用于潷析礦物漿料的沉降器及用于將所礦物漿料的澄清液和濃漿分離的方法
【專利摘要】一種用于潷析礦漿的沉降器(201)，其包括罐(203)，所述罐具有側(cè)壁(205)、底部(207)和頂部(209)；位于罐底部用于濃漿的出口(211)；用于抽取澄清液的溢流料流的第一溢流口(213)；用于將新鮮漿料引入罐中的漿料輸入裝置(215)，所述漿料輸入裝置(215)具有漿料口(261)，通過所述漿料口將新鮮漿料加入罐中的漿料體中；以及具有垂直軸線(239)的攪拌器(217)，攪拌器圍繞該垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在所述沉降器中，漿料口(261)相對(duì)于所述攪拌器的垂直軸線橫向偏移，并且所述漿料輸入裝置(215)包括混合裝置(251)。一種包括上述沉降器的分離裝置及一種用于將礦漿的澄清液和濃漿分離的方法。
【專利說明】
用于潷析礦物漿料的沉降器及用于將所礦物漿料的澄清液和 濃漿分離的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及在工業(yè)工藝中使用的礦漿沉降器。更具體而言，本發(fā)明涉及用于潷析 或稠化礦物或礦物尾礦，例如，在通過拜耳堿性消化或溶蝕工藝從鋁土礦中提取氧化鋁的 過程中產(chǎn)生的赤泥的漿料的沉降器。有時(shí)，這種沉降器稱為重力沉降器、壓力沉降器、澄清 器、分離器、稠化器、深度稠化器等。在下文中，所述沉降器可還稱為重力沉降器。
[0002] 本發(fā)明還涉及包括這種沉降器的分離裝置，以及將礦漿的澄清液與濃漿分離的方 法。
[0003] 本發(fā)明下文的描述集中在拜耳法漿料的沉降上。然而，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是本發(fā)明具有 比這更廣泛的應(yīng)用，并且本發(fā)明通常涉及任何類型的工藝漿料的沉降。
【背景技術(shù)】
[0004] 許多工業(yè)工藝使用罐或池，在罐或池中，通常借助絮凝劑或其他化學(xué)助劑使礦物 或尾礦漿料沉降和稠化，以產(chǎn)生下層的濃漿和上層的澄清液。由于各種原因可能需要稠化 工藝，但稠化工藝通常用于產(chǎn)生稠泥漿或塑性固體，所述稠泥漿或塑性固體比稀漿料可更 容易地且經(jīng)濟(jì)地處理或運(yùn)輸。然后，所述澄清液可再循環(huán)至相同的工業(yè)工藝或直接處理掉。
[0005] 例如，通過鋁土礦的堿性消化而產(chǎn)生氫氧化鋁的方法一一已知為拜耳法一一具有 處理由鋁土礦的消化而得到的漿料的分離裝置，以使富集的鋁酸鈉溶液與稱為赤泥的不溶 性殘余物分離。分離裝置通常被連接到用于處理富集的鋁酸鈉溶液的沉淀裝置上，以析出 氫氧化鋁。分離裝置通常包括用于將絮凝劑加入漿料中的預(yù)處理裝置和連接至所述預(yù)處理 裝置的用于產(chǎn)生澄清液的沉降器。預(yù)處理裝置通常通過在沉降器外產(chǎn)生具有低固體顆粒濃 度的澄清液的溢流料流來改善沉降器的性能。
[0006] 在已知的拜耳法中，分離裝置通常包括過濾裝置，其用于從澄清液中除去至少部 分的不溶性殘余物的剩余顆粒。在沉降器之后使用過濾確保待輸送至沉淀裝置的過飽和溶 液是高純度的。工業(yè)上一直在尋找并仍在尋找改善拜耳法性能的分離裝置，特別是沉降器， 以簡(jiǎn)化過濾步驟的實(shí)施和操作，并降低相關(guān)成本。
[0007] 已知用于處理礦漿(例如，赤泥）的沉降器通常包括罐，該罐用于容納或潷析漿料 體以形成下層的濃漿和上層的澄清液，所述罐具有側(cè)壁、底部和頂部、罐底部濃漿的出口以 及用于抽取澄清液的溢流料流的溢流口。通過給料井將待潷析的漿料引入罐中，所述給料 井通常是由具有上端開口的圓筒形側(cè)壁構(gòu)成的直立圓筒，且所述給料井被部分浸沒在罐內(nèi) 漿料的上表面以下。沉降過程通常通過垂直旋轉(zhuǎn)的以耙或類似的在罐中心布置的攪拌器來 輔助。
[0008] 美國(guó)專利第6,936，178號(hào)記載了一種用于礦漿(例如，拜耳法的赤泥）的沉降器，其 使由不想要的固體沉積物引起的問題最小化，所述固體沉積物由包含在所述漿料中的大比 例的粗顆粒引起。在以上專利中描述的沉降器具有漿料輸入裝置，所述漿料輸入裝置具有 漿料口，通過所述漿料口將新鮮漿料加入罐內(nèi)的漿料體中且所述漿料口被設(shè)置成避免所述 新鮮漿料中的固體積聚在緊靠該漿料口的上游處。另外，所述漿料口相對(duì)于攪拌器的大體 垂直的軸線橫向偏移，攪拌器圍繞該垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0009] 需要提供一種用于潷析礦漿(例如，赤泥）的沉降器，其可以穩(wěn)定地產(chǎn)生具有低固 體顆粒濃度的澄清液的溢流料流，同時(shí)將濃漿的密度保持在可接受的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是改進(jìn)沉降器設(shè)計(jì)以適合含有粗顆粒的漿料，例如，赤泥，并且穩(wěn)定 地產(chǎn)生具有低固體顆粒濃度的澄清液的溢流料流，同時(shí)將濃漿的密度保持在可接受的水 平。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是優(yōu)化絮凝劑的性能，從而限制加入的絮凝劑的量。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，提供了用于潷析礦漿的沉降器，其包括
[0013] -罐，用于容納和潷析漿料體以形成下層的濃漿和上層的澄清液，該罐具有側(cè)壁、 底部和頂部，
[0014] -位于罐底部用于濃漿的出口，
[0015] -第一溢流口，用于抽取澄清液的溢流料流，
[0016] -靠近罐頂部處將新鮮漿料引入罐中的漿料輸入裝置，該漿料輸入裝置具有漿料 口，通過該漿料口將新鮮漿料加入罐中的漿料體中，以及
[0017] -攪拌器，具有大體垂直的軸線，所述攪拌器圍繞該垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或作往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，
[0018] 所述沉降器的特征在于，所述漿料口相對(duì)于攪拌器的所述大體垂直的軸線橫向偏 移，并且所述漿料輸入裝置包括混合裝置。
[0019] 優(yōu)選地，漿料輸入裝置限定了包括混合裝置的流通面積。更優(yōu)選地，所述漿料輸入 裝置限定了包括用于將絮凝劑與新鮮漿料混合，同時(shí)稀釋罐中容納的漿料體中的所述絮凝 劑的混合裝置的流通面積。優(yōu)選地，所述混合裝置是無底的，也就是說其不具有固體可在其 上積聚的任何機(jī)械部件。這種構(gòu)造防止固體積聚在緊靠漿料輸入裝置的漿料口上方。這種 構(gòu)造還促進(jìn)漿料輸入裝置中用漿料體的漿料稀釋絮凝劑，同時(shí)促進(jìn)所述絮凝劑與新鮮漿料 混合。
[0020] 因?yàn)閿嚢杵骺蔀榘业男问?，所以所述攪拌器可稱為耙，所述耙具有與垂直軸線對(duì) 齊的可旋轉(zhuǎn)或可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的中心垂直桿。
[0021] 術(shù)語"橫向偏移"是指攪拌器(或其向上延伸部分)的垂直軸線不穿過漿料口，因?yàn)?該開口相對(duì)于軸線是水平側(cè)向偏移的。通常漿料口基本向下開口，因此對(duì)著罐的底部。
[0022] 漿料輸入裝置可稱為給料井。更確切地說，所述漿料輸入裝置為豎直取向的給料 井，在給料井的底部設(shè)有漿料口以形成流入罐內(nèi)漿料體中的漿料流。插入裝置的位置相對(duì) 于攪拌器的大體垂直的軸線表明其可稱為偏心給料井。
[0023] 給料井相對(duì)沉降器的位置防止固體顆粒的積聚和底流稠化物質(zhì)的阻塞。另外，這 種與所述偏心給料井中的混合裝置結(jié)合使用的偏心給料井使得能夠分別在給料井和沉降 器中進(jìn)行不同的混合條件。
[0024] 所述攪拌器的垂直軸線優(yōu)選與濃漿的出口同心對(duì)準(zhǔn)，使得軸線和出口都位于罐中 心。那么，漿料口中心與罐中心的優(yōu)選距離為罐中心與罐側(cè)壁之間距離的至少5 %，且更優(yōu) 選至少10%。實(shí)際上，漿料口可位于罐中心與罐側(cè)壁之間距離的50%或更遠(yuǎn)處，甚至可位于 緊鄰罐的側(cè)壁處。
[0025]本發(fā)明的沉降器可設(shè)有一個(gè)以上的漿料輸入裝置，所有的漿料輸入裝置均具有相 對(duì)于攪拌器的垂直軸線橫向偏移的漿料口。
[0026] 優(yōu)選地，混合裝置的操作獨(dú)立于攪拌器。
[0027] 當(dāng)給料井的混合裝置包括一個(gè)或多個(gè)安裝在相同旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)式攪拌器時(shí)，給 料井的偏心構(gòu)造使得能夠設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速，使之與沉降器中攪拌器的速度不同。通常，給 料井?dāng)嚢杵鞯霓D(zhuǎn)速大于沉降器中一個(gè)攪拌器的轉(zhuǎn)速。
[0028] 優(yōu)選地，將漿料輸入裝置構(gòu)造成避免新鮮漿料中的固體積聚在緊靠漿料口的上游 處。
[0029] 漿料輸入裝置在緊靠漿料口上游處具有橫向于漿料流的橫截面，并且有利地，漿 料口的橫截面積與緊靠漿料口上游處給料井橫截面積的至少80 % -樣大。理想地，所述漿 料口的尺寸(面積)與緊靠漿料口上游處的漿料輸入裝置的橫截面相同，或不會(huì)明顯更小。 由于新鮮漿料在給料井中不會(huì)過于靜止，這避免或防止了給料井中新鮮漿料中的固體大量 積聚在緊靠漿料口上游處。
[0030] 可通過使新鮮漿料流保持適當(dāng)高速率流過整個(gè)漿料輸入裝置和漿料口以防止固 體沉淀來避免新鮮漿料中的固體積聚在緊靠漿料輸入裝置開口的上游處。
[0031] 優(yōu)選地，漿料輸入裝置的混合裝置包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器。至少一個(gè)、優(yōu)選所 有的旋轉(zhuǎn)式攪拌器可為葉片式攪拌器。
[0032] 優(yōu)選地，漿料輸入裝置包括直立的圓柱形壁，所述漿料輸入裝置的混合裝置在圓 形區(qū)域中操作，所述圓形區(qū)域的直徑為所述直立的圓柱形壁直徑的0.4至0.8倍，例如0.6 倍。這能夠優(yōu)化漿料輸入裝置中的絮凝劑與固體材料之間的接觸。
[0033]優(yōu)選地，漿料輸入裝置包括漿料給料管，所述漿料給料管以這樣的方式設(shè)置:漿料 被切向地供入漿料輸入裝置中。這樣使得沿漿料輸入裝置側(cè)壁潷析絮凝漿料的速度更緩 慢，從而減小固體物質(zhì)集料的損耗。
[0034]優(yōu)選地，漿料輸入裝置的混合裝置包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器，其被設(shè)置在相對(duì)于漿 料給料管的更低處和更高處。使用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器確保了漿料輸入裝置的大部分的內(nèi)部 體積受到攪拌。該兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器分別相對(duì)于漿料給料管更低處和更高處的設(shè)置，確保 了將絮凝漿料供入漿料輸入裝置的攪拌區(qū)域中。
[0035]優(yōu)選地，漿料口被設(shè)置在漿料輸入裝置的底部。這確保被供入漿料輸入裝置中的 絮凝漿料中的固體顆粒不會(huì)積聚在所述漿料輸入裝置的底部。這避免了任何的清潔或除垢 操作。
[0036] 根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明的沉降器包括第二溢流口，當(dāng)代表澄清液中固體顆 粒濃度的測(cè)量值大于預(yù)定閾值時(shí)，第二溢流口用于抽取澄清液的不合格溢流料流；當(dāng)所述 測(cè)量值小于預(yù)定閾值時(shí)，從第一溢流口抽取澄清液的溢流料流。
[0037] 在拜耳法的情況中，具有兩個(gè)分離的溢流口的沉降器表明存在兩條分離管線，一 條連接至沉淀步驟，另一條連接至預(yù)處理步驟。
[0038] 優(yōu)選地，第二溢流口位于比第一溢流口的更高水平處。由于這樣的構(gòu)造，在澄清液 的不合格溢流料流流出第二溢流口之前有延遲。這種延遲在作用于操作分離裝置之前給出 一些時(shí)間去反應(yīng)。該延遲與兩個(gè)溢流口之間垂直距離相關(guān)。由于這種構(gòu)造，在與第二溢流口 連接的管線中不需要閥門。由于不存在閥門，因此剝落對(duì)于閥門操作、更具體而言對(duì)閥門開 啟不存在不利影響。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明，提供了用于將礦漿的澄清液和濃漿分離的分離裝置，該分離裝置包 括用于下述的預(yù)處理裝置:將絮凝劑加入新鮮漿料中并混合所述新鮮漿料與所述絮凝劑， 并得到絮凝漿料，其特征在于，所述分離裝置還包括上述沉降器，所述沉降器被連接到所述 預(yù)處理裝置上，用于潷析所述絮凝漿料且用于產(chǎn)生澄清液。
[0040] 本發(fā)明還涉及將礦漿的澄清液和濃漿分離的方法，該方法包括在沉降器中沉淀新 鮮漿料，其包括
[0041] -將所述新鮮漿料引入罐中的漿料體中以形成下層的濃漿和上層的澄清液，所述 罐設(shè)有圍繞大體上垂直的軸線旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的攪拌器，所述新鮮漿料通過開口引入至漿 料輸入裝置中，
[0042]-從罐底部的出口移除濃漿，以及
[0043] -從第一溢流口移除靠近罐頂部的澄清液，
[0044] 所述方法的特征在于，所述新鮮漿料使用所述漿料輸入裝置中的混合裝置進(jìn)行混 合，并通過位于與所述攪拌器大體垂直的軸線橫向隔開位置處的所述開口引入到罐中。
[0045] 優(yōu)選地，漿料輸入裝置限定了包括混合裝置的流通面積。
[0046] 優(yōu)選地，所述方法包括在預(yù)處理步驟中通過以下步驟預(yù)處理新鮮漿料:將絮凝劑 加入至所述新鮮漿料中，并混合絮凝劑與漿料以得到絮凝漿料。
[0047]預(yù)處理步驟的總體目標(biāo)是促進(jìn)漿料中固體物質(zhì)集料的形成，從而促進(jìn)得到的絮凝 漿料中固體物質(zhì)的沉降。在預(yù)處理步驟中將絮凝劑與漿料混合的一個(gè)目的是提高漿料中絮 凝劑與固體物質(zhì)之間接觸的可能性。將絮凝劑與漿料混合的另一目的是保持固體物質(zhì)的分 散性(優(yōu)選均勻分散性），并且將在預(yù)處理步驟所用裝置中的固體物質(zhì)的沉降最小化，所述 固體物質(zhì)包括在漿料中形成的任何固體物質(zhì)的集料。將絮凝劑與漿料混合的另一目的是使 集料生長(zhǎng)成適于促進(jìn)固體物質(zhì)(包括固體物質(zhì)的集料)和沉降槽中的溶液分離的尺寸。 [0048]優(yōu)選地，預(yù)處理步驟包括漿料與至少部分絮凝劑的初始混合步驟、漿料與絮凝劑 在漿料輸入裝置中的最終混合步驟，并且選取初始混合步驟中的混合速率高于最終混合步 驟中的混合速率。
[0049] 混合速率意指表示施加于絮凝漿料（即絮凝劑）、漿料中的固體顆粒及固體物質(zhì)上 的剪切強(qiáng)度，所述固體物質(zhì)已經(jīng)借助所述絮凝劑形成固體顆粒的集料。固體顆粒的集料也 稱為絮凝物。混合速率可通過測(cè)定攪拌的速度，例如通過測(cè)定旋轉(zhuǎn)式攪拌器最終的速度來 確定。
[0050] 已發(fā)現(xiàn)施加至不同混合步驟中的混合速率不僅對(duì)固體顆粒與絮凝劑之間的接觸 有影響，而且對(duì)固體物質(zhì)集料的破裂有影響。換言之，有待于發(fā)現(xiàn)混合的最優(yōu)速率。更確切 地說，將一系列不同的混合速率施加于漿料，以優(yōu)化固體顆粒與絮凝劑之間的接觸或/和防 止固體物質(zhì)的集料的破裂。若混合速率過低，則固體顆粒和絮凝劑之間的接觸不充分。若混 合速率過高，則已凝聚的固體顆粒趨向于破裂。通過選擇初始步驟的混合速率高于最終混 合步驟的混合速率，出人意料地發(fā)現(xiàn)在沉降器中接下來的沉降步驟的性能被顯著改善。
[0051] 預(yù)處理步驟還可包括在該步驟過程中改變絮凝劑劑量率。預(yù)處理步驟可包括在該 步驟的早期階段選擇比在該步驟的晚期階段更高的劑量率。
[0052] 不囿于任何理論，可以看出上述混合速率的選擇和劑量率的改變進(jìn)一步提高預(yù)處 理步驟的早期階段中固體顆粒與絮凝劑的接觸，并且進(jìn)一步促進(jìn)了集料形成同時(shí)保持絮凝 漿料中固體物質(zhì)(包括可形成的任何集料)的分散。
[0053]已發(fā)現(xiàn)預(yù)處理步驟可顯著地改善分離步驟的性能，該分離步驟包括以高混合速率 將絮凝劑加入到至少一個(gè)上游罐，以及以低混合速率將絮凝劑加入到下游罐或重力沉降器 的漿料輸入裝置中。
[0054] 這種絮凝劑添加方案的影響可通過考慮以下來評(píng)估:一方面，在絮凝漿料的沉降 步驟過程中產(chǎn)生的澄清液的澄清度或其不溶性殘余物的濃度，另一方面，在所述分離步驟 過程中絮凝漿料的沉降速度。
[0055] 對(duì)于澄清液的澄清度而言，在重力沉降器的表面得到的澄清液的不溶性殘余物的 濃度大約l〇mg/L的數(shù)量級(jí)，這比當(dāng)使用常規(guī)的絮凝預(yù)處理步驟要小的多。
[0056] 對(duì)于絮凝漿料的沉降速度而言，這的確是要考慮的重要參數(shù)，因?yàn)樗龀两邓俣?與在分離步驟中使用的沉降器的效率有關(guān)。本發(fā)明的方法顯然旨在用于工業(yè)規(guī)模的工廠， 因此絮凝預(yù)處理需要以使沉降速度最大化的方式進(jìn)行。特別地，本發(fā)明的方法需要與在固/ 液分離步驟中使用高速率潷析相兼容。
[0057] 因此，所得的澄清液的固體顆粒的量明顯減少，因此，在拜耳法的情況中，不再需 要任何過濾，且可將澄清液直接供入沉淀步驟中。
[0058]優(yōu)選地，初始混合步驟包括使?jié){料流過第一和第二混合裝置。構(gòu)成初始混合裝置 的混合裝置可為串聯(lián)混合器或優(yōu)選為攪拌槽。
[0059] 優(yōu)選地，漿料輸入裝置的混合裝置包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器。可將攪拌器尖端 處的速度調(diào)節(jié)為〇. 3至0.7m/s。
[0060] 優(yōu)選地，沉降器的漿料輸入裝置具有漿料口，通過所述漿料口將絮凝漿料引入沉 降器中，引入沉降器中的絮凝漿料的速度保持為100至150m/h。
[0061] 引入沉降器中的絮凝漿料的速度可通過所述漿料的流量除以給料井漿料口的橫 截面積來確定。將引入沉降器中的絮凝漿料的速度保持在上述范圍內(nèi)確保了該速度對(duì)于將 絮凝漿料的固體物質(zhì)分散在沉降器的大部分內(nèi)體積中不是太低，并且該速度對(duì)于防止固體 物質(zhì)集料損耗和夾帶澄清液不是太高。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，所述方法包括
[0063] -當(dāng)代表澄清液中固體顆粒濃度的測(cè)量值小于預(yù)定閾值時(shí)，從第一溢流口抽取澄 清液的溢流料流，
[0064] -當(dāng)測(cè)量值大于預(yù)定閾值時(shí)，停止從第一溢流口抽取溢流料流，以及
[0065] -當(dāng)測(cè)量值大于所述預(yù)定閾值時(shí)，從第二溢流口抽取澄清液的不合格溢流料流。
[0066] 在拜耳法的情況中，在第一溢流口與沉淀步驟之間的管線上安有閥門。僅當(dāng)操作 是不正常時(shí)，也就是說當(dāng)測(cè)量值大于預(yù)定閾值時(shí)，所述閥門保持關(guān)閉。由于閥門關(guān)閉的持續(xù) 時(shí)間應(yīng)當(dāng)是有限的，因此剝落沒有時(shí)間發(fā)生，并且閥門的開啟不會(huì)被剝落阻止。
[0067]在拜耳法的情況中，當(dāng)本發(fā)明的方法用于處理由鋁土礦的堿性消化得到的漿料以 從不溶性殘余物中分離富集的鋁酸鈉溶液，所述方法提供了基本上由重力沉降器進(jìn)行的顯 著簡(jiǎn)化的分離步驟，并且不需要使用過濾步驟。在該上下文中，本發(fā)明的方法防止產(chǎn)生具有 不可接受純度的氧化鋁和/或在分離步驟之后的氧化鋁回收步驟的操作中出現(xiàn)事故。
【附圖說明】
[0068] 下圖描述了本發(fā)明，說明了本發(fā)明的沉降器、分離裝置和方法的一個(gè)實(shí)施方案，而 沒有限制。
[0069] 圖1是說明使用本發(fā)明的沉降器的拜耳法的實(shí)例的示意圖。
[0070] 圖2表示在拜耳法的情況中本發(fā)明的分離方法的實(shí)例。
[0071] 圖3表示在拜耳法的情況中使用一種控制方案的包括本發(fā)明的沉降器的分離裝 置。
[0072] 圖4表示在拜耳法的情況中使用另一種控制方案的包括本發(fā)明的沉降器的分離裝 置。
[0073] 圖5表示示出了本發(fā)明的沉降器實(shí)例的垂直剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0074]圖1中示例性示出的方法代表了已知的拜耳法中由鋁土礦生產(chǎn)氫氧化鋁的主要方 法步驟。
[0075]參照?qǐng)D1，通常在鋁酸鈉溶液的存在下，將鋁土礦10供入研磨步驟12中，以粉碎礦 石。將得到的漿料14供入脫硅步驟16中。脫硅之后，將脫硅液18和鋁土礦的漿料在預(yù)加熱步 驟20中預(yù)熱，且將其與鋁酸鈉溶液接觸，所述鋁酸鈉溶液由未示出的新鮮的鋁酸鈉液流和 鋁酸鈉溶液循環(huán)料流22提供。鋁酸鈉溶液和鋁土礦的預(yù)加熱漿料24供入消化鏈中的消化步 驟26,在消化鏈中，消化步驟在壓力和高溫下進(jìn)行。消化鏈通常由一系列的高壓釜組成，其 中漿料在所述高壓釜中循環(huán)。在消化過程中，獲得含有富集的鋁酸鈉溶液和不溶性殘余物 的漿料。在消化過程中，漿料流過未示出的熱交換器，熱交換器將熱量回收至預(yù)加熱步驟20 中。接著由消化得到的漿料28在步驟30中進(jìn)行減壓。然后，將仍包含富集的鋁酸鈉溶液和不 溶性殘余物的減壓漿料32輸送至分離步驟，以使富集的鋁酸鈉溶液與不溶性殘余物分離。 通常，分離步驟包括在重力沉降器中的潷析或沉降步驟70,在重力沉降器中不溶性殘余物 通過重力與富集的鋁酸鈉溶液分離。沉降罐通常處于壓力下。不溶性殘余物以赤泥36的形 式從沉降罐的底部移除，同時(shí)富集的鋁酸鈉溶液(通常稱為澄清液）以所述沉降罐的溢流料 流38的形式與赤泥分離。然后赤泥在逆流洗滌器42中用水40洗滌，以回收鋁酸鈉。具有極高 含量鋁酸鈉的第一洗滌器的溢流44流過輔助過濾步驟66,然后將所述過濾步驟過程中得到 的濾液料流67輸送至下文所述的沉淀步驟52。將經(jīng)洗滌的赤泥46輸送至處理區(qū)。將與不溶 性殘余物分離的富集的鋁酸鈉溶液料流50輸送至用于將氧化鋁回收為冶煉級(jí)氧化鋁的其 他步驟。這些步驟包括沉淀步驟和煅燒步驟。通常，在進(jìn)行沉淀之前，過飽和的鋁酸鈉溶液 料流50被進(jìn)一步冷卻以增加溶解的鋁酸鈉的過飽和度。在包括一系列沉淀器52的分解鏈中 進(jìn)行沉淀，其中將濾液50逐步冷卻以析出氫氧化鋁。通常，沉淀還包括在分級(jí)線路54中進(jìn)行 的分級(jí)步驟。向分級(jí)線路中供入離開沉淀線路52的氫氧化鋁的漿料53。細(xì)氫氧化鋁料流56 在分級(jí)線路54中被分離并循環(huán)返回至沉淀線路52中作為晶種。一旦離開分級(jí)線路54,廢液 58通過蒸發(fā)60進(jìn)行濃縮，將所得的濃縮液通過循環(huán)料流22送回至消化步驟，同時(shí)將產(chǎn)生的 氫氧化鋁62供入煅燒步驟64中。
[0076]在已知的拜耳法中，在沉降步驟之后，分離步驟通常需要其他的過濾步驟，用于從 澄清液中除去至少部分的不溶性殘余物的剩余顆粒。剩余顆粒通常非常細(xì)，過濾助劑，例如 石灰或鋁酸三鈣需要施用到濾布上，以防止堵塞和提高過濾速度。這同樣適用于需要鋁酸 三鈣68的輔助過濾步驟66。鋁酸三鈣通常由作為原料的石灰得到，但還消耗鋁酸鈉，因此降 低了拜耳法的轉(zhuǎn)化率。因此，過濾步驟的設(shè)備和操作相當(dāng)復(fù)雜，并導(dǎo)致高的資金成本和操作 成本。
[0077]圖1中所示方法的分離步驟70基本上通過在本發(fā)明的重力沉降器中沉降漿料來進(jìn) 行，并且在沉淀步驟52、54之前不需要使用過濾步驟。由于重力沉降器及其給料井(將在下 文進(jìn)行詳細(xì)描述)的特別設(shè)計(jì)，在重力沉降器的表面上得到的澄清液的不溶性殘余物的濃 度大約為l〇mg/L的數(shù)量級(jí)。與基于連續(xù)測(cè)定澄清液的池度的特定控制方案結(jié)合的重力沉降 器的特別設(shè)計(jì)，使得可以向沉淀步驟直接供入所述澄清液的料流50,同時(shí)保持產(chǎn)生的氧化 鋁的純度和隨后氧化鋁回收處理步驟的可靠性。
[0078] 參見圖2,分離步驟70包括：
[0079]-預(yù)處理漿料，在預(yù)處理步驟81中，通過向所述漿料中加入絮凝劑并混合絮凝劑與 漿料以得到絮凝漿料，
[0080]-在重力沉降器中沉降83所述絮凝漿料以產(chǎn)生澄清液和不溶性殘余物的濃漿，
[0081 ]-在測(cè)量步驟85中，確定代表澄清液中固體顆粒濃度的測(cè)量值，以及 [0082]-比較87測(cè)量值與預(yù)定閾值。
[0083]當(dāng)測(cè)量值小于所述預(yù)定閾值時(shí)，分離步驟70包括：
[0084]-從重力沉降器的第一溢流口抽取89澄清液的溢流料流，以及 [0085]-將所述澄清液直接供入91沉淀步驟52中。
[0086]當(dāng)測(cè)量值大于所述預(yù)定閾值時(shí)，分離步驟70包括：
[0087]-停止93從第一溢流口抽取溢流料流，
[0088]-從所述重力沉降器的第二溢流口抽取95澄清液的不合格溢流料流，以及 [0089]-將所述澄清液重定向（redirect)至預(yù)處理步驟81。
[0090] 圖3和圖4示出了分離裝置，在使用兩種不同類型的控制方案的拜耳法的情況中， 所述分離裝置包括本發(fā)明的沉降器。所示過程集中在拜耳法的分離步驟上，更準(zhǔn)確地說集 中在拜耳法的減壓步驟至沉淀步驟。
[0091] 參見圖3和圖4,將來自消化步驟的漿料料流101在一系列閃蒸罐中閃蒸冷卻至環(huán) 境溫度和環(huán)境壓力下。為了簡(jiǎn)化圖示，僅示出了減壓步驟中最后的閃蒸罐103及其蒸汽出口 105。使用栗109將減壓漿料107栗送到預(yù)處理步驟，其中通過加入絮凝劑并混合絮凝劑和所 述漿料進(jìn)行處理，所述減壓漿料107包含溶解氧化鋁的富集鋁酸鈉溶液和由不溶的鋁土礦 顆粒形成的不溶性殘余物。
[0092] 預(yù)處理步驟包括使用第一部分絮凝劑的初始混合步驟，所述初始混合步驟包括使 漿料流過第一攪拌槽111和第二攪拌槽113。通過第一絮凝劑給料管115將第一部分絮凝劑 加入栗109與第一攪拌槽111之間的管線中，并通過第二絮凝劑給料管117將其加入到所述 第一攪拌槽111與第二攪拌槽113之間的管線中。所述絮凝劑可為任何合適的絮凝劑，例如， 聚丙烯酸酯或異羥肟酸鹽。根據(jù)方法需要，所述布置使得可以改變絮凝劑的劑量率。第一攪 拌槽111與第二攪拌槽113都分別配有旋轉(zhuǎn)式攪拌器121、123。根據(jù)方法需要，旋轉(zhuǎn)式攪拌器 12U123可具有變速驅(qū)動(dòng)器，使得可在每個(gè)罐中以不同的速率轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌器。預(yù)處理步驟的第 一攪拌槽111和第二攪拌槽113串聯(lián)布置，具有位于所述罐上部的處理漿料入口和位于所述 罐下部的處理溶液出口。漿料串聯(lián)地流過攪拌槽111、113，使得100%的漿料流經(jīng)每個(gè)罐。
[0093]進(jìn)行預(yù)處理步驟，以得到絮凝漿料，所述絮凝漿料之后被引入到重力沉降器125 中，漿料的絮凝使得在重力沉降器中具有更好的沉降性能。
[0094] 所述預(yù)處理步驟還包括額外的混合步驟(在下文中稱為最終混合步驟），用于混合 漿料和絮凝劑，所述最終混合步驟在重力沉降器125的漿料輸入裝置(通常稱為給料井127) 中進(jìn)行。通過另一絮凝劑給料管129將第二部分絮凝劑加入第二攪拌槽113與給料井127之 間的管線中。同樣，可以根據(jù)方法需要改變通過管線129加入的絮凝劑的劑量率。
[0095]給料井通常用于將得到的絮凝漿料引入所述重力沉降器中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方 面，給料井127用于進(jìn)一步混合絮凝劑和漿料，因此給料井127包括混合裝置，例如旋轉(zhuǎn)式攪 拌器。更確切地說，給料井127的混合裝置包括安裝在相同軸線上的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器131， 以確保所述給料井的大部分內(nèi)部體積被攪拌。旋轉(zhuǎn)式攪拌器131可具有變速驅(qū)動(dòng)器。兩個(gè)旋 轉(zhuǎn)式攪拌器131分別被設(shè)置在相對(duì)漿料給料管133的更低處和更高處，以確保絮凝漿料被供 入給料井的攪拌區(qū)域中。
[0096]已發(fā)現(xiàn)恰好在沉降步驟之前，在沉降器125中混合絮凝劑和漿料顯著地改善分離 步驟的性能。當(dāng)?shù)谝粩嚢璨?11和第二攪拌槽113的混合速率高于給料井127的混合速率時(shí)， 分離步驟的性能甚至被進(jìn)一步改善。換言之，降低最終混合步驟中的混合速率，且恰好在所 得絮凝漿料進(jìn)行沉降步驟之前具有最終混合步驟，使得在漿料中獲得具有減少的固體顆粒 量，例如，小于l〇mg/L的澄清液。
[0097]將旋轉(zhuǎn)式攪拌器131尖端處的速度調(diào)節(jié)至0.3至0.7m/s。給料井127具有漿料口 135,通過所述漿料口將絮凝漿料引入重力沉降器中。漿料口 135設(shè)置在給料井127的底部， 以防止在所述給料井的底部積聚。被引入到重力沉降器中的絮凝漿料的速度保持在100至 150m/h，以將固體物質(zhì)分布在重力沉降器125的大部分的內(nèi)部體積中并防止聚集的固體物 質(zhì)損耗。
[0098] 給料井包括直立的圓柱形壁137、在圓形區(qū)域中操作的旋轉(zhuǎn)式攪拌器，所述圓形區(qū) 域的直徑約為所述直立的圓柱形壁直徑的0.6倍。漿料給料管133以這樣的方式布置:將漿 料切向供入漿料輸入裝置中。重力沉降器125具有耙141、相對(duì)耙的主軸線橫向偏移的漿料 口 135。這種構(gòu)造意味著給料井127中攪拌器131的軸線與耙141的軸線不同，使得給料井?dāng)?拌器131的轉(zhuǎn)速與耙141的轉(zhuǎn)速不同。
[0099] 絮凝漿料的固體組分和液體組分在重力沉降器125中分離，以在所述容器的頂部 產(chǎn)生澄清液并在所述容器的底部產(chǎn)生濃漿。
[0100] 重力沉降器設(shè)有第一溢流口 151，所述第一溢流口 151通過管線155連接到沉淀裝 置153上。濁度探針157設(shè)置在管線155上，用于確定澄清液的第二料流159的濁度測(cè)量值。管 線155還配有隔離閥161。隔離閥161通過過程控制裝置163在功能上與濁度探針連接，所述 過程控制裝置163包括用于比較測(cè)量值與預(yù)定閾值的裝置，所述預(yù)定閾值優(yōu)選對(duì)應(yīng)于10mg/ L的澄清液的固體物質(zhì)含量。
[0101] 對(duì)于濁度測(cè)量而言，可以通過抽取澄清液的第二料流并連續(xù)測(cè)量所述澄清液第二 料流的濁度來進(jìn)行。濁度的測(cè)量通常通過測(cè)量光穿過澄清液的樣品柱時(shí)的衰減來完成。用 于量化池度的單位通常為Nephelometric Turbidity Units或相應(yīng)的縮寫NTU。通常需要預(yù) 校準(zhǔn)由所測(cè)量的濁度值來確定澄清液中固體顆粒的濃度。例如通過加入可降低剝落的苛性 堿或任何其他類型的添加劑，可處理澄清液的第二料流以防止管線中的剝落。還可以提高 管線的溫度以防止氧化鋁在管線中沉淀。澄清液的第二料流或其上裝有濁度探針的任何管 線均可被跟蹤以提高澄清液的溫度，以防止氧化鋁在管線中沉淀。
[0102] 重力沉降器還設(shè)有連接預(yù)處理步驟的第二溢流口 171。第二溢流口 171通過重定向 管線173直接與緩沖罐175連通。通過直接連通，這意味著沒有裝置可以停止所述管線中的 流動(dòng)。第二溢流口 171位于比第一溢流口 151更高水平處。
[0103] 在正常操作中，即當(dāng)濁度的測(cè)量值小于預(yù)定閾值時(shí)，從第一溢流口 151抽取澄清液 的溢流料流并通過管線155將其直接供入沉淀裝置153中。當(dāng)測(cè)量者小于預(yù)定閾值時(shí)，過程 控制裝置163保持隔離閥161開啟。
[0104] 在異常操作中，即當(dāng)測(cè)量值大于預(yù)定閾值時(shí)，隔離閥161通過處理控制裝置163被 致動(dòng)在關(guān)閉位置，從而停止從第一溢流口 151中抽取溢流料流。然后通過第二溢流口 171和 在所述第二溢流口 171與緩沖罐175之間的重定向管173,澄清液自然地重定向至預(yù)處理步 驟。
[0105] 由于第二溢流口 171位于比第一溢流口 151更高處，因此重定向管線173上不需要 閥門。這防止可能在閥門上形成的任何剝落，該剝落將對(duì)閥門開啟操作特別有害。對(duì)于隔離 閥161而言，其僅在異常操作中保持關(guān)閉。由于隔離閥161保持關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間通常有限，因 此剝落應(yīng)當(dāng)沒有時(shí)間發(fā)生，并且隔離閥161的開啟不應(yīng)被剝落的存在而阻止。
[0106] 在分別由圖3和圖4表示的實(shí)施方案中，當(dāng)測(cè)量值大于預(yù)定閾值時(shí)，澄清液重定向 至預(yù)處理步驟通過緩沖罐175來進(jìn)行。重定向的澄清液可稱為不合格澄清液。在緩沖罐中的 停留時(shí)間為作用于分離步驟且更特別地是所述分離步驟的預(yù)處理步驟的操作提供了更多 時(shí)間。在兩種情況下，將澄清液引入緩沖罐175的下部，以防止不合格澄清液的冷卻，所述不 合格澄清液的冷卻會(huì)導(dǎo)致氧化鋁在所述緩沖罐中有害沉淀。在兩種情況下，通過配有栗183 的管線181或通過減壓步驟的閃蒸罐103的底部，可將不合格澄清液從緩沖罐175的底部重 定向至預(yù)處理步驟。
[0107] 在圖3的分離裝置中，通過蒸汽噴射器185將蒸汽注入緩沖罐中，以穩(wěn)定溶液并防 止氧化鋁在所述緩沖罐中沉淀。
[0108] 在圖4的分離裝置中，在緩沖罐中保持最少量的苛性鈉187,用于穩(wěn)定溶液并防止 氧化鋁在所述緩沖罐中沉淀。確定苛性鈉的最少量，從而使得氧化鋁與苛性鈉的重量比減 少了預(yù)定的值，例如0.60。
[0109] 現(xiàn)參照?qǐng)D5,在拜耳法的情況之外，現(xiàn)將更詳細(xì)地描述可在分離裝置中使用的的重 力沉降器的上述特征。實(shí)際上，所示的重力沉降器可用于潷析或稠化任何類型的礦漿。
[0110] 重力沉降器201包括用于容納和潷析漿料體以形成下層的濃漿和上層的澄清液的 容器或罐203，所述罐具有側(cè)壁205、底部207和頂部209、罐底部出用于濃漿的出口 211、靠近 罐的頂部用于澄清液層的第一溢流口213,以及靠近罐的頂部用于將新鮮漿料引入罐中的 漿料輸入裝置(也稱為給料井215)。所述重力沉降器包括由馬達(dá)219驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)耙217形式 的中心攪拌器，所述耙217具有大體上垂直的軸線，攪拌器圍繞該軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 耙由垂直的中心立軸221組成，所述中心軸221帶有若干個(gè)向上傾斜的徑向延伸臂223,所述 徑向延伸臂223形成牢固連接在中心軸上的耙齒。
[0111] 通常通過加入絮凝劑來預(yù)處理劑漿料，并且將罐內(nèi)得到的絮凝漿料收集到靠近罐 頂部209的上表面231上。泥狀絮凝物沉降，形成下層的稠化泥233和上層的澄清液235。當(dāng)繞 中心的垂直軸線239轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，耙217在絮凝固體(活性泥漿）中形成通道，所述通道能夠使得 水流至表面，從而促進(jìn)泥漿稠化。將稠化泥漿從底流出口211取出。在正常操作中將第一溢 流口 213設(shè)計(jì)成可操作的，也就是說同時(shí)澄清液的澄清度在目標(biāo)規(guī)格之內(nèi)。通常將隔離閥設(shè) 在與第一溢流口213連接的管線上。在異常操作中，也就是說當(dāng)澄清液的澄清度在目標(biāo)規(guī)格 之外時(shí)，所述隔離閥被致動(dòng)在關(guān)閉位置。
[0112] 重力沉降器201包括位于比第一溢流口 213更高水平處的第二溢流口 241。當(dāng)澄清 液的澄清度在目標(biāo)規(guī)格之外時(shí)，第二溢流口 241被設(shè)計(jì)成用于抽取澄清液的不合格溢流料 流。通常將第二溢流口 241連接至使用重力沉降器的工藝的上游部分，例如用于將絮凝劑加 入至待處理的漿料中并混合所述絮凝劑和所述新鮮漿料的預(yù)處理步驟。由于第二溢流口 241位于比第一溢流口213更高水平處，因此在與第二溢流口連接的管線上不需要閥門，并 且第二溢流口可直接與工藝的上游部分連通，其中不合格澄清液在所述工藝的上游部分中 再循環(huán)。由于沒有閥門，因此不存在剝落對(duì)于閥門操作、更特別是對(duì)閥門開啟的不利影響。
[0113] 給料井215設(shè)有混合裝置一一被安裝在相同軸線253上的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片式攪拌器。 使用兩個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器確保了漿料輸入裝置的大部分內(nèi)部體積被攪拌。給料井215 具有直立的圓柱形壁255。旋轉(zhuǎn)式攪拌器251在圓形區(qū)域操作，圓形區(qū)域的直徑為直立的圓 柱形壁255直徑的0.4至0.8倍，例如0.6倍。這種構(gòu)造使得絮凝劑與固體物質(zhì)在漿料輸入裝 置中的接觸最優(yōu)。
[0114] 給料井215具有以下述方式設(shè)置的漿料給料管257:漿料被切向地供入漿料輸入裝 置中。這引起漿料圍繞給料井的內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)，并使得絮凝漿料沿著漿料輸入裝置的側(cè)壁潷析 的速度更加逐漸緩慢，從而限制固體物質(zhì)的集料的損耗。這還使罐205中的水流最小且在漿 料進(jìn)入罐之前促進(jìn)給料井中漿料和絮凝劑的混合。將兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器251分別設(shè)置在相 對(duì)于漿料給料管的更低處和更高處，以確保將絮凝漿料供入給料井215的攪拌區(qū)域中。
[0115] 給料井215具有漿料口 261，通過所述漿料口將絮凝漿料引入重力沉降罐中，所述 漿料口被設(shè)置在所述給料井的底部。這確保了絮凝漿料的固體顆粒不在給料井的底部積 聚。
[0116] 給料井215限定了其中設(shè)置混合裝置251的流通面積。混合裝置251是無底的，或更 確切地說不包括固體可在其上積聚的任何機(jī)械部件。
[0117] 給料井215的漿料口 261 (通過所述漿料口 216將絮凝漿料引入重力沉降器205中） 使得將來自罐容納的漿料體的一些漿料引入給料井中。這通常是由罐容納的漿料體中的對(duì) 流導(dǎo)致的。給料井215位于沉降罐的頂部，被引入給料井中的來自漿料體的漿料含有非常少 的固體且基本上由溶液或上層清液組成。因此，在給料井215中，與新鮮漿料混合的絮凝劑 同時(shí)被來自沉降罐的上層清液稀釋，從而促進(jìn)稀釋作用并優(yōu)化絮凝過程。
[0118] 另外，由于通過混合裝置251的混合不受限制，但適用于給料井215的大部分內(nèi)體 積或給料井215的整個(gè)內(nèi)體積，因此上述稀釋作用以非?？煽氐姆绞酵耆貞?yīng)用于新鮮漿 料與絮凝劑的混合物。因此，稀釋是均勻的，這產(chǎn)生甚至更有效的絮凝過程。
[0119] 漿料口 261相對(duì)于耙217的主軸221橫向偏移。因此，給料井相對(duì)于中心垂直軸線和 耙齒221橫向偏移。換言之，給料井不位于緊靠中心耙齒221的附近處。由此得到的優(yōu)勢(shì)是， 降低粗顆粒在耙217底部的底流出口 211周圍區(qū)域積聚的傾向。關(guān)于重力沉降器的給料井的 這種構(gòu)造還防止固體顆粒的積聚和底流稠化物質(zhì)的阻塞。另外，與所述偏心給料井中的混 合裝置結(jié)合使用的這種偏心給料井使得能夠分別在給料井和沉降器中進(jìn)行不同的混合條 件操作。例如，當(dāng)給料井的混合裝置包括一個(gè)或多個(gè)安裝在相同旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)式攪拌器 時(shí)，給料井的偏心構(gòu)造使得能夠設(shè)定與重力沉降器中耙的速度不同的攪拌器的轉(zhuǎn)速。通常， 給料井?dāng)嚢杵鞯霓D(zhuǎn)速大于重力沉降器中一個(gè)耙的轉(zhuǎn)速。
[0120] 在拜耳法的情況中，因省略過濾步驟，本發(fā)明的沉降器和分離裝置能夠簡(jiǎn)化分離 步驟。在正常操作中，直接供入沉淀步驟的澄清液中的不溶性殘余物的固態(tài)顆粒的濃度具 有高水平的純度，所述純度可隨時(shí)間穩(wěn)定地保持，從而使得分離步驟后的氧化鋁回收步驟 的操作干擾非常有限。
[0121] 實(shí)施例1
[0122] 當(dāng)用新的分離步驟70代替現(xiàn)有技術(shù)的分離步驟時(shí)，進(jìn)行兩系列試驗(yàn)，以測(cè)量和比 較對(duì)氧化鋁質(zhì)量的影響，所述現(xiàn)有技術(shù)的分離步驟包括隨后進(jìn)行過濾步驟的沉降步驟，所 述新的分離步驟70包括發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的沉降(83)和預(yù)處理步驟(81)。
[0123] 進(jìn)行第一系列試驗(yàn)，以再現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)拜耳法的操作條件。研磨的鋁土礦和廢棄的 鋁酸鈉溶液均從工業(yè)氧化鋁精煉廠采樣。
[0124] 在第一系列試驗(yàn)的第一次循環(huán)中，將采樣的鋁土礦和溶液均與石灰混合在一起， 所加石灰的量等于鋁土礦重量的〇. 1%。然后在80°C下將所得的漿料轉(zhuǎn)移至攪拌的加壓容 器中保持6小時(shí)，以再現(xiàn)預(yù)脫硅步驟條件。接著將得到的預(yù)脫硅漿料轉(zhuǎn)移到另一加壓容器中 并在145°C下保持45分鐘。然后將得到的消化漿料在置于具有絮凝劑的氣缸前在恒溫浴中 冷卻，從而再現(xiàn)澄清步驟。然后，將從所述漿料中回收的澄清液在真空過濾器中過濾得到濾 液之前，與鋁酸三鈣混合。將氫氧化鋁晶種加入濾液中，并將得到的混合物引入旋轉(zhuǎn)浴中保 持20小時(shí)，其中將溫度控制在60°C用于再現(xiàn)沉淀步驟。然后通過過濾回收氫氧化鋁，并將得 到的廢棄鋁酸鈉溶液用于第二次循環(huán)。
[0125] 在第一系列試驗(yàn)的接下來的三次循環(huán)中，進(jìn)行與第一次循環(huán)相同的實(shí)驗(yàn)操作，具 有下述的初始步驟:將前述循環(huán)中回收的廢棄鋁酸鈉溶液和另一研磨的鋁土礦樣品和相同 量的石灰進(jìn)行混合。
[0126] 對(duì)于第二系列的試驗(yàn)，再現(xiàn)上述操作，不同之處在于預(yù)處理消化漿料和省略過濾。 消化漿料的預(yù)處理通過以下步驟進(jìn)行:將所述消化漿料轉(zhuǎn)移至具有絮凝劑的攪拌容器中并 混合絮凝劑和消化漿料以得到絮凝漿料。在將所述消化漿料冷卻之后并將所述消化漿料置 于恒溫浴中的氣缸之前，完成消化漿料的預(yù)處理。
[0127] 分析每個(gè)循環(huán)結(jié)束時(shí)回收的氫氧化鋁樣品的雜質(zhì)，結(jié)果示于表1中。此外，采集沉 淀步驟之前和沉淀步驟之后，每個(gè)循環(huán)周期結(jié)束時(shí)廢棄的鋁酸鈉溶液的樣品（即濾液），以 分析總的有機(jī)物含量。這些結(jié)果示于表2中。
[0128]
[0129]表1-試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氫氧化鋁中的雜質(zhì)
[0131]表2-溶液中總的有機(jī)物含量(g/Ι)
[0132] 當(dāng)用新的分離步驟代替現(xiàn)有技術(shù)的分離步驟時(shí)，結(jié)果表明在統(tǒng)計(jì)學(xué)上對(duì)氧化鋁質(zhì) 量和有機(jī)物含量沒有顯著影響，所述現(xiàn)有技術(shù)的沉淀步驟包括隨后進(jìn)行過濾步驟的沉降步 驟，所述新的沉淀步驟包括本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的沉降和預(yù)處理步驟。然而，在石灰和其他 原料、設(shè)備及人力方面顯著地節(jié)省了成本。
[0133] 實(shí)施例2
[0134] 為了測(cè)試分離步驟70的預(yù)處理裝置和重力沉降器，在工業(yè)精煉廠旁構(gòu)建了分離試 驗(yàn)裝置。所述分離試驗(yàn)裝置包括串聯(lián)連接的第一攪拌槽和第二攪拌槽，每個(gè)攪拌槽均具有 絮凝劑引入管線。第二攪拌槽的出口連接攪拌的重力沉降器的偏心給料井上。從精煉廠的 減壓步驟30中抽取漿料流并將其供入分離試驗(yàn)裝置中。
[0135] 在第一試驗(yàn)中，在給料井不進(jìn)行任何攪拌的情況下，僅將異羥肟酸鹽類絮凝劑加 入重力沉降器的給料井中。加入供入分離試驗(yàn)裝置中的漿料中的絮凝劑的量為l〇〇g/t固體 物質(zhì)。從重力沉降器中抽取溢流料流，且測(cè)得所述溢流的平均澄清度為43mg/l。
[0136] 在第二試驗(yàn)中，將相同的絮凝劑以70g/t固體物質(zhì)的劑量加入第一攪拌槽中、以 42g/t固體物質(zhì)的劑量加入第二攪拌槽中，以及以28g/t固體物質(zhì)的劑量加入重力沉降器的 給料井中。轉(zhuǎn)動(dòng)第一攪拌槽中的攪拌器，使得所述攪拌器尖端處的速度保持在1.9m/h。轉(zhuǎn)動(dòng) 第二攪拌槽中的攪拌器，使得所述攪拌器尖端處的速度保持在〇.9m/h。旋轉(zhuǎn)給料井中的攪 拌器，使得所述攪拌器尖端處的速度保持在〇.3m/h。測(cè)得從重力沉降器中抽取的溢流料流 的澄清度為〇.8mg/l。如此低的澄清度值使得可以將從重力沉降器中抽取的溢流料流直接 供入沉淀步驟，而無需任何進(jìn)一步的過濾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于潷析礦漿的沉降器（125; 201)，其包括 -罐（203)，用于容納和潷析漿料體以形成下層的濃漿（233)和上層的澄清液(235)，所 述罐具有側(cè)壁(205)、底部(207)和頂部(209)， -位于罐底部用于濃漿的出口（211)， -第一溢流口（ 151; 213)，用于抽取澄清液的溢流料流， -靠近罐頂部處將新鮮漿料引入罐中的漿料輸入裝置（127 ;215)，所述漿料輸入裝置 (127; 215)具有漿料口（ 135; 261 )，通過所述漿料口將新鮮漿料加入罐中的漿料體中，以及 -攪拌器（141 ;217)，具有大體上垂直的軸線（239)，所述攪拌器圍繞該垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或 作往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 其特征在于，所述漿料口（ 135; 261)相對(duì)于攪拌器所述大體上垂直的軸線橫向偏移，并 且所述漿料輸入裝置(127; 215)包括混合裝置(131; 251)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉降器，其特征在于，所述漿料輸入裝置（127;215)限定了包 括混合裝置的流通面積。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沉降器，其特征在于，混合裝置（131 ;251)的操作獨(dú)立于攪 拌器（141;217)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的沉降器，其特征在于，所述漿料輸入裝置（127; 215)被構(gòu)造成避免新鮮漿料中的固體積聚在緊靠漿料口的上游處。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的沉降器，其特征在于，漿料輸入裝置（127;215)的 混合裝置(131; 251)包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的沉降器，其特征在于漿料輸入裝置（127;215)包 括直立的圓柱形壁（137;255)，所述漿料輸入裝置的混合裝置在圓形區(qū)域中操作，圓形區(qū)域 的直徑為所述直立的圓柱形壁直徑的0.4至0.8倍。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的沉降器，其特征在于，漿料輸入裝置（127;215)包 括漿料給料管（133; 257 )，所述漿料給料管以漿料被切向地供入漿料輸入裝置的方式設(shè)置。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的沉降器，其特征在于，漿料輸入裝置（127; 215)的混合裝置 (131; 251)包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器（251)，所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)式攪拌器以相對(duì)于漿料給料管 (133; 257)的更低處和更高處而設(shè)置。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的沉降器，其特征在于，漿料口（135;261)被設(shè)置在 漿料輸入裝置的底部。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的沉降器，其特征在于，所述沉降器包括第二溢流 口（ 171; 241 )，當(dāng)代表所述澄清液中固體顆粒濃度的測(cè)量值大于預(yù)定閾值時(shí)，所述第二溢流 口用于抽取澄清液的不合格溢流料流，當(dāng)所述測(cè)量值小于預(yù)定閾值時(shí)從第一溢流口抽取澄 清液的溢流料流。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的沉降器，其特征在于，第二溢流口（171 ;241)位于比第一溢 流口（151)更高水平處。12. -種用于將礦漿的澄清液和濃漿分離的分離裝置，其包括用于預(yù)處理裝置（111， 113，127):所述預(yù)處理裝置用于將絮凝劑（115,117,129)加入新鮮漿料中并混合所述新鮮 漿料與所述絮凝劑，并獲得絮凝漿料，其特征在于，所述分離裝置還包括權(quán)利要求1至11中 任一項(xiàng)的沉降器，所述沉降器被連接至所述預(yù)處理裝置上，用于潷析所述絮凝漿料和用于 產(chǎn)生澄清液。13. -種用于將礦漿的澄清液和濃漿分離的方法，所述方法包括在沉降器（125;201)中 沉降(83)新鮮漿料，其包括 -將所述新鮮漿料引入罐中的漿料體中以形成下層的濃漿和上層的澄清液，所述罐設(shè) 有圍繞大體上垂直的軸線(239)旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的攪拌器（141 ;217)，所述新鮮漿料通過漿 料輸入裝置(127; 215)的開口引入至所述漿料體中， -從罐底部的出口移除濃漿，以及 -從第一溢流口（ 151; 213)移除靠近罐頂部的澄清液， 其特征在于，所述新鮮漿料使用所述漿料輸入裝置(127; 215)中的混合裝置（131; 251) 進(jìn)行混合，并通過位于與攪拌器所述基本上垂直的軸線（239)橫向隔開位置處的所述開口 引入到罐中。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，漿料輸入裝置（127;215)限定了包括混 合裝置的流通面積。15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述方法包括在預(yù)處理步驟(81)中 通過以下步驟來預(yù)處理新鮮漿料:將絮凝劑（115,117,129)加入所述新鮮漿料中，并且混合 絮凝劑與漿料以得到絮凝漿料。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，預(yù)處理步驟(81)包括： -漿料和至少部分絮凝劑的初始混合步驟， -漿料和絮凝劑在漿料輸入裝置(127; 215)中的最終混合步驟，以及 -選擇比最終混合步驟中的混合速率更高的初始混合步驟中的混合速率。17. 根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括 -當(dāng)代表澄清液中固體顆粒濃度的測(cè)量值小于預(yù)定閾值時(shí)，從第一溢流口（151 ;213)抽 取(89)澄清液的溢流料流， -當(dāng)測(cè)量值大于預(yù)定閾值時(shí)，停止(95)從第一溢流口（ 151; 213)抽取溢流料流，以及 -當(dāng)測(cè)量值大于所述預(yù)定閾值時(shí)，從第二溢流口（171 ;241)抽取(93)澄清液的不合格溢 流料流。
【文檔編號(hào)】B01D21/24GK105828902SQ201480068749
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日
【發(fā)明人】M·雷德, G·裴洛坤, M·圣-勞倫特, P·拉辛
【申請(qǐng)人】力拓艾爾坎國(guó)際有限公司