一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置，包括壓濾機、石灰石儲罐、純堿儲罐、鋁土礦儲罐、立式混料機等，所述儲罐、壓濾機均連接于所述立式混料機，混料機連接于干燥器，干燥器與回轉窯的進料溜管連接，回轉窯連接于立式磨；所述立式磨的出料槽通過管路連接所述熟料粉溶出槽，所述熟料粉溶出槽的排液管路連接所述脫硅機和種分槽；種分槽的出液管路連接蒸發(fā)單元。本實用新型針對大量堿赤泥難于處理的問題，在氧化鋁傳統(tǒng)燒結法的基礎上，提出的堿赤泥干法燒成技術，從整個流程上實現了干法燒成技術，使用全種分工藝，使燒結法工藝流程縮減了三分之一以上，綜合計算種分分解率提高到90％以上，在減少設備及人員投入的基礎上，降低了能耗。
【專利說明】
一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于工業(yè)廢物治理領域，具體涉及一種堿赤泥的干法燒成方法。
【背景技術】
[0002] 鋁工業(yè)是我國的基礎產業(yè)，經濟建設對鋁土礦的需求量很大，而我國又大多數是 中低品位的鋁土礦。目前我國氧化鋁產量的99%以上均為拜耳法生產工藝，隨著鋁土礦供 礦品位下降的趨勢日益加劇，拜耳法赤泥中遺棄的氧化鋁和氧化鈉也越來越高，造成了資 源的極大浪費。另一方面，由于國產鋁土礦的質量越來越差，價格越來越高，拜耳法成本也 在不斷升高，近年來有些企業(yè)不得不從國外大量進口鋁土礦，資料表明，近年來我國鋁土礦 鋁資源的對外依存度高達55%。
[0003] 雖然多年來，我國一些科研單位和企業(yè)相應開發(fā)出了串聯(lián)法和混聯(lián)法等技術以利 用堿赤泥、提高氧化鋁及氧化鈉的回收率，但是這兩種方法均需采用傳統(tǒng)燒結法的濕法燒 成，這造成生產系統(tǒng)復雜龐大、基建投資增加、能耗高、難于控制、產品質量較差等一系列問 題，經濟性不佳，因此也逐步處于減產或停產狀態(tài)。 【實用新型內容】
[0004] 針對現有技術中存在的不足之處，本實用新型的目的在于提出一種干法燒成拜耳 法堿赤泥的方法。
[0005] 實現本實用新型目的的技術方案為：
[0006] -種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置，包括壓濾機、石灰石儲罐、純堿儲罐、鋁土礦 儲罐、立式混料機、干燥器、回轉窯、立式磨、熟料粉溶出槽、脫硅機、種分槽蒸發(fā)單元；
[0007] 所述鋁土礦儲罐、石灰石儲罐、純堿儲罐均連接于所述立式混料機，所述立式混 料機還連接于所述壓濾機的濾餅出口；所述立式混料機的出料口連接于所述干燥器，所述 干燥器的出料管線與回轉窯的進料溜管連接，所述回轉窯的出料口連接于所述立式磨的進 料溜槽；
[0008] 所述立式磨的出料槽通過管路連接所述熟料粉溶出槽，所述熟料粉溶出槽的排液 管路連接所述脫硅機，脫硅機通過管路連接所述種分槽;所述種分槽的出液管路連接所述 蒸發(fā)單元。
[0009] 其中，所述干燥器的加熱介質管路連接于所述回轉窯的煙氣出口。
[0010] 其中，所述蒸發(fā)單元包括串聯(lián)連接的六效蒸發(fā)器和三效蒸發(fā)器，所述六效蒸發(fā)器 連接所述三效蒸發(fā)器，三效蒸發(fā)器的出液管路連接于所述脫硅機。
[0011] 進一步地，所述三效蒸發(fā)器為鎳制蒸發(fā)器。
[0012] 使用本實用新型提出的裝置，一種干法燒成拜耳法堿赤泥的方法，包括以下步驟：
[0013] (1)用堿赤泥、石灰石粉、鋁土礦粉和純堿進行配料，配料比例為赤泥濾餅45~70 質量份、石灰石26~35質量份、錯土礦粉0~15質量份、純堿5~15質量份；
[0014] (2)將配好的料進入立式強力混料機進行充分混合；
[0015] (3)將混成料進入干燥器進行干燥，干燥完成的物料進入回轉窯進行燒結，燒結溫 度控制在1150~1200°C，燒結熟料用冷卻機進行冷卻，然后磨細；
[0016] (4)將熟料粉加調整液進行溶出，液固比為3~4:1，溶出時間為15~20分鐘，溫度 為 75°C。
[0017] (5)將步驟(4)熟料粉溶出得到的渣進行5~7次反向充分洗滌后，洗液作為步驟 (4)的調整液，渣進行堆存；
[0018] (6)將步驟(4)熟料粉溶出得到的溶液與鋁酸鈉結晶混合溶解后進行脫硅。脫硅溫 度160~180°C，時間1~2小時；
[0019] (7)將步驟(6)脫硅得到的溶液加氫氧化鋁晶種進行種分分解，分解得到A1(0H)3， 然后焙燒得到氧化鋁；
[0020] (8)將步驟(7)得到的種分母液分兩步進行蒸發(fā)和排鹽，第一步蒸發(fā)到堿液濃度為 Na20 280~300g/L，然后再采用鎳材蒸發(fā)器進行第二步蒸發(fā)排鹽，得到的堿液濃度為Na20 500~600g/L〇
[0021] (9)將第二步蒸發(fā)后的種分母液降溫結晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加入到 步驟(6)中進行溶解循環(huán)。
[0022] (10)將步驟(9)得到的母液與步驟(8)得到的鹽和步驟(6)得到的硅渣進行混合， 然后作為配料堿液返回到步驟(1)中，實現堿液循環(huán)。
[0023] 其中，所述堿赤泥是拜耳法末次洗滌底流用板框式壓濾機壓濾得到的濾餅，所述 鋁土礦、石灰石的粒度為-0.074mm占85 %以上。
[0024] 優(yōu)選地，步驟(3)中，干燥器的加熱介質為燒結窯的煙氣，溫度為1000~1100 °C。 [0025] 其中，步驟(3)中熟料采用立磨進行干磨，磨細為-0.074mm占90%以上(0.074mm以 下的粉末占90 %以上）的熟料粉。
[0026] 進一步地，步驟(6)中，加入脫硅種子進行脫硅，種子量40~60g/L，脫硅種子為脫 硅步驟產生的晶體(在投產初期沒有種子）。
[0027] 進一步地，步驟(6)中，用步驟(9)第一步蒸發(fā)得到的種分蒸發(fā)母液調整脫硅溶液 的成分，使脫硅溶液的苛性系數ak為1.4~1.6，AL2〇3濃度為120~140g/L。
[0028] 本實用新型的有益效果在于：
[0029] (1)本實用新型針對大量堿赤泥難于處理的問題，在氧化鋁傳統(tǒng)燒結法的基礎上， 提出的堿赤泥干法燒成技術，從整個流程上實現了干法燒成技術，使用全種分工藝，使燒結 法工藝流程縮減了三分之一以上，綜合計算種分分解率提高到90%以上，氧化鋁的總回收 率達到90%以上。降低了操作難度，在減少設備及人員投入的基礎上，降低了能耗。
[0030] (2)本實用新型實現了高濃度種分母液蒸發(fā)的突破，通過兩步蒸發(fā)、排鹽技術，解 決了傳統(tǒng)種分母液蒸發(fā)因排鹽困難制約蒸發(fā)濃度的問題。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本實用新型處理堿赤泥的裝置結構圖。
[0032] 圖2是本實用新型處理堿赤泥的工藝流程圖。
[0033]圖中，1為石灰石儲罐、2為純堿儲罐、3為鋁土礦儲罐、4為立式混料機、5為進料溜 管，6為干燥器、7為回轉窯、8為熟料粉溶出槽、9為脫硅機、10為立式磨、11為板框壓濾機，12 為種分槽，13為三效蒸發(fā)器，14為六效蒸發(fā)器。
【具體實施方式】
[0034]現以以下最佳實施例來說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0035] 實施例1:
[0036]參見圖1，一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置，包括壓濾機11、石灰石儲罐1、純堿 儲罐2、鋁土礦儲罐3、立式混料機4、干燥器6、回轉窯7、立式磨10、熟料粉溶出槽8、脫硅機9、 種分槽10、蒸發(fā)單元；
[0037] 所述鋁土礦儲3、石灰石儲罐1、純堿儲罐2均連接于所述立式混料機4,所述立式混 料機還連接于所述壓濾機11的濾餅出口；所述立式混料機4的出料口連接于所述干燥器6， 所述干燥器的出料管線與回轉窯7的進料溜管5連接，所述回轉窯的出料口連接于所述立式 磨10的進料溜槽；
[0038] 所述立式磨10的出料槽通過管路連接所述熟料粉溶出槽8,所述熟料粉溶出槽8的 排液管路連接所述脫硅機9，脫硅機通過管路連接所述種分槽12;所述種分槽12的出液管路 連接所述蒸發(fā)單元。
[0039] 其中，所述干燥器的加熱介質管路連接于所述回轉窯的煙氣出口，以回轉窯的煙 氣作為加熱介質干燥混合料。
[0040] 其中，所述蒸發(fā)單元包括串聯(lián)連接的六效蒸發(fā)器14(不銹鋼材質）和三效蒸發(fā)器 13,所述六效蒸發(fā)器14連接三效蒸發(fā)器13,三效蒸發(fā)器13的出液管路連接于脫硅機9。所述 的三效蒸發(fā)器13為鎳制蒸發(fā)器。
[0041] 使用本實施例的裝置，干法燒成堿赤泥的流程見圖2。原料中堿赤泥為山西孝義某 廠拜耳法赤泥，原料石灰石及鋁土礦采用山西孝義地區(qū)礦，其成分如表1、2、3所示。
[0042]表1:堿赤泥成分
[0044] 表2:石灰石成分
[0045]
[0046] 表3:鋁土礦成分
[0047]
[0048] 首先將石灰石(成分如表2)分別破碎至2~5mm，然后將其磨細至粒度為-0.074mm 占85%以上。然后將拜耳法末次洗滌底流用板框式壓濾機壓濾，得到堿赤泥濾餅(成分如表 1)，將堿赤泥濾餅、石灰石粉、純堿粉按配料比例赤泥濾餅60質量份、石灰石30質量份、鋁土 礦粉5質量份、純堿5質量份，進行充分混合，混礦后的堿比為1，鈣比為2,苛性系數A/S為 1.2,水分 20%。
[0049] 將配好的料進入強力混料機進行充分混合，混合均勻度達98%以上。
[0050] 將混成料進入干燥器進行干燥，干燥用煙氣為燒結窯的煙氣，溫度為1000~1100 °C，干燥完成的物料進入回轉窯進行燒結，燒結溫度控制在1150~1200°C，燒結熟料用冷卻 機進行冷卻。然后熟料采用立磨進行干磨，磨細為-0.074mm以下的顆粒占90%以上的熟料 粉末。
[0051] 將磨制好的熟料粉加調整液在溶出槽內進行溶出，液固比為4:1，溶出的條件為： 堿濃度Na20 50g/L，ak = 1.2，溶出時間為20分鐘，溫度為75 °C。
[0052] 將熟料粉溶出得到的渣用熱水進行7次反向洗滌后，洗液作為溶出調整液，渣進行 堆存。
[0053]將熟料粉溶出得到的溶液與鋁酸鈉結晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調整ak 為1.5，AL2O3濃度為120g/L，加入脫娃種子在脫娃機內進行脫娃。脫娃條件為:種子量60g/L， 溫度160°C，時間1小時，脫硅完成后，漿液用葉濾機進行精制，精液進行種分分解，脫硅渣回 頭配料。
[0054] 脫硅得到的精液加氫氧化鋁晶種進行種分分解，分解得到A1 (0H)3，然后焙燒得到 氧化鋁。
[0055] 分解得到的種分母液分兩步進行蒸發(fā)和排鹽，第一步用常規(guī)6效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā) 到堿液濃度為Na20 280~300g/L，然后再用鎳材蒸發(fā)器進行第二步蒸發(fā)排鹽，得到堿液濃 度為Na20 500~600g/L，排出的鹽烘干后回頭配料。
[0056] 將第二步蒸發(fā)后的種分母液進行加種子降溫結晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體 再加入到溶出粗液中進行溶解循環(huán)。結晶條件為:首溫80°C，末溫50°C，種子量20g/L，時間6 小時。
[0057]結晶得到的循環(huán)母液作為副產品，用于拜耳法生產的液堿原料。
[0058] 將種分分解步驟和兩步蒸發(fā)排鹽步驟得到的分解循環(huán)母液綜合計算，種分分解率 可以達到90%。
[0059] 以上的實施例僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的 范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實 用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護 范圍內。
【主權項】
1. 一種干法燒成拜耳法堿赤泥的裝置，其特征在于，包括壓濾機、石灰石儲罐、純堿儲 罐、鋁土礦儲罐、立式混料機、干燥器、回轉窯、立式磨、熟料粉溶出槽、脫硅機、種分槽、蒸發(fā) 單元； 所述鋁土礦儲罐、石灰石儲罐、純堿儲罐均連接于所述立式混料機，所述立式混料機還 連接于所述壓濾機的濾餅出口；所述立式混料機的出料口連接于所述干燥器，所述干燥器 的出料管線與回轉窯的進料溜管連接，所述回轉窯的出料口連接于所述立式磨的進料溜 槽； 所述立式磨的出料槽通過管路連接所述熟料粉溶出槽，所述熟料粉溶出槽的排液管路 連接所述脫硅機，脫硅機通過管路連接所述種分槽;所述種分槽的出液管路連接所述蒸發(fā) 單元。2. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述干燥器的加熱介質管路連接于所述回 轉窯的煙氣出口。3. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)單元包括串聯(lián)連接的六效蒸發(fā)器 和三效蒸發(fā)器，所述六效蒸發(fā)器連接所述三效蒸發(fā)器，三效蒸發(fā)器的出液管路連接于所述 脫娃機。4. 根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述三效蒸發(fā)器為鎳制蒸發(fā)器。
【文檔編號】B09B3/00GK205590316SQ201620118527
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年2月6日
【發(fā)明人】張廣, 麻樹春
【申請人】杭州錦江集團有限公司