基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于固體廢棄物的綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種拜耳法生產(chǎn)氧化鋁所排放的赤泥的綜合利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)I噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0?2.0噸赤泥。中國(guó)作為世界第四大氧化鋁生產(chǎn)國(guó)，每年排放的赤泥高達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸。大量赤泥的堆放，不僅占用了大量土地，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。其中，赤泥中含有大量的強(qiáng)堿性化學(xué)物質(zhì)，對(duì)生物和金屬、硅質(zhì)材料的強(qiáng)烈腐蝕性。
[0003]研宄結(jié)果表明，赤泥中包含有鋁、鈉、鐵、鈣、稀有金屬(如鈦、釩等)多種元素，而且各個(gè)廠家排放的赤泥中所含的成分也不同。近幾年，出現(xiàn)了多種赤泥的綜合利用方法，其中包括將赤泥煅燒后再將組分分步提取的方案，通過(guò)在赤泥中加入活化成分進(jìn)行高溫煅燒，將硅和鋁分離后再加入酸進(jìn)行分步提取，但是這些僅限于實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的方法，缺少在工業(yè)化應(yīng)用的裝置，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于拜耳法赤泥中有用組分的分離裝置，實(shí)現(xiàn)了赤泥中的鋁、鈉、鈣、鐵和稀有金屬的分步提取，基本可實(shí)現(xiàn)赤泥的吃干榨盡，而且具有工業(yè)化實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、便于與現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備關(guān)聯(lián)、工業(yè)化自動(dòng)化強(qiáng)等特點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置，包括鋁鈉提取單元、鈣提取單元、硅提取單元和控制單元，待處理赤泥漿和鋁礬土輸送裝置輸送的鋁礬土按比例混合后，經(jīng)過(guò)鋁鈉提取單元對(duì)其中的鋁和納提取，再經(jīng)過(guò)鈣提取單元對(duì)其中的鈣提取，再經(jīng)過(guò)硅提取單元對(duì)其中的硅提取后，對(duì)余渣收集；所述的工業(yè)化分離裝置中設(shè)置有若干只溫度傳感器、若干只PH檢測(cè)器、若干只流量計(jì)，并通過(guò)若干物料傳送裝置和若干只設(shè)置在管路中的控制閥門分別實(shí)現(xiàn)固態(tài)物料和液態(tài)物料的轉(zhuǎn)移輸送；
[0007]所述的控制單元與溫度傳感器、pH檢測(cè)器、流量計(jì)、物料傳送裝置和控制閥門電聯(lián)接，通過(guò)采集溫度傳感器、PH檢測(cè)器和流量計(jì)的信號(hào)，并按照設(shè)定的工業(yè)化流程實(shí)現(xiàn)物料傳送裝置和控制閥門的自動(dòng)控制。
[0008]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，鋁鈉提取單元包括赤泥管路、進(jìn)水管路、鋁釩土輸送裝置、活化劑輸送裝置和沿赤泥管路依次設(shè)置的混料裝置、燒結(jié)窖、水浸槽和一級(jí)過(guò)濾器；
[0009]所述的赤泥管路和鋁礬土輸送裝置的輸出端與混料裝置相連通，所述的進(jìn)水管路將水注入水浸槽；赤泥管路輸送的赤泥漿、鋁礬土輸送裝置輸送的鋁礬土原料顆粒和活化劑輸送裝置輸送的活化劑在混料裝置按比例混合為合適濕度的物料后，再輸送至燒結(jié)窯中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)料經(jīng)過(guò)水浸槽水浸后，再經(jīng)一級(jí)過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，一級(jí)濾液用于后續(xù)對(duì)余渣的處理，一級(jí)濾渣則進(jìn)入下一步提取環(huán)節(jié)。
[0010]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，所述一級(jí)過(guò)濾器的出液口與進(jìn)水管路相連通，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)物料的循環(huán)水浸，循環(huán)水浸后的一級(jí)濾渣進(jìn)入下一步提取環(huán)節(jié)。
[0011]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，所述的水浸槽上設(shè)置有溶出磨，對(duì)燒結(jié)窯輸出的物料進(jìn)行研磨細(xì)化。
[0012]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，所述的鈣提取單元包括進(jìn)酸管路、酸浸槽、二級(jí)過(guò)濾器和鈣回收容器，所述的進(jìn)酸管路將酸注入酸浸槽，所述的一級(jí)濾渣輸送至酸浸槽，經(jīng)過(guò)酸浸和二級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾后，二級(jí)濾渣輸送至鈣回收容器中，二級(jí)濾液進(jìn)入下一步提取環(huán)節(jié)；
[0013]所述的硅提取單元包括陳化槽、三級(jí)過(guò)濾器和硅回收容器，上一步驟的濾液經(jīng)過(guò)陳化槽陳化后，經(jīng)過(guò)三級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾，三級(jí)濾渣輸送至硅回收容器，三級(jí)濾液進(jìn)入下一步提取環(huán)節(jié)。
[0014]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，所述的三級(jí)過(guò)濾器的出液口與進(jìn)酸管路相連通。
[0015]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，還包括設(shè)置在硅提取單元之后的稀有金屬提取單元和鋁鐵分離提取單元，對(duì)硅提取單元剩余的余渣進(jìn)行分組分提?。?br>[0016]所述的稀有金屬提取單元包括鈦提取裝置或者級(jí)聯(lián)的鈦、釩提取裝置，硅提取單元中的三級(jí)濾液經(jīng)過(guò)稀有金屬提取單元提取后，輸出溶液進(jìn)入下一步環(huán)節(jié)；
[0017]所述的鋁鐵分離提取單元包括鋁鈉溶液提取管路、結(jié)晶裝置、四級(jí)過(guò)濾器、熱解裝置、溶解槽、五級(jí)過(guò)濾器和鐵回收容器；所述的四級(jí)過(guò)濾器的出液口與進(jìn)水管路相連通，所述的熱解裝置的出液口與進(jìn)酸管路相連通，所述的五級(jí)過(guò)濾器的出液口與鋁鈉提取管路相連通；
[0018]稀有金屬提取單元的輸出液進(jìn)入結(jié)晶裝置后進(jìn)行降溫結(jié)晶，再經(jīng)四級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾后，四級(jí)濾液經(jīng)由進(jìn)水管路使水得到循環(huán)利用，四級(jí)濾渣輸送至熱解裝置經(jīng)高溫?zé)峤夂?，液體經(jīng)由進(jìn)酸管路使得酸得以循環(huán)利用，熱解后的固態(tài)物置于溶解槽中，經(jīng)過(guò)一級(jí)過(guò)濾器輸出的一級(jí)濾液溶解后再經(jīng)五級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾，五級(jí)濾液經(jīng)由鋁鈉溶液提取管路進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)終端，五級(jí)濾渣輸送至鐵回收容器中；
[0019]所述鋁鈉溶液提取管路生產(chǎn)終端回收的活化劑再進(jìn)入活化劑輸送裝置，實(shí)現(xiàn)活化劑的循環(huán)使用。
[0020]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，還包括設(shè)置在硅提取單元之后的鋁鐵分離提取單元，對(duì)硅提取單元之后的余渣進(jìn)行分組分提取；
[0021]所述的鋁鐵分離提取單元包括鋁鈉溶液提取管路、結(jié)晶裝置、四級(jí)過(guò)濾器、熱解裝置、溶解槽、五級(jí)過(guò)濾器和鐵回收容器；所述的四級(jí)過(guò)濾器的出液口與進(jìn)水管路相連通，所述的熱解裝置的出液口與進(jìn)酸管路相連通，所述的五級(jí)過(guò)濾器的出液口與鋁鈉提取管路相連通；
[0022]硅提取單元中的三級(jí)濾液進(jìn)入結(jié)晶裝置后進(jìn)行降溫結(jié)晶，再經(jīng)四級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾后，四級(jí)濾液經(jīng)由進(jìn)水管路使水得到循環(huán)利用，四級(jí)濾渣輸送至熱解裝置經(jīng)高溫?zé)峤夂螅后w經(jīng)由進(jìn)酸管路使得酸得以循環(huán)利用，熱解后的固態(tài)物置于溶解槽中，經(jīng)過(guò)一級(jí)過(guò)濾器輸出的一級(jí)濾液溶解后再經(jīng)五級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾，五級(jí)濾液經(jīng)由鋁鈉溶液提取管路進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)終端，五級(jí)濾渣輸送至鐵回收容器中；
[0023]所述鋁鈉溶液提取管路生產(chǎn)終端回收的活化劑再進(jìn)入活化劑輸送裝置，實(shí)現(xiàn)活化劑的循環(huán)使用。
[0024]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，所述的水浸槽、酸浸槽、陳化槽中均設(shè)置有攪拌裝置；所述的控制閥門設(shè)置在赤泥管路、進(jìn)水管路、進(jìn)酸管路、一級(jí)過(guò)濾器出液口、二級(jí)過(guò)濾器出液口、三級(jí)過(guò)濾器出液口、四級(jí)過(guò)濾器出液口和五級(jí)過(guò)濾器出液口。
[0025]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用組分工業(yè)化分離裝置中，所述的酸浸槽中注入的酸為硫酸；所述的活化劑為碳酸鈉或氫氧化鈉。
[0026]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果如下:
[0027]1、本實(shí)用新型在裝置中設(shè)置了若干只溫度傳感器、pH檢測(cè)器、流量計(jì)、物料傳送裝置和控制閥門，在控制單元的控制下，按照設(shè)定的工業(yè)化流程實(shí)現(xiàn)物料傳送裝置和控制閥門的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了赤泥的大規(guī)模的自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率和規(guī)模化效益。
[0028]2、本實(shí)用新型給出赤泥綜合利用的分步提取裝置，裝置包含各個(gè)組分的提取單元，并設(shè)計(jì)了多種組合方案，便于廠家根據(jù)生產(chǎn)條件進(jìn)行實(shí)地搭配，或進(jìn)行全部組分的提取，也可只進(jìn)行部分組分的提取。比如廠家可以根據(jù)自身?xiàng)l件只進(jìn)行鋁、鈉提取，也可進(jìn)行鋁、鈉、鈣、硅提取或者包括稀有金屬在內(nèi)的全部組分提取。
[0029]3、本實(shí)用新型將赤泥漿和鋁礬土顆粒按照一定的比例均勻混合形成合適濕度的物料后，置入燒結(jié)窯中進(jìn)行燒結(jié)，從而避免了直接燒結(jié)赤泥漿時(shí)，由于只燒結(jié)高水分含量赤泥所帶來(lái)的能源浪費(fèi)和污染損壞燒結(jié)窯的不足，進(jìn)一步提高了能源利用效率和效益產(chǎn)出。通過(guò)選擇合適的溫度、燒結(jié)時(shí)間和活化劑比例，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)赤泥和鋁土礦中絕大部分鋁元素反應(yīng)為溶于水的成分，而赤泥和鋁土礦中硅、鐵、鈣等元素則不溶于水，經(jīng)過(guò)后續(xù)酸浸后得以分組分提取。
[0030]4、本實(shí)用新型將鋁鐵分離提取環(huán)節(jié)獲取的鋁鈉溶液通過(guò)管路傳輸并入氧化鋁生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)線中，進(jìn)行碳分處理或晶種分離，在生產(chǎn)終端獲得氧化鋁產(chǎn)品，并回收了活化劑一一碳酸鈉或氫氧化鈉，使其可再次填入燒結(jié)窯中循環(huán)應(yīng)用，節(jié)約了成本。
[0031]5、本實(shí)用新型將一級(jí)過(guò)濾器的出液口通過(guò)閥門與進(jìn)水管路相連通，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)物料的循環(huán)水浸，可以通過(guò)自動(dòng)控制管路中的閥門，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料設(shè)定次數(shù)的循環(huán)水浸后，再自動(dòng)將溶液輸出至鋁鈉溶液提取管路。
[0032]6、本實(shí)用新型將三級(jí)過(guò)濾器的出液口通過(guò)閥門與進(jìn)酸管路和下一步的溶液提取管路