CN102259904A - 电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，包括包括赤泥分离和精细过滤工序，其中在赤泥分离后所得铝酸钠粗液中添加助滤剂进行精细过滤工序，所述助滤剂是由电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按质量比1～3∶2～7∶3～10混匀后组成的混合物，添加量为铝酸钠粗液重量的1～5‰。本发明工艺用电厂产生的废弃料来代替传统的助滤剂石灰乳，是一次颠覆性的创新，废物利用无需增加投资，节能减排且环保，有效降低了氧化铝成品的生产成本。

Description

电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺
技术领域    
    本发明属于电厂产生的废弃料处理技术领域，具体涉及一种电厂废弃料代替石灰乳用于
拜耳法生产氧化铝的工艺，即用电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣替换现有的石灰乳用作精细过滤工序中的助滤剂。
背景技术
  现有的拜耳法生产氧化铝，其工序一般为：将矿石经过预脱硅、溶出和赤泥沉降分离得到赤泥和铝酸钠粗液，铝酸钠粗液再通过叶滤机进行精细过滤以滤去残存的浮游物，从而制得铝酸钠***；然后将铝酸钠***降温后加氢氧化铝晶种结晶，最后把结晶得到的氢氧化铝通过分解和焙烧工序制得最后的氧化铝成品。目前，在铝酸钠粗液进行精细过滤的工序中，一般使用石灰乳作为助滤剂，需要将石灰加水消化后调制成浆液即石灰乳。这样以来为了降低铝酸钠粗液中的杂质含量，提高过滤效果，就需要大量的生石灰和水进行消化反应生成石灰乳，并需要配备相应的人员进行操作。以一个年产200万吨氧化铝的生产企业计算，每天用于石灰消化的水则需要1500吨，此外石灰消化、分解槽工序每天也需用电约2100千瓦，造成了巨大的能耗和资源浪费，不利于节能减排和环保。因此，目前急需一种节能环保的铝酸钠粗液精细过滤工艺。
发明内容
本发明目的在于提供一种电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，该工艺有效利用了电厂生产中产生的废弃料，节约环保，大大降低了生产成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，包括赤泥分离和精细过滤工序，其中，在赤泥分离后所得铝酸钠粗液中添加助滤剂进行精细过滤工序，所述助滤剂是由电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣组成的混合物。过滤后所得铝酸钠***进入下一步氢氧化铝结晶析出工序。
具体的，所述电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣可以按质量比1～3：2～7：3～10混合均匀，添加量为铝酸钠粗液重量的1～5‰。其中，电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按质量比1～2：2～5：3～7混合均匀为宜。
详细的，一种电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，该方法为：
①原料溶出：将破碎好的矿石原料送入原料磨湿法磨制，制成合格的矿浆送溶出工序；
②赤泥分离：矿浆溶出后经稀释进入赤泥分离工序；
③精细过滤：赤泥分离所得的铝酸钠粗液进入叶滤机，在电厂废弃料作助滤剂的条件下进行过滤，过滤后得到铝酸钠***；其中，所述电厂废弃料为电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按质量比1～3：2～7：3～10混匀后的混合物，助滤剂的添加量为铝酸钠粗液重量的1～5‰；
④制备氧化铝：将所得铝酸钠***经换热器降温后与氢氧化铝晶种混合均匀，经泵送至分解槽首槽，经分解槽上换热器降温，随着温度的逐渐降低，有大量的氢氧化铝析出并长大，再由出料泵送至平盘过滤、洗涤，由皮带将含水的氢氧化铝粉末送至焙烧炉进行焙烧得到氧化铝。
本发明工艺的创新点主要在于：将电厂的废弃料脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按比例混匀后，充当精细过滤工序的助滤剂，采用干法加入叶滤机，用以替换现有的用石灰乳作助滤剂。本工艺不改变现有工艺的其它参数指标，例如粗液温度、***温度、过滤机压力及过料总量等保持原来不变，包括后续的氢氧化铝结晶、分解和焙烧工序仍采用常规技术。按年产200万吨氧化铝计算，比较改进前后（改进前用石灰乳作助滤剂，改进后用电厂废弃料作助滤剂）企业每年产生的经济效益：1）在原料消耗方面每年可节约石灰4000万元；2）在人力方面可节约60万元；3）在节能方面，每年可节电约54万元；节气1300万元；节水350万元；多产出氧化铝增加产值5000万元；综上合计共约110764万元。
本发明工艺用电厂产生的废弃料来代替传统的助滤剂石灰乳，是一次颠覆性的创新，是拜尔法生产原料使用上的概念更新，是一次超越性的变革。该工艺将电厂废料再次有效利用，零投资，无需增加投资，循环经济，节约环保，降低了氧化铝成品的生产成本。
和现有的工艺相比，本发明工艺具有以下优点：
（1）节省原料，按年产200万吨氧化铝的生产企业，每天可节约石灰约300吨以上；
（2）节约人力及工段：石灰消化工序可取消，同时节省相应操作人员；
（3）节水：年产200万吨Al2O3生产企业每天可节约石灰消化用水1500吨；
（4）节电：石灰消化、分解槽工序所有电力设施即可停用，每天节电约2100千瓦；
（5）电厂废弃料的主要成分为S、C、Si、Al2O3和少量Ca等，由于没有CaO，利于减少Al2O3的损失，可以使氧化铝的2次损失减为最小；
（6）由于Al2O3损失减小，铝酸钠粗液、***ak差值基本保持一致，在种分段便会使分解率提高，使Al2O3单位产能提高，节约分解槽的使用；
（7）由于种分液的Al2O3浓度提高，使蒸发工序减少蒸发液量，可降低蒸汽用量，每小时节约低压蒸汽（0.6MPA160度）15T。
附图说明
图1为本发明工艺的路线图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
一种电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，该方法为：
①原料溶出：将破碎好的矿石2640吨与石灰224吨送入原料磨，并加入合格母液湿法磨制，制成固含在350g/L的矿浆，以450方/小时的流量送溶出工序；
②赤泥分离：矿浆经过260℃高温溶出后，所得料浆用沉降洗液稀释后进入赤泥分离工序；
③精细过滤：赤泥分离所得的铝酸钠粗液进入叶滤机，在电厂废弃料作助滤剂的条件下进行过滤，过滤后得到铝酸钠***，其中所述电厂废弃料为电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按质量比1：3：4混匀后的混合物，助滤剂的添加量为铝酸钠粗液重量的2‰；
④制备氧化铝：将所得铝酸钠***经板式换热器降温至70℃后，与氢氧化铝晶种在晶种槽混合均匀，经泵送至分解槽首槽，经分解槽上板式换热器降温，随着温度的逐渐降低，有大量的氢氧化铝析出并长大，再由出料泵送至平盘过滤、洗涤，由皮带将含水8%左右的氢氧化铝粉末送至焙烧炉于1200℃高温焙烧得到约1500吨的氧化铝。
实施例2
一种电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，该方法为：
①原料溶出：将破碎好的矿石2640吨与石灰224吨送入原料磨，并加入合格母液湿法磨制，制成固含在350g/L的矿浆，以450方/小时的流量送溶出工序；
②赤泥分离：矿浆经过260℃高温溶出后，所得料浆用沉降洗液稀释后进入赤泥分离工序；
③精细过滤：赤泥分离所得的铝酸钠粗液进入叶滤机，在电厂废弃料作助滤剂的条件下进行过滤，过滤后得到铝酸钠***，其中所述电厂废弃料为电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按质量比2：5：7混匀后的混合物，助滤剂的添加量为铝酸钠粗液重量的5‰；
④制备氧化铝：将所得铝酸钠***经板式换热器降温至70℃后，与氢氧化铝晶种在晶种槽混合均匀，经泵送至分解槽首槽，经分解槽上板式换热器降温，随着温度的逐渐降低，有大量的氢氧化铝析出并长大，再由出料泵送至平盘过滤、洗涤，由皮带将含水8%左右的氢氧化铝粉末送至焙烧炉于1200℃高温焙烧得到约1500吨的氧化铝。
以下表1至4给出了在实际生产过程中，分别使用石灰乳和本发明所述电厂废弃料作助滤剂时不同性能指标的对比。
Figure 116731DEST_PATH_IMAGE001
Figure 537348DEST_PATH_IMAGE002
 
Figure 619704DEST_PATH_IMAGE003
Figure 733154DEST_PATH_IMAGE004
 
由表1、2和3可以看出，虽然使用不同的助滤剂对精细过滤工艺中的技术参数影响不大，过滤后得到的铝酸钠***中各元素含量差别也不大，最终得到的氧化铝产品质量指标差别也不太大，但是表4明确给出了使用不同助滤剂时对应的经济指标，由此表可以直观看出使用本发明所述电厂废弃料作助滤剂时，蒸汽、水电年耗用量明显降低，氧化铝的年产量也明显提高，带来了显著的经济效益且节能减排，值得推广应用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明,而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，包括赤泥分离和精细过滤工序，其特征在于，在赤泥分离后所得铝酸钠粗液中添加助滤剂进行精细过滤工序，所述助滤剂是由电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣组成的混合物。
2.如权利要求1所述电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，其特征在于，所述电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按质量比1～3：2～7：3～10混合均匀，添加量为铝酸钠粗液重量的1～5‰。
3.如权利要求2所述电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，其特征在于，所述电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按质量比1～2：2～5：3～7混合均匀。
4.如权利要求1至3任一所述电厂废弃料代替石灰乳用于拜耳法生产氧化铝的工艺，其特征在于， 该方法包括如下步骤：
①原料溶出：将破碎好的矿石原料送入原料磨湿法磨制，制成合格的矿浆送溶出工序；②赤泥分离：矿浆溶出后经稀释进入赤泥分离工序；
③精细过滤：赤泥分离所得的铝酸钠粗液进入叶滤机，在电厂废弃料作助滤剂的条件下进行过滤，过滤后得到铝酸钠***；其中，所述电厂废弃料为电厂脱硫灰渣、电收尘灰粉和锅炉灰渣按质量比1～3：2～7：3～10混匀后的混合物，助滤剂的添加量为铝酸钠粗液重量的1～5‰；
④制备氧化铝：将所得铝酸钠***经换热器降温后与氢氧化铝晶种混合均匀，经泵送至分解槽首槽，经分解槽上换热器降温，随着温度的逐渐降低，有大量的氢氧化铝析出并长大，再由出料泵送至平盘过滤、洗涤，由皮带将含水的氢氧化铝粉末送至焙烧炉进行焙烧得到氧化铝。
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