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拜耳法氧化鋁制取工藝流程簡(jiǎn)介

發(fā)布時(shí)間:2021-03-25作者:點(diǎn)擊:3769字號:

目前全球的氧化鋁產(chǎn)品中,有90%以上采用拜耳法生產(chǎn)。該方法由K.J. 拜耳在1889~1892年提出而得名。拜耳法適用于處理低硅鋁礦石,特別是用在處理三水鋁石型粘土礦時(shí),工藝流程簡(jiǎn)單,建設投資少,操作方便,產(chǎn)品質(zhì)量高,其經(jīng)濟效益遠非其他方法所能媲美。

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1、原料工序

原料礦石堆場(chǎng)在建廠(chǎng)初期,為方便裝卸礦石及避免大量雜質(zhì)在倒運過(guò)程進(jìn)入生產(chǎn)流程,堆場(chǎng)使用原礦石將地基提升50cm壓實(shí)后用于儲存鋁土礦。原礦石由汽車(chē)運進(jìn)廠(chǎng)的鋁土礦經(jīng)地磅站稱(chēng)重后和原礦堆場(chǎng)的鋁土礦經(jīng)破碎后一起倒入卸礦站,經(jīng)膠帶輸送機送往均化堆場(chǎng)堆存,為避免斗輪取料機將雜質(zhì)當做礦石取走,取料機斗輪離地面30cm,其間用礦石進(jìn)行填充,再由膠帶輸送機將鋁土礦送往原料磨的磨頭倉。

外購石灰由汽車(chē)運進(jìn)廠(chǎng),卸入石灰卸礦站,經(jīng)膠帶輸送機送往石灰倉,一部分石灰通過(guò)膠帶輸送機送往原料磨磨頭倉,另一部分石灰送往石灰消化工段。

在石灰消化工段,石灰與熱水一同加入化灰機中,制備的石灰乳流進(jìn)石灰乳槽,石灰乳用泵送往蒸發(fā)車(chē)間苛化工序和沉降車(chē)間控制過(guò)濾工序。

在原料磨工段,鋁土礦、石灰及循環(huán)母液按比例加入原料磨中磨制原礦漿,原礦漿用水力漩流器進(jìn)行分級,分級機溢流為合格的原礦漿,送入原礦漿槽,分級機底流返回原料磨。為應對磨機突發(fā)故障及流程穩定,礦漿槽必須保持一定液位。

2、溶出工序

來(lái)自原料磨已研磨好的原礦漿首先進(jìn)入溶出預脫硅槽,礦漿通過(guò)預脫硅槽的壓差進(jìn)行自溢流到末槽,同時(shí)為消除礦漿中的SiO2對溶出過(guò)程的影響,根據車(chē)間操作規程,礦漿在預脫硅槽首槽加熱到100℃,且原礦漿在脫硅槽中停留8h以上,以達到預脫硅的目的。在預脫硅末槽通過(guò)出料泵進(jìn)入高壓隔膜泵,再由高壓隔膜泵注入溶出機組。礦漿首先經(jīng)過(guò)六級單管預熱器被來(lái)自相應閃蒸槽的二次蒸汽間接加熱到160℃左右,后進(jìn)入六級帶機械攪拌間接加熱的預熱壓煮器,由來(lái)自相應級別的閃蒸槽的二次蒸汽預熱到200℃左右,再進(jìn)入帶機械攪拌間接加熱反應壓煮器內,用來(lái)自熱電的6.0Mpa新蒸汽加熱到溶出溫度256℃左右,*** 后經(jīng)過(guò)反應停留壓煮器停留反應45~60分鐘,溶出后料漿經(jīng)過(guò)十一級閃蒸槽降壓降溫后,進(jìn)入稀釋槽。在稀釋槽內,根據料漿的密度和濃度,確定一次洗液的加入量,在稀釋槽內混成合格的稀釋漿液,送往溶出后槽儲存,并停留4小時(shí)以上,保持高液位運行,以進(jìn)一步脫除溶液中的硅、鐵、鋅等雜質(zhì),再送往沉降作業(yè)區。

各級礦漿自蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽用于相對應的套管預熱器中預熱原礦漿,二次汽冷凝后從預熱器排出進(jìn)冷凝水罐,冷凝水經(jīng)逐級閃蒸降壓后,匯總到末級冷凝水罐,送往熱水站制備熱水。

3、沉降工序

從溶出后槽送來(lái)的稀釋料漿與從絮凝劑制備工段來(lái)的絮凝劑一同進(jìn)入分離沉降槽中,進(jìn)行液固分離,底流用泵送往洗滌沉降槽,采用三到四次反向洗滌,洗水從末槽加入,末次洗滌后底流送到赤泥過(guò)濾,經(jīng)過(guò)濾機過(guò)濾后用隔膜泵送往赤泥堆場(chǎng)堆存。為降低分離槽和洗滌槽溢流中固體的含量,根據車(chē)間操作規程,分離槽和洗滌槽的清液層高度,必須保持在5m以上,以確保分離和洗滌槽中外送的溢流中固體含量降低*** 低。分離沉降槽溢流送控制過(guò)濾工段的粗液槽中進(jìn)行液位緩沖,輸送到控制過(guò)濾,控制過(guò)濾采用立式葉濾機,同時(shí)將少量石灰乳也加進(jìn)粗液槽中作為助濾劑,葉濾得到的精 液在精 液槽中進(jìn)行緩沖后送分解車(chē)間的精 液板式熱交換工段,葉濾渣進(jìn)濾渣槽中,用泵返回沉降槽。

4、分解工序

控制過(guò)濾工段送來(lái)的精 液進(jìn)分解車(chē)間的精 液熱交換工序,精 液在此工段經(jīng)三 級換熱,精 液溫度從100~105℃降為61~62℃,然后送種子過(guò)濾沖晶種。第 一、二級為精 液與分解母液換熱,第三 級為精 液與水換熱。

精 液沖晶種后,在晶種槽中停留攪拌均勻后,制備成固含為800g/L的氫氧化鋁料漿,用晶種泵送往分解首槽中,從分解首槽槽頂溢流口依次溢流到分解末槽,經(jīng)過(guò)50h左右的梯度降溫制備砂狀氫氧化鋁,在分解槽尾部經(jīng)過(guò)水力漩流器分級機組,分級后的粗顆粒氫氧化鋁料漿,送往焙燒車(chē)間成品過(guò)濾工序,分級溢流返回分解槽中,分解倒數第二槽為種子出料槽,在槽上部適當位置出料自流進(jìn)種子過(guò)濾工段,經(jīng)過(guò)濾后晶種流進(jìn)晶種槽中,過(guò)濾母液進(jìn)錐形母液槽進(jìn)行液固沉淀分離,溶液進(jìn)入母液槽進(jìn)行緩沖,固含較大的料漿送到分解溢流槽后轉到分解末槽繼續分解循環(huán)。

母液槽母液用泵輸送,一部分送氫氧化鋁分級,調配料漿固含,另一部分送精 液熱交換工序與精 液換熱,換熱后母液溫度從50~55℃升***85~90℃,送蒸發(fā)車(chē)間的蒸發(fā)原液槽。

為使分解產(chǎn)出率較高,在分解槽頂部適當位置設有寬流道板式換熱器作為中間降溫設備。

5、蒸發(fā)工序

從分解車(chē)間送來(lái)的母液進(jìn)入蒸發(fā)車(chē)間的蒸發(fā)原液槽,為確保生產(chǎn)穩定及生產(chǎn)液量平衡,蒸發(fā)原液槽需保持一定的液位。蒸發(fā)工段采用分解母液部分蒸發(fā)工藝,一部分母液進(jìn)蒸發(fā)器中濃縮,另一部分母液直接送往循環(huán)母液槽調配成合格的循環(huán)母液。

蒸發(fā)站由一組六效降膜蒸發(fā)器和一臺強制循環(huán)結晶蒸發(fā)器及三 級閃蒸組成,蒸發(fā)采用逆流流程。原液由末效逐級送到前效蒸發(fā),*** 后到I效。

I效的出料溫度為140℃,此溶液進(jìn)入三 級閃蒸系統,逐級閃蒸降溫,三閃出料溫度92℃左右,三閃出料即為蒸發(fā)母液,送往循環(huán)母液調配槽制備循環(huán)母液。

由蒸發(fā)三閃出料引一定數量的母液進(jìn)強制效,使其蒸濃到Na2Ok 320g/L以上,并從鹽沉降槽底流中引入部分Na2CO3固體顆料做為晶種,溫度控制在103℃,加熱蒸汽用I效產(chǎn)生的部分二次汽(或新蒸汽)做熱源,控制好結晶條件,使從強制效母液中析出的碳酸鈉主要為顆粒粗大、沉降及過(guò)濾性能較好的無(wú)水碳酸鈉,結晶器出料去鹽沉降槽,底流進(jìn)鹽過(guò)濾機,經(jīng)過(guò)濾后的Na2CO3濾餅稀釋后進(jìn)苛化槽??粱蠞{送苛化過(guò)濾機過(guò)濾,濾餅送赤泥沉降車(chē)間的沉降槽。溢流稱(chēng)為強堿液,其返回三閃,經(jīng)閃蒸后送循環(huán)母液調配槽制備循環(huán)母液。

生產(chǎn)補堿用液體或固體燒堿,循環(huán)母液配制區域設有補堿設備。

6、焙燒工序

由分解分級來(lái)的氫氧化鋁漿液經(jīng)氫氧化鋁漿液貯槽進(jìn)行液位緩沖,用泵送水平盤(pán)式過(guò)濾機,對氫氧化鋁進(jìn)行分離及洗滌,洗滌后濾餅含水率6~8%,用膠帶輸送機送往焙燒爐喂料箱或氫氧化鋁倉,過(guò)濾后母液和濾液在各自的儲槽緩沖后送種子過(guò)濾的錐形母液槽。

從成品過(guò)濾或氫氧化鋁倉來(lái)的氫氧化鋁卸入焙燒工序的喂料箱內,喂料箱下設有皮帶計量給料機,控制焙燒爐進(jìn)料量。含水6-8%的氫氧化鋁經(jīng)膠帶輸送機,螺旋喂料機送入文丘里干燥器內,干燥后的氫氧化鋁被氣流帶入第 一級旋風(fēng)預熱器中,煙氣和干燥的氫氧化鋁在此進(jìn)行分離,一級旋風(fēng)出來(lái)的氫氧化鋁進(jìn)入第二級旋風(fēng)預熱器,并與從熱分離器來(lái)的溫度約為1000℃的煙氣混合進(jìn)行熱交換,氫氧化鋁的溫度達320-360℃,附著(zhù)水基本脫除,預焙燒過(guò)的氧化鋁在第二級旋風(fēng)預熱器內與煙氣分離卸入焙燒爐的錐體內,焙燒爐所用的燃燒空氣預熱到600-800℃從焙燒爐底進(jìn)入,燃料、預焙燒的氧化鋁及熱空氣在爐底充分混合并燃燒,氧化鋁的焙燒在爐內約1.4秒鐘的時(shí)間內完成。

焙燒好的氧化鋁和熱煙氣在熱分離器中分離。熱煙氣經(jīng)上述的兩級旋風(fēng)預熱器,文丘里干燥器與氫氧化鋁進(jìn)行熱交換后,溫度降為145℃,進(jìn)入電除塵器,凈化后的煙氣用排風(fēng)機送入煙囪排入大氣。

熱分離器出來(lái)的氧化鋁經(jīng)兩段冷卻后溫度降到80℃,第 一段冷卻采用四級旋風(fēng)冷卻器,在四級旋風(fēng)冷卻過(guò)程中,氧化鋁溫度從1050℃降為260℃,燃料燃燒所需的空氣溫度預熱到800℃,第二段冷卻采用沸騰床冷卻機,用水間接冷卻,使氧化鋁溫度從260℃降為80℃。從沸騰床冷卻機出來(lái)的氧化鋁用風(fēng)動(dòng)流槽送入氧化鋁倉儲存,倉底設有噸包機和散裝機,氧化鋁包裝采用1.0或1.5噸的大袋包裝,包裝好的氧化鋁用汽車(chē)運出廠(chǎng)。

電收塵器收下的粉塵,用螺旋輸送泵送入第二級旋風(fēng)冷卻器中。

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