铝土矿的碱溶出.doc

8.2铝土矿的碱溶出 8.2.1基本原理 铝土矿碱溶出的反应可用下式表示 AlOOH十NaOH（aq）＝NaAlO2（aq）十H2O （81） A1OH3s十NaOH（aq）＝NaA lO2（aq）十2H2O （82） 铝土矿中Al2O3的具体形态因矿源而异，分别有三水铝石AlOH3，一水软铝石γAlOOH，一水硬铝石αAlOOH，其活性按上述次序依次降低。因此其动力学规律亦不尽相同。对三水铝石而言，在25～100℃范围内为化学反应控制，但温度超过150℃则逐步向扩散控制过渡。对一水软铝石和一水硬铝石，在温度低干l75℃时，其浸出速度随温度的升高而迅速增加，超过l75℃则趋势逐步变缓，可能是逐步过渡到扩散控制所致。 实际浸出过程是在高温下＞200℃进行，故一般为扩散控制。 8.2.2工艺简述 1）高压浸出器组连续溶出工艺 铝土矿的碱溶出般在连续作业的高压浸出器组内进行，浸出器组分别由若干个预热器、高压浸出器高压釜和自动蒸发器组成，如图81所示。 采用这种设备系连续作业，可节省加排料时间和升温时间。操作简单，便于自动控制。采用高压浸出器设备时，其工艺条件大体为 温度视矿中A12O3的形态而异，对三水铝石形态的铝土矿为120～140℃，一水软铝石形态的铝土矿为205～230℃，而一水硬铝石形态则为230～245℃。 循环碱母液的αk值3.0～3.8，母液中NaOH质量浓度对直接蒸汽加热而言为270～280g/L，间接蒸汽加热为220～230g/L。 粒度视矿中A12O3形态而异，对三水铝石而言要求预磨至200～500μm，对一水硬铝石则要求达到70～80μm。 图81 直接加热高压溶出设备流程图 A-原矿浆分料箱；B-原矿浆槽；C-泵进口空气室；D-泵出口空气室；E-油压泥浆泵； F-双程预热器；H-自蒸发器；I-溶出矿浆缓冲器；J-赤泥液高位槽；K-冷凝水自蒸发器； P、Q-去加热赤泥液； L-高压蒸汽缓冲器；M-乏气管道；N-不凝性气体排出管；G-原矿浆管 道；S-减压阀；1，2-加热溶出器；3～10-反应溶出器 2）管道化溶出流程 为了提高溶出过程的生产能力，强化生产过程，目前新建的许多氧化铝生产企业通常采用管道化溶出技术进行生产。 图82为引进的法国单管预热间接加热压煮器溶出系统流程 8-2 单管预热间接加热压煮器溶出流程 固体含量为300～400g/L的矿浆在加热槽中从70℃加热到l00℃。再在预脱硅槽中常压脱硅4～8h。预脱硅后的矿浆配入适量碱，使固含达200g/L，温度90～100℃，用高压隔膜泵送入5级2400m长的单管加热器，用10级矿浆自蒸发器的前5级产生的二次蒸汽加热，矿浆温度提高到155℃。然后进入5台间接加热压煮器，用后5级矿浆自蒸发器产生的二次蒸汽加热到220℃，再在6台反应压煮器中用6MPa高压新蒸汽加热到溶出温度260℃，然后在3台保温反应压煮器中保温反应45～60min。高温溶出浆液经10级自蒸发，温度降到130℃后送入稀释槽。 管道化溶出的主要技术条件 1流量450m3/h； 2溶出温度260℃； 3碱液浓度Na2O225～235g/L； 4溶出温度下的停留时间45～60min； 5溶出液ａK1.46； 6 Al2O3相对溶出率93％。 8.2.3铝土矿碱溶出操作 铝土矿碱溶出的实际操纵要根据具体工艺和设备来进行。 A开车步骤 开车步骤如下 1启动时要关闭机组3～10号反应溶出器排汽阀以便机内存水往后排，缓慢通汽，适当控制出料阀门，慢慢地进行升温提压，预热到0.5MPa的压力时，检查并拧紧各部分的螺栓，然后关闭出料阀门继续升温提压； 2预热到压力2MPa时，打开排汽阀和微启出料阀，排不凝性气体，检查出料系统是否畅通，然后再关闭出料阀门继续升温提压至工作压力。全部预热时间，冬季约3～4h，夏季约2～3h； 3预热完毕后，将进料系统的阀门应开的打开，应关的关闭，然后通知进料泵岗位操作人员可以进料； 4当料进至溶出器后，适当增大通汽量，并注意机内温度，防止超压。溶出器装满约80％时，便可打开出料阀出料，调整针型阀，控制进、出料平衡； 5自蒸发器应根据机组压力适当地打开排气阀阀门进行排气。 B停车步骤 1停车时首先通知泵工停止进料，然后再停止预热器的通汽，再关闭溶出器进料阀门，关闭溶出机组排气阀； 2以保持温度和不堵喷头为原则来降低蒸汽压力； 3保持正常出料速度将机内矿浆出空，出料过程中1号溶出器内的压力必须高于2号溶出器； 4当机组压力降到零时，开大蒸汽阀门吹净机内存料后，关闭出料阀门； 5预热器放料，并用高压水冲洗。 C操作时的注意事项操作时的注意事项如下 1新安装或大修后的溶出器机组，需经l.5倍的水压试验合格后方可投产； 2要控制进出料的平衡，稳定机组压力； 3定时检查并活动出料针型阀； 4控制好不凝性气体的排放，进行满罐操作； 5溶出时间控制在2h，以增加氧化铝的溶出率。