拜耳法氧化鋁制取工藝流程簡介
目前全(quan)球的氧(yang)化鋁(lv)產品(pin)(pin)中,有90%以上(shang)采(cai)用拜耳法生產。該方(fang)法由K.J. 拜耳在1889~1892年提出而得名。拜耳法適用于(yu)處理低硅鋁(lv)礦石,特別是用在處理三水鋁(lv)石型粘土礦時,工藝流程(cheng)簡(jian)單,建設投資少,操作(zuo)方(fang)便,產品(pin)(pin)質量高(gao),其(qi)經濟效益遠非其(qi)他方(fang)法所能媲美。
1、原料工序
原料礦石堆場在建廠初期,為方便裝卸礦石及避免大量雜質在倒運過程進入生產流程,堆場使用原礦石將地基提升50cm壓實后用于儲存鋁土礦。原(yuan)礦(kuang)石由汽車運進廠的鋁(lv)土礦(kuang)經地磅站(zhan)稱(cheng)重后和原(yuan)礦(kuang)堆場的鋁(lv)土礦(kuang)經破碎后一起倒入卸礦(kuang)站(zhan),經膠帶輸送機送往均化堆場堆存,為避免斗輪取料機將雜質當做礦石取走,取料機斗輪離地面30cm,其間用礦石進行填充,再由膠帶輸送機將鋁土礦送往原料磨的磨頭倉。
外購石(shi)灰由汽車運進(jin)廠,卸(xie)(xie)入石(shi)灰卸(xie)(xie)礦站,經膠(jiao)帶輸送(song)(song)機送(song)(song)往(wang)(wang)石(shi)灰倉(cang),一部(bu)分石(shi)灰通過膠(jiao)帶輸送(song)(song)機送(song)(song)往(wang)(wang)原料磨磨頭(tou)倉(cang),另一部(bu)分石(shi)灰送(song)(song)往(wang)(wang)石(shi)灰消(xiao)化工段(duan)。
在石灰(hui)消(xiao)化工(gong)段,石灰(hui)與熱水(shui)一同加(jia)入化灰(hui)機中,制備的石灰(hui)乳(ru)流進石灰(hui)乳(ru)槽(cao),石灰(hui)乳(ru)用泵送往蒸發車間苛化工(gong)序(xu)和沉降車間控制過濾工(gong)序(xu)。
在原(yuan)(yuan)料(liao)磨工段,鋁土礦、石灰及(ji)循環母液按比(bi)例加入原(yuan)(yuan)料(liao)磨中磨制原(yuan)(yuan)礦漿(jiang),原(yuan)(yuan)礦漿(jiang)用水力(li)漩流(liu)器進行分(fen)級,分(fen)級機(ji)溢(yi)流(liu)為合(he)格(ge)的原(yuan)(yuan)礦漿(jiang),送入原(yuan)(yuan)礦漿(jiang)槽(cao),分(fen)級機(ji)底流(liu)返回原(yuan)(yuan)料(liao)磨。為應對(dui)磨機(ji)突(tu)發故障(zhang)及(ji)流(liu)程穩(wen)定,礦漿(jiang)槽(cao)必須保持一(yi)定液位。
2、溶出工序
來自原料磨已研磨好的原礦漿首先進入溶出預脫硅槽,礦漿通過預脫硅槽的壓差進行自溢流到末槽,同時為消除礦漿中的SiO2對溶出過程的影響,根據車間操作規程,礦漿在預脫硅槽首槽加熱到100℃,且原礦漿在脫硅槽中(zhong)停留8h以(yi)上,以達到預脫硅的目的。在預脫硅末槽通過出料泵進入高壓隔膜泵,再由高壓隔膜泵注入溶出機組。礦漿首先經過六級單管預熱器被來自相應閃蒸槽的二次蒸汽間接加熱到160℃左右,后進入六級帶機械攪拌間接加熱的預熱壓煮器,由來自相應級別的閃蒸槽的二次蒸汽預熱到200℃左右,再進入帶機械攪拌間接加熱反應壓煮器內,用來自熱電的6.0Mpa新蒸汽加熱到溶出溫度256℃左右,*** 后經過反應停留壓煮器停留反應45~60分鐘,溶出后料漿經過十一級閃蒸槽降壓降溫后,進入稀釋槽。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小時以上,保持高液位運行,以進一步脫除溶液中的硅、鐵、鋅等雜質,再送往沉降作業區。
各(ge)級(ji)(ji)礦漿自蒸發器產生的(de)二次蒸汽(qi)(qi)用于相對應(ying)的(de)套管(guan)預(yu)熱(re)器中預(yu)熱(re)原礦漿,二次汽(qi)(qi)冷凝(ning)后(hou)從(cong)預(yu)熱(re)器排出進冷凝(ning)水罐,冷凝(ning)水經逐級(ji)(ji)閃蒸降壓(ya)后(hou),匯總到末(mo)級(ji)(ji)冷凝(ning)水罐,送往熱(re)水站制備熱(re)水。
3、沉降工序
從溶(rong)出(chu)后槽(cao)(cao)送(song)(song)(song)來的(de)(de)稀釋料漿(jiang)與從絮凝劑(ji)制備工(gong)(gong)段(duan)(duan)來的(de)(de)絮凝劑(ji)一同進(jin)入分(fen)(fen)離(li)沉(chen)(chen)降(jiang)槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),進(jin)行液(ye)固(gu)分(fen)(fen)離(li),底流用泵送(song)(song)(song)往(wang)洗滌(di)沉(chen)(chen)降(jiang)槽(cao)(cao),采用三到四次(ci)反向洗滌(di),洗水從末(mo)槽(cao)(cao)加入,末(mo)次(ci)洗滌(di)后底流送(song)(song)(song)到赤泥過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv),經過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)機過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)后用隔(ge)膜(mo)泵送(song)(song)(song)往(wang)赤泥堆場堆存。為降(jiang)低分(fen)(fen)離(li)槽(cao)(cao)和洗滌(di)槽(cao)(cao)溢(yi)流中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)固(gu)體的(de)(de)含(han)量,根據車(che)間(jian)(jian)操(cao)作規程,分(fen)(fen)離(li)槽(cao)(cao)和洗滌(di)槽(cao)(cao)的(de)(de)清液(ye)層高(gao)度,必須保持(chi)在5m以(yi)上,以(yi)確(que)保分(fen)(fen)離(li)和洗滌(di)槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)外(wai)送(song)(song)(song)的(de)(de)溢(yi)流中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)固(gu)體含(han)量降(jiang)低*** 低。分(fen)(fen)離(li)沉(chen)(chen)降(jiang)槽(cao)(cao)溢(yi)流送(song)(song)(song)控制過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)工(gong)(gong)段(duan)(duan)的(de)(de)粗液(ye)槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行液(ye)位緩沖,輸送(song)(song)(song)到控制過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv),控制過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)采用立式(shi)葉(xie)濾(lv)(lv)(lv)機,同時將少量石灰乳也加進(jin)粗液(ye)槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)作為助(zhu)濾(lv)(lv)(lv)劑(ji),葉(xie)濾(lv)(lv)(lv)得(de)到的(de)(de)精(jing) 液(ye)在精(jing) 液(ye)槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行緩沖后送(song)(song)(song)分(fen)(fen)解(jie)車(che)間(jian)(jian)的(de)(de)精(jing) 液(ye)板式(shi)熱交(jiao)換工(gong)(gong)段(duan)(duan),葉(xie)濾(lv)(lv)(lv)渣進(jin)濾(lv)(lv)(lv)渣槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),用泵返回(hui)沉(chen)(chen)降(jiang)槽(cao)(cao)。
4、分解工序
控(kong)制過(guo)濾工(gong)(gong)段送來(lai)的精(jing)(jing) 液(ye)(ye)進分解(jie)車間的精(jing)(jing) 液(ye)(ye)熱(re)交換(huan)工(gong)(gong)序(xu),精(jing)(jing) 液(ye)(ye)在此工(gong)(gong)段經三 級換(huan)熱(re),精(jing)(jing) 液(ye)(ye)溫度從100~105℃降(jiang)為61~62℃,然后送種子過(guo)濾沖晶種。第 一、二級為精(jing)(jing) 液(ye)(ye)與分解(jie)母液(ye)(ye)換(huan)熱(re),第三 級為精(jing)(jing) 液(ye)(ye)與水換(huan)熱(re)。
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(beng)送(song)往分(fen)(fen)解首槽(cao)中(zhong),從分(fen)(fen)解首槽(cao)槽(cao)頂(ding)溢流(liu)口依次溢流(liu)到分(fen)(fen)解末槽(cao),經(jing)(jing)過(guo)(guo)50h左右的梯(ti)度降(jiang)溫制備砂狀氫(qing)氧化(hua)鋁(lv),在分(fen)(fen)解槽(cao)尾部經(jing)(jing)過(guo)(guo)水力漩流(liu)器分(fen)(fen)級(ji)機組,分(fen)(fen)級(ji)后的粗(cu)顆粒氫(qing)氧化(hua)鋁(lv)料漿,送(song)往焙燒車間成(cheng)品過(guo)(guo)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種子過濾工段,經過濾后晶種流進晶種槽中,過濾母液進錐形母液槽進行液固沉淀分離,溶液進入母液槽進行緩沖,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。
母(mu)液槽母(mu)液用泵輸送,一部分送氫氧化鋁分級,調(diao)配料漿固(gu)含,另(ling)一部分送精(jing) 液熱(re)交(jiao)換(huan)工序與精(jing) 液換(huan)熱(re),換(huan)熱(re)后(hou)母(mu)液溫度(du)從(cong)50~55℃升(sheng)***85~90℃,送蒸發車間的蒸發原(yuan)液槽。
為使(shi)分解產出(chu)率較高,在分解槽(cao)頂部適當(dang)位(wei)置設有寬流(liu)道板式換熱器作為中間降溫設備。
5、蒸發工序
從分解(jie)車(che)間送(song)來(lai)的(de)母(mu)(mu)(mu)液進入(ru)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)車(che)間的(de)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)原(yuan)(yuan)液槽(cao),為確保生產穩(wen)定及(ji)生產液量平衡,蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)原(yuan)(yuan)液槽(cao)需保持一(yi)定的(de)液位(wei)。蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)工段采用分解(jie)母(mu)(mu)(mu)液部分蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)工藝,一(yi)部分母(mu)(mu)(mu)液進蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器中(zhong)濃縮,另一(yi)部分母(mu)(mu)(mu)液直接送(song)往循環母(mu)(mu)(mu)液槽(cao)調配成合格的(de)循環母(mu)(mu)(mu)液。
蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)站由(you)一(yi)組六效(xiao)降(jiang)膜蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器和一(yi)臺強制循環結晶蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器及三 級(ji)閃蒸(zheng)(zheng)組成,蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)采用逆流流程。原液由(you)末效(xiao)逐級(ji)送(song)到前效(xiao)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa),*** 后到I效(xiao)。
I效的出料溫(wen)度為(wei)140℃,此溶液進(jin)入三(san) 級閃(shan)蒸(zheng)系統,逐級閃(shan)蒸(zheng)降溫(wen),三(san)閃(shan)出料溫(wen)度92℃左右,三(san)閃(shan)出料即為(wei)蒸(zheng)發(fa)母(mu)液,送往循(xun)(xun)環母(mu)液調配(pei)槽制(zhi)備循(xun)(xun)環母(mu)液。
由蒸發三閃出料引一定數量的母液進強制效,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、沉降及過濾性能較好的無水碳酸鈉,結晶器出料去鹽沉降槽,底流進鹽過濾機,經過濾后的Na2CO3濾餅稀釋后進苛化槽。苛化料漿送苛化過濾機過濾,濾餅送赤泥沉降車間的沉降槽。溢流稱為強堿液,其返回三閃,經閃蒸后送循環母液調配槽制備循環母液。
生產補堿(jian)(jian)用液體(ti)(ti)或固(gu)體(ti)(ti)燒堿(jian)(jian),循環母液配制區域設有(you)補堿(jian)(jian)設備。
6、焙燒工序
由分(fen)解分(fen)級來的氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁漿(jiang)液經氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁漿(jiang)液貯(zhu)槽進行(xing)液位(wei)緩沖(chong),用(yong)泵送(song)水(shui)平盤式過(guo)濾(lv)(lv)機,對氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁進行(xing)分(fen)離及洗(xi)滌,洗(xi)滌后濾(lv)(lv)餅含水(shui)率6~8%,用(yong)膠帶輸(shu)送(song)機送(song)往焙燒(shao)爐喂(wei)料箱(xiang)或氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁倉,過(guo)濾(lv)(lv)后母(mu)液和濾(lv)(lv)液在各自的儲槽緩沖(chong)后送(song)種(zhong)子過(guo)濾(lv)(lv)的錐形母(mu)液槽。
從成(cheng)品過濾(lv)或(huo)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)倉來(lai)的(de)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)卸(xie)入焙(bei)(bei)(bei)燒工序的(de)喂料(liao)(liao)箱內(nei)(nei),喂料(liao)(liao)箱下(xia)設(she)有皮(pi)帶計量(liang)給料(liao)(liao)機,控(kong)制焙(bei)(bei)(bei)燒爐(lu)進(jin)(jin)(jin)料(liao)(liao)量(liang)。含水(shui)6-8%的(de)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)經膠帶輸送機,螺旋喂料(liao)(liao)機送入文丘里(li)干(gan)燥器(qi)內(nei)(nei),干(gan)燥后的(de)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)被氣(qi)(qi)流帶入第 一級旋風預熱器(qi)中,煙氣(qi)(qi)和干(gan)燥的(de)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)在此進(jin)(jin)(jin)行分離(li),一級旋風出(chu)來(lai)的(de)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)進(jin)(jin)(jin)入第二(er)級旋風預熱器(qi),并與從熱分離(li)器(qi)來(lai)的(de)溫(wen)度約(yue)為1000℃的(de)煙氣(qi)(qi)混(hun)合進(jin)(jin)(jin)行熱交換(huan),氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)的(de)溫(wen)度達(da)320-360℃,附(fu)著水(shui)基(ji)本脫除,預焙(bei)(bei)(bei)燒過的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)在第二(er)級旋風預熱器(qi)內(nei)(nei)與煙氣(qi)(qi)分離(li)卸(xie)入焙(bei)(bei)(bei)燒爐(lu)的(de)錐體內(nei)(nei),焙(bei)(bei)(bei)燒爐(lu)所用的(de)燃(ran)燒空(kong)氣(qi)(qi)預熱到600-800℃從焙(bei)(bei)(bei)燒爐(lu)底(di)進(jin)(jin)(jin)入,燃(ran)料(liao)(liao)、預焙(bei)(bei)(bei)燒的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)及熱空(kong)氣(qi)(qi)在爐(lu)底(di)充(chong)分混(hun)合并燃(ran)燒,氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)的(de)焙(bei)(bei)(bei)燒在爐(lu)內(nei)(nei)約(yue)1.4秒鐘的(de)時(shi)間內(nei)(nei)完成(cheng)。
焙燒好的氧(yang)化鋁(lv)和熱(re)煙氣(qi)在(zai)熱(re)分離(li)器中(zhong)分離(li)。熱(re)煙氣(qi)經上(shang)述(shu)的兩級旋風(feng)預(yu)熱(re)器,文丘里干燥器與氫(qing)氧(yang)化鋁(lv)進行熱(re)交換后,溫度降為145℃,進入電除塵器,凈(jing)化后的煙氣(qi)用排(pai)風(feng)機送(song)入煙囪(cong)排(pai)入大氣(qi)。
熱分離器出來(lai)的氧化鋁(lv)(lv)(lv)經兩段(duan)(duan)冷(leng)卻后溫(wen)度(du)(du)降(jiang)到80℃,第 一(yi)段(duan)(duan)冷(leng)卻采用(yong)四(si)級旋風冷(leng)卻器,在(zai)四(si)級旋風冷(leng)卻過程中,氧化鋁(lv)(lv)(lv)溫(wen)度(du)(du)從(cong)1050℃降(jiang)為(wei)(wei)260℃,燃(ran)料燃(ran)燒所需的空氣溫(wen)度(du)(du)預熱到800℃,第二(er)段(duan)(duan)冷(leng)卻采用(yong)沸騰(teng)(teng)床冷(leng)卻機(ji),用(yong)水間接(jie)冷(leng)卻,使氧化鋁(lv)(lv)(lv)溫(wen)度(du)(du)從(cong)260℃降(jiang)為(wei)(wei)80℃。從(cong)沸騰(teng)(teng)床冷(leng)卻機(ji)出來(lai)的氧化鋁(lv)(lv)(lv)用(yong)風動流槽(cao)送(song)入氧化鋁(lv)(lv)(lv)倉(cang)儲存,倉(cang)底設有噸包(bao)(bao)機(ji)和散(san)裝(zhuang)機(ji),氧化鋁(lv)(lv)(lv)包(bao)(bao)裝(zhuang)采用(yong)1.0或1.5噸的大(da)袋包(bao)(bao)裝(zhuang),包(bao)(bao)裝(zhuang)好的氧化鋁(lv)(lv)(lv)用(yong)汽車運出廠。
電(dian)收(shou)塵器(qi)收(shou)下的粉塵,用螺(luo)旋(xuan)輸送(song)泵送(song)入第二級旋(xuan)風(feng)冷卻器(qi)中。