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氧化铝厂精液分解、氢氧化铝分离与洗涤设计

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氧化铝厂精液分解、氢氧化铝分离与洗涤设计

发布日期:2015-06-12 17:37 来源:http://www.bsco.cc 点击:

    氧化铝厂精液分解、氢氧化铝分离与洗涤设计(design of green liguor preclpltation and hydrate separation and washing for alumina refihery)


    以精液(纯净的铝酸钠溶液)为原料,经分解、分离和洗涤,获得氢氧化铝和分解母液的工艺设计。产出的氢氧化铝细粒部分供搅拌分解作晶种用,粗粒部分经焙烧后成为氧化铝;分解母液返回生产系统循环使用。


    设计主要内容包括:工艺流程、设备选择、设备配置和主要技术指标。


    工艺流程   精液分解有添加晶种搅拌分解(简称种分)和通入二氧化碳气分解(简称碳分)两种。前者是往精液中加入细粒的氢氧化铝品种,经降温和长时问搅拌后,从溶液中析出氢氧化铝。后者是通入二氧化碳气中和精液中的游离苛性碱以析出氢氧化铝。按分解工艺技术条件的不同,析出的氢氧化铝有粗颗粒的砂状,细颗粒的粉状和介于两者之间的中间状三种。拜耳法、并联法和串联法生产采用种分;处理低铁铝矿的烧结法和混联法兼有种分和碳分;处理高铁铝矿的烧结法只采用碳分。


    种分与氢氧化铝分离、洗涤   因所制取的氧化铝呈非砂状和砂状而异:(1)制取非砂状氧化铝的种分流程,是把热精液冷却到70℃以下,加入晶种氢氧化铝,搅拌35~75h,使温度降至40~45℃。这一过程,通常称为一段分解。分解后浆液送过滤分离,滤出的氢氧化铝,大部分送回分解槽系列的首槽,作晶种用,其余用热水反向洗涤后,送去焙烧。分离后的滤液称种分母液,送回生产流程循环使用。(2)制取砂状氧化铝,要求严格控制分解温度制度、晶种粒级分布和相适应的晶种加入量。高浓度铝酸钠溶液生产砂状氧化铝,通常采用细晶粒附聚和粗晶粒长大的二段分解流程:冷却后的精液首先进行一段分解,首槽温度保持70℃左右,加入40%~50%粒度小于45um的晶种,进行细晶种附聚过程;控制恒温一定时间后,快速降温到60℃左右,再加入15%~20%粒度小于45/zm的晶种,进行粗晶粒长大的第二段分解过程。分解终温约50℃,总分解时间一般为70~80h。从分解后的浆液中分离氢氧化铝,一般经两次分级,第一级分级机的底流(含粗粒氢氧化铝),经洗净、焙烧后成为氧化铝;溢流(含细粒氢氧化铝)送第二级分级机。第二级分级机的底流中氢氧化铝(粗晶种)送二段分解(晶粒长大);溢流中氢氧化铝(细晶种)送一段分解(晶粒附聚)。经分离和晶种过滤后的滤液为种分母液,返回生产系统循环使用。


    精液搅拌分解及氢氧化铝分离、洗涤工艺流程见图1和图2。

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    碳分与氢氧化铝分离、洗涤   将二氧化碳气通入热精液中,反应约4h左右,析出氢氧化铝结晶。分解后浆液经沉降槽和过滤机分离出氢氧化铝,氢氧化铝用热水反向洗涤两次后送焙烧。母液及洗液返回生产系统,碳分精液不需冷却,直接通气分解,当通入的气体中二氧化碳含量低时,尚需同时通入蒸汽加热,以保持碳分要求的温度。生产砂状氧化铝时,通气前需加入少量特制晶种。


    设备选择   包括种分设备,碳分设备和氢氧化铝分级、分离和洗涤设备。


    (1)种分设备。种分大多为连续作业,一般由8~16台分解槽串联组合成一组。分解槽的规格在满足台数和组数合理的条件下,尽量大型化。种分槽分为机械搅拌或压缩空气搅拌两种型式。压缩空气搅拌分解槽锥底容积较小,最大3000m3,设备简单,操作方便,容易维护,但能耗高,物料循环量小、易结疤。大容积种分槽多为平底,桨式机械搅拌,基础简单,能耗低,物料循环量大,槽内结疤少,已普遍用以代替小型的压缩空气搅拌槽。世界上最大的机械搅拌分解槽容积为4500m3。种分精液降温设备,可用真空降温和列管换热器组合或板式换热器。


    (2)碳分设备。碳分槽均采用机械搅拌槽。


    (3)氢氧化铝分级、分离和洗涤设备主要有分级机、沉降槽和过滤机。分级机有重力作用式圆筒形锥底分级机和旋流细筛等。浓缩氢氧化铝浆用的沉降槽,多选用单层沉降槽。过滤机分为氢氧化铝晶种过滤机和氢氧化铝产品过滤机。晶种过滤选用立盘真空过滤机或圆筒真空过滤机。立盘真空过滤机面积大(单台面积已达240m2)、占地面积小、产能高、投资和操作费用低、检修方便(可迅速更换故障滤片),最适应大型氧化铝厂晶种过滤用。产品过滤一般选用平盘真空过滤机、水平带式真空过滤机或圆筒真空过滤机。平盘及水平带式真空过滤机洗涤效率高、洗水用量少、滤饼残留水分低。带式过滤机结构较为复杂,设计一般多用平盘过滤机。


    技术特点与设备配置   (1)碳分、种分分解槽均为露天配置。连续分解槽组,多数为直线或U字形配置。为使分解槽物料自流,一般分解槽顶按阶梯配置。槽外地坪雨水与污水应分流。(2)分级设施宜布置在品种加入槽附近。(3)氢氧化铝产品过滤设备,宜设在焙烧厂房内。(4)过滤机厂房湿热、有碱腐蚀,设计应考虑通风及防腐措施。


    主要技术指标   精液分解及氢氧化铝分离、洗涤的主要技术指标为:

    (1)碳分

    分解率85%~90%(与精液硅量指数成正比变化)

    产出率≤85kg Al2O3/m3

    (2)种分

    分解母液分子比2.8~3.6

    产出率50~80kg Al2O3/m3

    (3)氢氧化铝洗涤

    每吨氢氧化铝洗水用量≤1t

    附碱(可溶性碱)≤0.13%(以Na2O计、干基)


相关标签:氢氧化铝干胶

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