用于低鋁硅比鋁土礦的干法燒成裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種用于低鋁硅比鋁土礦的干法燒成裝置，其包括石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ)罐、鋁土礦儲(chǔ)罐、立式混料機(jī)等，各儲(chǔ)罐均連接于立式混料機(jī)，立式混料機(jī)的出料口連接于干燥器，干燥器的與回轉(zhuǎn)窯連接，回轉(zhuǎn)窯連接于所述立式磨的進(jìn)料溜槽；所述立式磨的出料槽通過(guò)管路連接熟料粉溶出槽，所述熟料粉溶出槽的排液管路連接所述脫硅機(jī)和種分槽；種分槽的出液管路連接所述蒸發(fā)單元。本實(shí)用新型提出的裝置，針對(duì)低鋁硅比的鋁土礦，可以在燒結(jié)原料中配合石灰石和純堿，使燒結(jié)后的熟料粉能夠有效浸出；可控制干法燒成條件，使燒結(jié)法工藝流程縮減了三分之一以上，綜合計(jì)算種分分解率提高到90％以上，減少設(shè)備及人員投入，降低了能耗。
【專利說(shuō)明】
用于低鋁硅比鋁土礦的干法燒成裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于含鋁礦石制備氧化鋁的領(lǐng)域，具體涉及一種鋁土礦干法燒成方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁工業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋁土礦的需求量很大，而我國(guó)又大多數(shù)是 中低品位的鋁土礦。目前我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量的99%以上均為拜耳法生產(chǎn)工藝，隨著鋁土礦供 礦品位下降的趨勢(shì)日益加劇，拜耳法赤泥中遺棄的氧化鋁和氧化鈉也越來(lái)越高，造成了資 源的極大浪費(fèi)。另一方面，由于國(guó)產(chǎn)鋁土礦的質(zhì)量越來(lái)越差，價(jià)格越來(lái)越高，拜耳法成本也 在不斷升高，近年來(lái)有些企業(yè)不得不從國(guó)外大量進(jìn)口鋁土礦，資料表明，近年來(lái)我國(guó)鋁土礦 鋁資源的對(duì)外依存度高達(dá)55%。
[0003] 雖然多年來(lái)，我國(guó)一些科研單位和企業(yè)相應(yīng)開(kāi)發(fā)出了并聯(lián)法和混聯(lián)法等技術(shù)以利 用鋁土礦、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(jié)法的濕法燒 成，這造成生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜龐大、基建投資增加、能耗高、難于控制、產(chǎn)品質(zhì)量較差等一系列問(wèn) 題，經(jīng)濟(jì)性不佳，因此也逐步處于減產(chǎn)或停產(chǎn)狀態(tài)。
[0004] 如何有效利用低品位鋁土礦，解決我國(guó)鋁土礦資源的不足，已成為當(dāng)務(wù)之急。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種低鋁硅比的鋁土礦的燒結(jié)工藝。該技術(shù)對(duì)原 料鋁土礦的A/S適應(yīng)范圍極寬，大于2以上的礦石均可使用，結(jié)合了干法燒結(jié)、全種分和高濃 度堿液蒸發(fā)技術(shù)，氧化鋁回收率可以達(dá)到90 %以上，氧化鈉回收率可以達(dá)到95 %以上。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案為：
[0007] -種用于低鋁硅比鋁土礦的干法燒成裝置，包括石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ)罐、鋁土礦儲(chǔ) 罐、立式混料機(jī)、干燥器、回轉(zhuǎn)窯、立式磨、熟料粉溶出槽、脫硅機(jī)、種分槽和蒸發(fā)單元；
[0008] 所述鋁土礦儲(chǔ)罐、石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ)罐均連接于所述立式混料機(jī)，所述立式混料 機(jī)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(zhuǎn)窯的進(jìn)料溜管連接，所述回 轉(zhuǎn)窯的出料口連接于所述立式磨的進(jìn)料溜槽；
[0009]所述立式磨的出料槽通過(guò)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(jī)，脫硅機(jī)通過(guò)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。
[0010] 其中，所述干燥器的加熱介質(zhì)管路連接于所述回轉(zhuǎn)窯的煙氣出口。
[0011] 其中，所述蒸發(fā)單元包括串聯(lián)連接的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器和三效降膜蒸發(fā)器。
[0012] 進(jìn)一步地，所述三效蒸發(fā)器為鎳制蒸發(fā)器;所述三效降膜蒸發(fā)器的出液管路連接 于所述立式混料機(jī)。
[0013] 使用本實(shí)用新型提出的裝置，一種低鋁硅比鋁土礦的干法燒成方法，包括步驟：
[0014] (1)用石灰石粉、鋁土礦粉、純堿及蒸發(fā)回頭的循環(huán)堿液進(jìn)行配料，配料比例為鋁 土礦35~45 %、石灰石26~35 %、純喊5~15 %，水分控制在12~21 % ;
[0015] (2)將配好的料進(jìn)入立式強(qiáng)力混料機(jī)進(jìn)行充分混合；
[0016] (3)將混成料進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，干燥完成的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫 度控制在1150~1200°C，燒結(jié)熟料冷卻后磨細(xì)為熟料粉；
[0017] (4)將熟料粉加調(diào)整液進(jìn)行溶出，液固比為3~4:1，溶出時(shí)間為15~20分鐘，溫度 為 75°C;
[0018] (5)將步驟(4)熟料粉溶出得到的渣進(jìn)行5~7次反向充分洗滌后，洗液作為步驟 (4)的調(diào)整液，渣進(jìn)行堆存；
[0019] (6)將步驟(4)熟料粉溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后脫硅，脫硅溫度 160~180°C，時(shí)間1~2小時(shí)；
[0020] (7)將步驟(6)得到的溶液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解，分解得到A1(0H)3,然后 焙燒得到氧化鋁；
[0021] (8)將步驟(7)得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽，第一步采用普通蒸發(fā)器蒸 發(fā)到堿液濃度為Na20 280~300g/L，然后再采用鎳材蒸發(fā)器進(jìn)行第二步蒸發(fā)排鹽，得到堿 液濃度為Na20500~600g/L。
[0022] (9)將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)行加種子降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶 體再加入到步驟(6)中進(jìn)行溶解循環(huán);結(jié)晶條件為:首溫80~110°C，末溫40~50°C，時(shí)間6~ 8小時(shí)；
[0023] (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(jìn)行混合， 然后作為配料堿液返回到步驟(1)中，實(shí)現(xiàn)堿液循環(huán)。
[0024]本實(shí)用新型的方法尤其適合鋁硅比5以下的鋁土礦，可以在成本達(dá)到最低的條件 下實(shí)現(xiàn)氧化鋁的高回收率。其中，所述鋁土礦的鋁硅比A/S為2~5。
[0025] 其中，所述步驟(9)中將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)行加種子降溫結(jié)晶，種子量10 ~40g/L。
[0026] 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0027] (1)本實(shí)用新型提出的裝置，針對(duì)高硅鋁比的鋁土礦，可以在燒結(jié)原料中配合石灰 石和純堿，使燒結(jié)后的熟料粉能夠有效浸出；
[0028] (2)本實(shí)用新型提出全種分工藝，可控制干法燒成條件，使燒結(jié)法工藝流程縮減了 三分之一以上，綜合計(jì)算種分分解率提高到90%以上，氧化鋁的總回收率達(dá)到90%以上，降 低了操作難度，減少設(shè)備及人員投入，降低了能耗。
[0029] (3)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了高濃度種分母液蒸發(fā)的突破，是實(shí)現(xiàn)干法燒成的另一條件， 通過(guò)兩步蒸發(fā)、排鹽技術(shù)，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(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本實(shí)用新型的鋁土礦干法燒成裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0031] 圖2為本實(shí)用新型的鋁土礦干法燒成流程圖。
[0032]圖中，1為石灰石儲(chǔ)罐，2為純堿儲(chǔ)罐，3為鋁土礦儲(chǔ)罐，4為立式混料機(jī)，5為回轉(zhuǎn)窯 的進(jìn)料溜管，6為干燥器，7為回轉(zhuǎn)窯，8為熟料粉溶出槽，9為脫硅機(jī)9，10為立式磨，11為煙氣 出口，12為種分槽，13為三效降膜蒸發(fā)器，14為中央循環(huán)管式蒸發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0034]實(shí)施例中，如無(wú)特殊說(shuō)明，所用方法和設(shè)備均為本領(lǐng)域常規(guī)的設(shè)備和方法。
[0035] 實(shí)施例1:
[0036]如圖1，一種用于高硅鋁比鋁土礦的干法燒成裝置，包括石灰石儲(chǔ)罐1、純堿儲(chǔ)罐2、 鋁土礦儲(chǔ)罐3、立式混料機(jī)4、干燥器6、回轉(zhuǎn)窯7、立式磨10、熟料粉溶出槽8、脫硅機(jī)9、種分槽 12和蒸發(fā)單元；
[0037]所述鋁土礦儲(chǔ)罐3、石灰石儲(chǔ)罐1、純堿儲(chǔ)罐2均連接于所述立式混料機(jī)，所述立式 混料機(jī)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(zhuǎn)窯的進(jìn)料溜管5連接， 所述回轉(zhuǎn)窯的出料口連接于所述立式磨的進(jìn)料溜槽;所述干燥器的加熱介質(zhì)管路內(nèi)流動(dòng)的 是回轉(zhuǎn)窯7的煙氣，煙氣在干燥器內(nèi)換熱后從煙氣出口 11排向煙囪。
[0038] 所述立式磨10的出料槽通過(guò)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(jī)9，脫硅機(jī)通過(guò)液體管路連接所述種分槽12;所述種分槽的出液管 路連接所述蒸發(fā)單元。
[0039] 其中，所述蒸發(fā)單元包括串聯(lián)連接的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器14和三效降膜蒸發(fā)器 13。該三效蒸發(fā)器為鎳制蒸發(fā)器。三效降膜蒸發(fā)器的出液管路連接于所述立式混料機(jī)4。
[0040] 原料鋁土礦及石灰石采用山西孝義地區(qū)礦，其成分如表1、2所示。
[0041 ] 表1:鋁土礦成分
[0042]
[0043] 表2:石灰石成分
[0044]
[0045] 操作流程見(jiàn)圖2。首先將鋁土礦(成分如表1)、石灰石(成分如表2)分別破碎至2~ 5mm，然后將其分別磨細(xì)至粒度為-0.074mm占85%以上。然后鋁土礦粉、石灰石粉、純堿粉及 堿液(第二步蒸發(fā)后的循環(huán)母液，濃度Na20 500g/L，ak=14)按比例鋁土礦35質(zhì)量份、石灰 石28質(zhì)量份、純堿10質(zhì)量份，進(jìn)行充分混合，控制水分為15%。配好的料的堿比為1，鈣比為 2，A/S為3.2〇
[0046] 將配好的料進(jìn)入強(qiáng)力混料機(jī)進(jìn)行充分混合，混合均勻度為98%。
[0047] 將混成料進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，干燥用煙氣為燒結(jié)窯的煙氣，溫度為1000~1100 °C，干燥完成的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1150~1200°C，燒結(jié)熟料用冷卻 機(jī)進(jìn)行冷卻。然后熟料采用立磨進(jìn)行干磨，磨細(xì)到-0.074mm占90%以上的熟料粉末。
[0048]將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進(jìn)行溶出，溶出條件為：堿液濃度Na20 50g/L，ak = 1.2，液固比為3:1，溶出時(shí)間為15分鐘，溫度為75 °C。
[0049] 將溶出得到的渣進(jìn)行5次反向洗滌后，洗液作為溶出調(diào)整液，渣進(jìn)行堆存。
[0050] 將溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后脫硅。加入脫硅種子量60g/L，脫硅溶 液的ak為1.5，AL2〇3濃度為120g/L，脫硅溫度160°C，時(shí)間1小時(shí)，脫硅完成后，漿液用葉濾機(jī) 進(jìn)行精制，精液進(jìn)行種分分解，脫硅渣回頭配料。
[0051 ]脫硅得到的精液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解，分解得到A1 (0H)3，然后焙燒得到 氧化鋁。
[0052] 分解得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽，第一步用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器蒸發(fā) 到堿液濃度為Na20 280~300g/L，然后再用鎳材的三效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行第二步蒸發(fā)排鹽， 得到堿液濃度為Na20 500g/L，排出的鹽烘干后回頭配料。
[0053] 將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)行加種子降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體 再加入到溶出粗液中進(jìn)行溶解循環(huán)。結(jié)晶條件為:首溫80°C，末溫50°C，種子量20g/L，時(shí)間6 小時(shí)。
[0054]結(jié)晶得到的循環(huán)母液也作為副產(chǎn)品，用于拜耳法生產(chǎn)的液堿原料。
[0055]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(jì)算，種分分解率 可以達(dá)到92%。
[0056] 盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述 的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本專利構(gòu)思及具體 實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公開(kāi)內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)的替代，以及特征的等效變化或修飾，或 者特征間的相互不同組合，都能實(shí)現(xiàn)本專利描述的功能和效果，不再一一舉例說(shuō)明，均屬本 專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于低鋁硅比鋁土礦的干法燒成裝置，其特征在于，包括石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ) 罐、鋁土礦儲(chǔ)罐、立式混料機(jī)、干燥器、回轉(zhuǎn)窯、立式磨、熟料粉溶出槽、脫硅機(jī)、種分槽和蒸 發(fā)單元； 所述鋁土礦儲(chǔ)罐、石灰石儲(chǔ)罐、純堿儲(chǔ)罐均連接于所述立式混料機(jī)，所述立式混料機(jī)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(zhuǎn)窯的進(jìn)料溜管連接，所述回轉(zhuǎn)窯 的出料口連接于所述立式磨的進(jìn)料溜槽； 所述立式磨的出料槽通過(guò)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(jī)，脫硅機(jī)通過(guò)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(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述干燥器的加熱介質(zhì)管路連接于所述回 轉(zhuǎn)窯的煙氣出口。3. 根據(jù)權(quán)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)連接的中央循環(huán)管 式蒸發(fā)器和三效降膜蒸發(fā)器。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述三效降膜蒸發(fā)器為鎳制蒸發(fā)器;所述 三效降膜蒸發(fā)器的出液管路連接于所述立式混料機(jī)。
【文檔編號(hào)】C01F7/20GK205590320SQ201620118377
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年2月6日
【發(fā)明人】張廣, 麻樹(shù)春
【申請(qǐng)人】杭州錦江集團(tuán)有限公司