所述鋁土礦儲(chǔ)罐、石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ)罐均連接于所述立式混料機(jī)，所述立式混料機(jī)還 連接于所述壓濾機(jī)的濾餅出口；所述立式混料機(jī)的出料口連接于所述干燥器，所述干燥器 的出料管線與回轉(zhuǎn)窯的進(jìn)料溜管連接，所述回轉(zhuǎn)窯的出料口連接于所述立式磨的進(jìn)料溜 槽； 所述立式磨的出料槽通過管路連接所述熟料粉溶出槽，所述熟料粉溶出槽的排液管路 連接所述脫硅機(jī)，脫硅機(jī)通過管路連接所述種分槽;所述種分槽的出液管路連接所述蒸發(fā) 單元。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述干燥器的加熱介質(zhì)管路連接于所述回 轉(zhuǎn)窯的煙氣出口。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)單元包括串聯(lián)連接的六效蒸發(fā)器 和三效蒸發(fā)器，所述六效蒸發(fā)器連接所述三效蒸發(fā)器，三效蒸發(fā)器的出液管路連接于所述 脫娃機(jī)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述三效蒸發(fā)器為鎳制蒸發(fā)器。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK205590316SQ201620118527
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年2月6日
【發(fā)明人】張廣, 麻樹春
【申請(qǐng)人】杭州錦江集團(tuán)有限公司