预脱硅及高压溶出生产工艺处理技术.ppt

*预脱硅及高压溶出生产工艺技术*第一节概述1、预脱硅及高压溶出简介第二节工艺原理 2-1预脱硅2-2高压溶出及矿浆稀释第三节主要设备工作原理及作用3-1预脱硅主要设备3-2高压溶出主要设备3-3辅助主要设备第四节工艺流程描述4-1预脱硅4-2高压溶出第五节主要工艺条件和技术参数*第一节概述1、预脱硅及高压溶出简介高压溶出选用国内处理一水硬铝石铝土矿比较成熟的单管预热器及压煮器间接加热工艺流程。此方案最早于1992年底在山西铝厂建成投产第一系列,后来又于1994年建成投产了第二系列。在此基础上我国又相继建成了平果铝厂和贵州铝厂的四个系列高压溶出。单管预热器及压煮器间接加热工艺方案在处理一水硬铝石铝土矿时表现出良好的技术指标和经济效益,其特点主要表现在:①溶出温度高,可达260-270℃,山西铝厂、平果铝厂和贵州铝厂的高压溶出温度都在260℃以上。②十一级自蒸发,蒸汽间接加热。从进料温度*℃℃是6级单套管预热器二次蒸汽间接加热,℃℃是5级预热压煮器二次蒸汽间接加热,℃加热到265℃是压煮器用60bar新蒸汽间接加热。③溶出用循环母液浓度较低。设计循环母液浓度为Nk=245g/l,因采用间接加热循环母液不被稀释。④溶出效果好,能耗低。由于溶出温度高、循环母液浓度较低,溶出液的αk、溶出率及循环效率较高。单管预热器和预热压煮器利用自蒸发器产生的料浆二次蒸汽加热,因而能耗也低。⑤机组运转率高。从山西铝厂、平果铝厂和贵州铝厂的运行实践来看其运转率在92%以上。⑥为减轻加热管壁的铝硅酸钠()结疤,在原矿浆进入溶出机组之前进行常压预脱硅,降低了加热管壁的结疤速度,延长了结疤清理周期。*⑦预脱硅槽采用阶梯配置,每相邻两台预脱硅槽间高度相差600mm,以便铝矿浆在进行预脱硅时能按顺序逐台自流,这样就减少了采用泵输送而消耗的电能。第二节工艺原理2-1预脱硅高压溶出所处理的矿石是一水硬铝石型铝土矿铝矿,矿石中SiO2主要以高岭石()形态存在,其余以石英(SiO2)形态存在。铝土矿中的SiO2如果在热交换器中分解,将会造成大量结疤,附着在热交换器管壁上,大大降低了管束的传热系数,降低了热交换效率;因结疤的积累增大了设备的清理量,使清理周期缩短。在分解阶段还会与氢氧化铝一起分解,影响氧化铝的质量。因而,必须在进溶出系统之前将SiO2分解,使之提前生成铝硅酸钠。*在100℃的温度条件下,以高岭石()形态存在的SiO2在苛性碱溶液中溶解生成硅酸钠进入溶液,当溶液中的SiO2含量达到临界饱和状态时铝硅酸钠就会分解出来,进入固相。二氧化硅的分解产物是方钠石[3()Na2X],(分子式中的X代表CO2、SiO2、Cl……,)方钠石和赤泥一起被排除。液相SiO2浓度脱硅时间高岭石溶解铝硅酸钠分解图-1铝土矿常压脱硅过程*在添加石灰的情况下,Ca就可以取代方钠石中的Na从而减少苛性碱的消耗量。在预脱硅阶段主要发生以下两个反应:1、高岭石的溶解:(固)+6NaOH(液)→2NaAlO2(液)+2Na2SiO3(液)+5H2O2、方钠石的分解:2NaAlO2(液)+(液)+(n+)H2O→+分解速度和溶液中最终的SiO2含量受以下因素影响:①溶液中苛性碱(Na2Ok)浓度。苛性碱浓度越低分解速度越快,溶液中最终的SiO2含量越低。②脱硅温度。温度越高分解速度越快,溶液中最终的SiO2含量越低。③溶液中Al2O3浓度。Al2O3浓度越低分解速度越快,溶液中最终的SiO2含量越低。*④脱硅停留时间。时间越长分解速度越快,溶液中最终的SiO2含量越低。⑤铝土矿中存在的高岭石含量和质量。高岭石含量越高分解速度越快,溶液中最终的SiO2含量越低。2-2高压溶出2-2-1相关名词2-2-1-1铝硅比铝土矿或赤泥中所含的Al2O3与SiO2的重量之比称为铝硅比,用A/S表示。2-2-1-2αk值αk值是指铝酸钠溶液中所含的氧化铝(Al2O3)与苛性氧化钠(Na2OK或减称Nk)的分子比:αk=*NK/A2-2-1-3循环效率1m3循环母液在一次拜耳法循环过程中所能生产出的氧化铝量称为循环效率,用E表示:循环效率用αk表示为:*E=*(αk1-αk2)/(αk1*αk2)*NK(kg/m3)式中:αk1—循环母液的αk值αk2—溶