发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种拜耳法联产化学品氧化铝生产方法,化学品氧化铝可以是拟薄水铝石或者超细氢氧化铝,本发明方法一方面可以减少蒸发能耗,另一方面可以提高拜耳法生产***的循环效率。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种拜耳法联产化学品氧化铝生产方法,化学品氧化铝为拟薄水铝石或超细氢氧化铝;
生产的化学品氧化铝为拟薄水铝石时,将拟薄水铝石生产***中碳分分解后的过滤母液用石灰乳苛化至Nk为20~50g/L,得到苛化液,之后将所述苛化液送至赤泥分离沉降槽泥层中部至赤泥一次洗涤沉降槽上部之间的任意位置,所述苛化液随赤泥分离沉降槽的赤泥底流进入赤泥一次洗涤沉降槽;
生产的化学品氧化铝为超细氢氧化铝时,将超细氢氧化铝产品洗液送至赤泥分离沉降槽泥层中部至赤泥一次洗涤沉降槽上部之间的任意位置,所述超细氢氧化铝产品洗液随赤泥分离沉降槽的赤泥底流进入赤泥一次洗涤沉降槽。
进一步地,所述超细氢氧化铝产品洗液的Nk为30~70g/L。
优选地,所述苛化液送至赤泥分离沉降槽泥层中下部。因为铝酸钠溶液的水解主要发生在赤泥分离沉降槽的底流部分,将所述苛化液送至赤泥分离沉降槽泥层中下部,可以提高赤泥分离沉降槽底流部分液相的分子比,有效减少水解发生。
优选地,所述超细氢氧化铝产品洗液送至赤泥分离沉降槽泥层中下部。同样,是因为铝酸钠溶液的水解主要发生在赤泥分离沉降槽的底流部分,将所述超细氢氧化铝产品洗液送至赤泥分离沉降槽泥层中下部,可以提高赤泥分离沉降槽底流部分液相的分子比,有效减少水解发生。
优选地,所述苛化液进入赤泥分离沉降槽后,赤泥分离沉降槽内形成上部分子比1.3~1.6的铝酸钠溶液粗液、下部液相分子比1.6~2.5的浆体分布。
优选地,所述超细氢氧化铝产品洗液进入赤泥分离沉降槽后,赤泥分离沉降槽内形成上部分子比1.3~1.6的铝酸钠溶液粗液、下部液相分子比1.6~2.5的浆体分布。
赤泥分离沉降槽的作用是沉降分离出赤泥,在赤泥分离沉降槽内,槽中的上清液溢流至铝酸钠溶液收集容器,经叶滤送去分解析出氢氧化铝,卸渣口排出的浓赤泥浆为底流。赤泥分离沉降槽内上部是铝酸钠溶液粗液层,下部是包含赤泥及铝酸钠溶液粗液的浓赤泥浆层,也即泥层。所述苛化液或者所述超细氢氧化铝产品洗液进入赤泥分离沉降槽后,赤泥分离沉降槽内上部的铝酸钠溶液粗液层分子比为1.3~1.6,下部包含赤泥及铝酸钠溶液粗液的浓赤泥浆层液相的分子比为1.6~2.5。
进一步优选地,赤泥分离沉降槽内,从赤泥分离沉降槽顶部液面位置到液面以下1米的铝酸钠溶液区域分子比为1.3~1.6,从赤泥分离沉降槽底流出料口至沿着垂直高度方向向上1米的浆体区域液相分子比为1.6~2.5。
赤泥分离沉降槽的下部赤泥层液相分子比升高,也即底流液相分子比升高,铝酸钠溶液水解得以有效抑制。
本发明提供的拜耳法联产化学品氧化铝生产方法,将苛化液或超细氢氧化铝产品洗液送入拜耳法生产***的赤泥分离沉降槽,进入赤泥分离沉降槽的泥层中下部,冲稀底流后到达赤泥一次洗涤沉降槽。这样一方面,苛化液或超细氢氧化铝产品洗液在拜耳法生产***得以消化吸收,不用再去蒸发浓缩,节约了蒸发汽耗。另一方面,苛化液或超细氢氧化铝产品洗液进入赤泥一次洗涤沉降槽还可有效抑制拜耳法沉降***的铝酸钠溶液水解。原来的赤泥分离沉降槽底流附液(底流附液即底流中的铝酸钠溶液)为低分子比中等过饱和铝酸钠溶液,固含高、温度低,稳定性很差,极易水解析出氢氧化铝,析出的氢氧化铝进入赤泥,造成氢氧化铝的损失。在将超细氢氧化铝产品洗液或苛化液送至赤泥分离沉降槽的泥层底部前,赤泥分离沉降槽中浆液的苛碱浓度为80~180g/L、赤泥固含量30~900g/L、固体铝硅比1.0~1.5,固含高,稳定性差。本发明将苛化液或超细氢氧化铝产品洗液送入拜耳法生产***的赤泥分离沉降槽,进入赤泥分离沉降槽的泥层中下部,就可以降低赤泥分离沉降槽底流附液的过饱和度以及固含,以苛性碱为主的苛化液或超细氢氧化铝产品洗液与赤泥分离沉降槽泥层或底流混合可以提高分子比,有效抑制水解的发生。采用本发明的方法可以有效解决铝酸钠溶液水解问题,这样在溶出步骤就可以进一步降低溶出料浆的分子比,从而提高了循环效率。因此,可以有效解决拜耳法生产***提产乏力的瓶颈问题,为拜耳法节能降耗和提高循环效率找到一条理想途径。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
某氧化铝生产企业A,按照图1所示的工艺流程进行生产。工艺参数如下:
溶出浆液:200m3/h,Nk 260g/L,αk 1.41,赤泥A/S1.21;
赤泥一次洗液:Nk 58g/L,αk 1.59,180m3/h;
稀释脱硅槽浆液:Nk 165g/L,αk 1.45;
赤泥分离沉降槽底流:Nk 166g/L,αk 1.55;
弃赤泥:A/S1.25;
拜耳法***:αk 1.48。
根据本发明方法进行改进,改进后的工艺流程图见图3所示,具体改进如下:
将拟薄水铝石生产***中碳分分解后的过滤母液用石灰乳苛化至Nk为21g/L,得到苛化液,之后将苛化液送至赤泥分离沉降槽的泥层的中下部,分5处共加入苛化液40m3/h,之后随赤泥分离沉降槽的赤泥底流进入赤泥一次洗涤沉降槽,赤泥一次洗涤沉降槽溢流赤泥一次洗液再经稀释脱硅槽进入赤泥分离沉降槽,在赤泥分离沉降槽内形成上部分子比1.46的铝酸钠溶液粗液、下部分子比1.71的浆体分布;其中,将苛化液送至赤泥分离沉降槽的泥层下部前,赤泥分离沉降槽中浆液的苛碱浓度为165g/L、赤泥固含量800g/L、固体铝硅比1.23。
采用改进后的工艺,工艺参数如下:
赤泥分离沉降槽的底流:Nk 110g/L,αk 1.71;
赤泥一次洗液:Nk 50g/L,αk 1.72;
稀释脱硅槽浆液:Nk 164g/L,αk 1.46;
弃赤泥:A/S1.22;
拜耳法***:αk 1.48。
显然,从赤泥分离沉降槽的底流液相及赤泥一次洗液αk及赤泥A/S可以看出:
原赤泥一次洗液的αk为1.59,经改进后变为αk值1.72,明显上升,借助纯苛性碱溶液的介入,主动提高分子比αk值,增加了溶液的稳定性,避免被动水解造成氧化铝的损失;
原赤泥分离沉降槽的底流液相:Nk 166g/L,αk 1.55,改进后为Nk 110g/L,αk1.71,Nk值下降,αk值上升,溶液浓度的下降和底流的稀释作用,为后续赤泥的洗涤和沉降创造了良好条件;
溶出浆液的赤泥A/S为1.21,原弃赤泥A/S为1.25,改进后弃赤泥A/S为1.22,较原弃赤泥明显下降,与溶出浆液的赤泥铝硅比接近,进一步说明了主动提高赤泥分离沉降槽底流溶液的分子比αk值,抑制了溶液中氧化铝的水解进入赤泥造成弃赤泥A/S的升高。
以上分析说明,改进后抑制了拜耳法生产***中铝酸钠溶液的水解,挽回水解损失,并且赤泥分离沉降槽的底流得以稀释,提高了赤泥沉降洗涤效率,蒸发每小时少蒸发35吨水,显著减少了蒸发能耗。
实施例2
某氧化铝生产企业B,按照图1所示的工艺流程进行生产。工艺参数如下:
溶出浆液:320m3/h,Nk 280g/L,αk 1.38,赤泥A/S1.18;
赤泥一次洗液:Nk 61g/L,αk 1.57,300m3/h;
稀释脱硅槽浆液:Nk 168g/L,αk 1.42;
赤泥分离沉降槽底流:Nk 165g/L,αk 1.53;
弃赤泥:A/S1.21;
拜耳法***:αk 1.45。
根据本发明方法进行改进,改进后的工艺流程图见图3所示,具体改进如下:
将拟薄水铝石生产***中碳分分解后的过滤母液用石灰乳苛化至Nk为50g/L,得到苛化液,之后将苛化液送至赤泥分离沉降槽的泥层中下部,分6处共加入苛化液60m3/h,之后随赤泥分离沉降槽的赤泥底流进入赤泥一次洗涤沉降槽,赤泥一次洗涤沉降槽溢流赤泥一次洗液再经稀释脱硅槽进入赤泥分离沉降槽,在赤泥分离沉降槽内形成上部分子比1.49的铝酸钠溶液粗液、下部分子比2.21的浆体分布;其中,将苛化液送至赤泥分离沉降槽的泥层下部前,赤泥分离沉降槽中浆液的苛碱浓度为167g/L、赤泥固含量750g/L、固体铝硅比1.05。
采用改进后的工艺,工艺参数如下:
赤泥分离沉降槽的底流:Nk 120g/L,αk 1.70;
赤泥一次洗液:Nk 56g/L,αk 1.72;
稀释脱硅槽浆液:Nk 169g/L,αk 1.43;
弃赤泥:A/S1.19;
拜耳法***:αk 1.45。
同理,从赤泥分离沉降槽的底流液相及赤泥一次洗液αk及赤泥A/S可以看出,改进后抑制了拜耳法生产***中铝酸钠溶液的水解,挽回水解损失,并且赤泥分离沉降槽的底流预稀释提高了赤泥沉降洗涤效率,蒸发每小时少蒸发52吨水,显著减少了蒸发能耗。
实施例3
某氧化铝生产企业C,按照图2所示的工艺流程进行生产。参数如下:
超细氢氧化铝洗液:Nk 60g/L,αk 2.95,80m3/h;
溶出浆液:520m3/h,Nk 280g/L,αk 1.38,赤泥A/S1.20;
赤泥一次洗液:Nk 61g/L,αk 1.57,300m3/h;
稀释脱硅槽浆液:Nk 165g/L,αk 1.40;
赤泥分离沉降槽底流:Nk 165g/L,αk 1.53;
弃赤泥:A/S1.23;
拜耳法***:αk 1.46。
根据本发明方法进行改进,改进后的工艺流程图见图4所示,具体改进如下:
将超细氢氧化铝生产***中的超细氢氧化铝洗液送至赤泥分离沉降槽的泥层的中下部,分8处共加入超细氢氧化铝洗液80m3/h,之后随赤泥分离沉降槽的赤泥底流进入赤泥一次洗涤沉降槽,赤泥一次洗涤沉降槽溢流赤泥一次洗液再经稀释脱硅槽进入赤泥分离沉降槽,在赤泥分离沉降槽内形成上部分子比1.45的铝酸钠溶液粗液、下部分子比2.11的浆体分布;其中,将超细氢氧化铝洗液送至赤泥分离沉降槽的泥层下部前,赤泥分离沉降槽中浆液的苛碱浓度为158g/L、赤泥固含量550g/L、固体铝硅比1.15。
采用改进后的工艺,工艺参数如下:
赤泥分离沉降槽的底流:Nk 129g/L,αk 1.71;
赤泥一次洗液:Nk 56g/L,αk 1.72;
稀释脱硅槽浆液:Nk 166g/L,αk 1.41;
弃赤泥:A/S1.21;
拜耳法***:αk 1.45。
同理,从赤泥分离沉降槽的底流液相及赤泥一次洗液αk及赤泥A/S可以看出,改进后抑制了拜耳法生产***中铝酸钠溶液的水解,挽回水解损失,并且赤泥分离沉降槽的底流预稀释提高了赤泥沉降洗涤效率,蒸发水减少,显著减少了蒸发能耗。