一種鋁土礦選精礦的溶出方法
【專利摘要】一種鋁土礦選精礦的溶出方法，涉及一種鋁土礦浮選精礦拜耳法溶出生產(chǎn)氧化鋁工藝方法的改進(jìn)。其特征在于其溶出過程的步驟依次包括：（1）將加熱的堿液流和礦漿流匯合；（2）將匯合后的料漿進(jìn)行加熱；（3）加熱后的料漿進(jìn)入停留罐停留，進(jìn)行脫硅脫鈦；（4）進(jìn)行加熱溶出；（5）進(jìn)入溶出停留罐進(jìn)行保溫溶出；（6）進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行蒸發(fā)。本發(fā)明的方法，選擇特殊的雙流法溶出工藝流程，設(shè)置停留罐，使礦漿在停留期間進(jìn)行脫硅、脫鈦反應(yīng)，巧妙避開選精礦結(jié)疤溫度段，延長(zhǎng)多行程多管換熱器的運(yùn)行周期，選擇雙流法間接加熱溶出設(shè)備和工藝流程，實(shí)現(xiàn)雙流法間接加熱溶出，減少直接加熱蒸汽沖淡，強(qiáng)化溶出效果，同時(shí)降低蒸發(fā)能耗。
【專利說明】一種鋁土礦選精礦的溶出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種鋁土礦選精礦的溶出方法，涉及一種鋁土礦浮選精礦拜耳法溶出生產(chǎn)氧化鋁工藝方法的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著氧化鋁產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，鋁土礦消耗量快速增加，尤其是高品位鋁土礦儲(chǔ)量急劇下降。采用鋁土礦浮選工藝，能夠?qū)⒌推肺讳X土礦處理成為高品位選精礦用于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁，有效解決低品位鋁土礦不能直接采用經(jīng)濟(jì)的拜耳法生產(chǎn)的問題。
[0003]在拜耳法循環(huán)母液溶出鋁土礦中，絕大多數(shù)氧化鋁廠都采用雙流法或單流法溶出工藝。
[0004]鋁土礦浮選精礦中既存在低溫(90°C~IO(TC)反應(yīng)的高嶺石，高溫(>180°C)反應(yīng)的伊利石，也存在中溫(150°C~180°C)反應(yīng)的葉臘石，加上鈦礦物在150~260°C不同程度的析出，使得溶出礦漿在整個(gè)加熱和溶出過程中的各溫度段，都會(huì)有硅、鈦礦物反應(yīng)析出并部分形成結(jié)疤。選精礦的物化性質(zhì)決定了溶出礦漿予脫硅性能差、在溫度低于230°C的條件下硅、鈦礦物大量析出。單流法溶出會(huì)造成溶出設(shè)備加熱面結(jié)疤速度快、影響溶出機(jī)組的穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行，因此單流法溶出工藝不適合處理選精礦。
[0005]選精礦溶出采用套管間接預(yù)熱和無攪拌溶出器直接加熱相結(jié)合的雙流法溶出工藝技術(shù):將選精礦、循環(huán)堿液、循環(huán)堿液、石灰乳配制成800~900g/L高固含原礦漿，并進(jìn)行8~IOh預(yù)脫硅反應(yīng)后的 礦漿流，經(jīng)單套管間接預(yù)熱到180~190°C，堿液流經(jīng)13級(jí)三套管間接預(yù)熱到260~270°C。預(yù)熱后的礦漿流和堿液流混合后進(jìn)溶出器直接加熱到溶出溫度260~265°C，然后保溫溶出。該工藝能夠避開套管間接加熱預(yù)熱過程中合流礦漿的大量結(jié)疤段，從而避開了套管加熱面的快速結(jié)疤，保證溶出機(jī)組高效運(yùn)行。
[0006]選精礦雙流法溶出工藝雖然在減輕結(jié)疤方面有一定優(yōu)勢(shì)，但也存在如下問題:堿液套管預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)為十級(jí)乏汽預(yù)熱和三級(jí)新蒸汽預(yù)熱，由于高溫堿液對(duì)套管的腐蝕問題，三級(jí)新蒸汽預(yù)熱套管無法正常使用，致使高固含礦漿和堿液合流后溫度180~190°C，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值235°C。為保證溶出溫度，在溶出器中需通入85t/h左右過熱蒸汽將合流礦漿直接加熱到溶出溫度，也就是說通入蒸汽直接加熱使礦漿升溫70~80°C，形成大量冷凝水的沖淡而影響溶出效果，同時(shí)使蒸發(fā)能耗增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效減緩選精礦礦物結(jié)疤，延長(zhǎng)換熱器的運(yùn)行周期，減少直接加熱蒸汽沖淡，強(qiáng)化溶出效果，同時(shí)降低蒸發(fā)能耗的鋁土礦選精礦的溶出方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0009]一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于其溶出過程的步驟依次包括:
(I)將加熱的堿液流和礦漿流匯合；(2)將匯合后的料漿進(jìn)行加熱；
(3)加熱后的料衆(zhòng)進(jìn)入停留Sil停留，進(jìn)行脫娃脫欽；
(4)進(jìn)行加熱溶出；
(5)進(jìn)入溶出停留罐進(jìn)行保溫溶出；
(6)進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行蒸發(fā)。
[0010]本發(fā)明的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(1)的將加熱的堿液流和礦漿流匯合后的漿料的溫度為180~190°C。
[0011]本發(fā)明的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(2)的將匯合后的料漿進(jìn)行加熱過程采用蒸汽直接加熱，加熱料漿的溫度為205~215°C。
[0012]本發(fā)明的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(3)的進(jìn)行脫硅脫鈦過程停留時(shí)間為15~20min。
[0013]本發(fā)明的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(4)的進(jìn)行加熱溶出過程采用間接加熱溶出。
[0014]本發(fā)明的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(4)的進(jìn)行加熱溶出過程采用的間接加熱溶出設(shè)備為六程多管換熱器。
[0015]本發(fā)明的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，對(duì)目前選精礦雙流法間接加熱流程進(jìn)行優(yōu)化，通過對(duì)選精礦在預(yù)加熱溶出過程中硅鈦礦物反應(yīng)行為研究，確立了減緩選精礦礦物結(jié)疤的措施，選擇特殊的雙流法溶出工藝流程，設(shè)置停留罐，使礦漿在停留期間進(jìn)行脫硅、脫鈦反應(yīng)，巧妙避開選精礦結(jié)疤溫度段，延長(zhǎng)多行程多管換熱器的運(yùn)行周期，選擇雙流法間接加熱溶出設(shè)備和工藝流程，實(shí)現(xiàn)雙流法間接加熱溶出，減少直接加熱蒸汽沖淡，強(qiáng)化溶出效果，同時(shí)降低蒸發(fā)能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的方法的工藝流程示意圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的雙流法溶出的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其溶出過程的步驟依次包括:(I)將加熱的堿液流和礦漿流匯合；匯合后的漿料的溫度為180~190°C ；(2)將匯合后的料漿進(jìn)行加熱；加熱過程采用蒸汽直接加熱，加熱料漿的溫度為205~215°C ；(3)加熱后的料漿進(jìn)入停留罐停留15~20min，進(jìn)行脫硅脫鈦；(4)進(jìn)行間接加熱溶出；采用的間接加熱溶出設(shè)備為六程多管換熱器；(5)進(jìn)入溶出停留罐進(jìn)行保溫溶出，(6)進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行蒸發(fā)。
[0018]由于間接加熱的效率主要取決于預(yù)熱器的熱交換面積以及表面結(jié)疤狀。借鑒套管換熱器和單行程多管式換熱器的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，本發(fā)明采用多行程多管式換熱器作為混合礦漿的加熱設(shè)備。在結(jié)疤可控的情況`下，該設(shè)備將大大增加換熱面積，提高間接加熱效率。
[0019]采用的換熱器可為規(guī)格C 1600 X 15288mm,為六程多管結(jié)構(gòu)，換熱管C89X7X 12000mm，126根/臺(tái)，換熱面積407 m2/臺(tái)，具有換熱面積大、耐高溫(高至300°C )、高壓(可高至數(shù)百公斤)、易于清理(高壓水、酸洗)檢修的特點(diǎn)。
[0020]本發(fā)明的方法，通過對(duì)選精礦雙流法加熱溶出過程系統(tǒng)優(yōu)化研究，找出雙流法溶出礦漿在較高預(yù)熱溫度區(qū)間結(jié)疤的規(guī)律，尋找合理的脫硅、脫鈦工藝條件，為設(shè)計(jì)低結(jié)疤速度、長(zhǎng)運(yùn)行周期的間接加熱設(shè)備和相應(yīng)的工藝流程提供依據(jù)。研究表明:在溶出205~215°C，設(shè)置合流礦漿的反應(yīng)停留罐，使硅、鈦礦物在停留罐中充分反應(yīng)(此溫度下反應(yīng)15~20min，脫硅率46%，脫鈦率66%)，可以明顯降低后續(xù)預(yù)熱過程中硅、鈦礦物的反應(yīng)析出幾率，減緩加熱面的結(jié)疤速度。
[0021]在現(xiàn)有技術(shù)的雙流法直接加熱溶出流程基礎(chǔ)上，完成選精礦雙流法間接加熱流程和設(shè)備的配置:在205~215°C設(shè)置停留罐，使礦漿在此溫度下停留一定時(shí)間進(jìn)行脫硅、脫鈦反應(yīng)，巧妙避開選精礦結(jié)疤溫度段，在隨后的間接加熱段不再出現(xiàn)大量硅、鈦礦物的反應(yīng)，因而大大減緩結(jié)疤速度。同時(shí)，通過新增多管多程預(yù)熱器間接加熱溶出，減少直接加熱蒸汽消耗，從而減少溶出沖淡。
[0022]現(xiàn)有技術(shù)雙流法溶出的工藝流程示意圖(見圖2):高固含礦漿和堿液合流后180~190°C，進(jìn)溶出器通入過熱蒸汽直接加熱到溶出溫度，也就是說通入蒸汽直接加熱使礦漿升溫70~80°C，形成大量冷凝水的沖淡。
[0023]本發(fā)明選精礦雙流法間接加熱流程溶出流程(見圖1):高固含礦漿和堿液合流后180~190°C，進(jìn)入直接加熱溶出器，通入適量的過熱蒸汽將礦漿直接加熱到205~215°C，然后在溶出器中停留脫硅脫鈦。再進(jìn)入多管多程換熱器，采用新蒸汽間接加熱礦漿到溶出溫度，并在隨后的溶出器中保溫溶出。
[0024]通過選精礦雙流法間接加熱溶出工藝的運(yùn)行，該多管多程換熱器運(yùn)行周期達(dá)兩個(gè)月以上，管壁結(jié)疤并不嚴(yán)重，即使換熱管有礦漿粗砂沉積堵管現(xiàn)象，用高壓水也很容易清理。
實(shí)施例
[0025]在原選精礦雙流法工業(yè)流程的基礎(chǔ)上，新增3臺(tái)六程多管換熱器，建立了選精礦雙流法間接加熱工業(yè)流程:
堿液和礦漿合流進(jìn)原1#溶出器通入過熱蒸汽直接加熱至205~215°C，在原2#溶出器停留脫硅脫鈦，再進(jìn)入新增換熱器通入飽和新蒸汽間接加熱至245~255°C，最后進(jìn)入原3#溶出器通入過熱蒸汽補(bǔ)充加熱到262°C，并保溫溶出。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施，能夠減少蒸汽沖淡，使溶出礦漿苛性堿濃度提高20~30g/L，使氧化鋁溶出率提高I~2%，實(shí)現(xiàn)溶出的指標(biāo)優(yōu)化，同時(shí)減少了蒸發(fā)器壓力。該流程和設(shè)備可以成功地實(shí)現(xiàn)選精礦雙流法礦漿多管、多程間接加熱溶出。單臺(tái)換熱器能使溶出料漿升溫15°C左右，3臺(tái)換熱器的運(yùn)行使溶出礦漿Nk濃度提高25g/L左右，溶出率提高1.5%左右。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于其溶出過程的步驟依次包括: (1)將加熱的堿液流和礦漿流匯合； (2)將匯合后的料漿進(jìn)行加熱； (3)加熱后的料衆(zhòng)進(jìn)入停留Sil停留，進(jìn)行脫娃脫欽； (4)進(jìn)行加熱溶出； (5)進(jìn)入溶出停留罐進(jìn)行保溫溶出； (6)進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行蒸發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(1)的將加熱的堿液流和礦漿流匯合后的漿料的溫度為180~190°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(2)的將匯合后的料漿進(jìn)行加熱過程采用蒸汽直接加熱，加熱料漿的溫度為205~215°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(3)的進(jìn)行脫硅脫鈦過程停留時(shí)間為15~20min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(4)的進(jìn)行加熱溶出過程采用間接加熱溶出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋁土礦選精礦的溶出方法，其特征在于所述的步驟(4)的進(jìn)行加熱溶出過程采用的間 接加熱溶出設(shè)備為六程多管換熱器。
【文檔編號(hào)】C01F7/02GK103496725SQ201310461457
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】韓敏, 張文豪, 張玲仙, 武福運(yùn), 王二星, 黃昂, 馬吉正, 王凱, 尹海軍, 賈音, 王慶玲, 鐘朝東 申請(qǐng)人:中國鋁業(yè)股份有限公司