專利名稱：側(cè)流苛化工藝方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化鋁生產(chǎn)工藝，特別是涉及氧化鋁生產(chǎn)的碳酸鈉苛化工藝方法及裝置。
背景技術(shù)：
在拜爾法氧化鋁廠，蒸發(fā)車間均設(shè)有排鹽苛化工序，此工序的作用是讓碳酸鈉在蒸發(fā)過程中從鋁酸鈉溶液中析出，并將析出的碳酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)榭列遭c，再將苛性鈉返回流程中。
流程中的碳酸鈉主要是由四個(gè)方面帶進(jìn)流程的(1)、原料磨配石灰時(shí)帶入，石灰中通常含3～5％的CO2。
(2)、礦石中帶入，礦石中通常含0.1～0.3％的CO2。
(3)、空氣中帶入，主要是在生產(chǎn)過程中，槽罐內(nèi)鋁酸鈉溶液長(zhǎng)期與空氣接觸，吸收空氣中的CO2。
(4)、補(bǔ)堿中帶入CO2，無論補(bǔ)液體苛性堿還是工業(yè)堿粉，都或多或少的帶入一定量的CO2。
在以上四種帶進(jìn)CO2的方式中，其中配石灰?guī)氲腃O2量最大，占帶進(jìn)流程量的70％以上。在生產(chǎn)過程中，進(jìn)入流程的CO2與苛性堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈉，最終以碳酸鈉的形式在流程中積累。
從工藝上來說，苛性鈉轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3對(duì)氧化鋁生產(chǎn)是不利的，碳酸鈉是一種無效堿，它在流程中循環(huán)積累，對(duì)氧化鋁生產(chǎn)造成不良影響，如使鋁酸鈉溶液粘度增加、對(duì)生產(chǎn)砂狀氧化鋁產(chǎn)品不利、在溶出、蒸發(fā)過程中析出形成結(jié)疤，堵塞管道、閥門，粘附在換熱器表面使其傳熱系數(shù)降低，影響換熱器正常運(yùn)行等。因此，氧化鋁均要設(shè)置排鹽苛化工序。
目前我國(guó)氧化鋁均采用蒸發(fā)過程中排鹽，其原理是Na2CO3在鋁酸鈉溶液中隨堿濃度增高而其溶解度降低，使其在排鹽結(jié)晶器或閃蒸器中結(jié)晶析出，析出的碳酸鈉再進(jìn)行苛化處理，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭列遭c。蒸發(fā)設(shè)排鹽苛化有許多缺點(diǎn)，如使工藝流程變復(fù)雜、排鹽結(jié)晶器的運(yùn)行使蒸發(fā)器的汽耗大幅度上升、碳酸鈉在蒸發(fā)過程中析出使換熱面形成結(jié)疤、堵塞管道及閥門，影響蒸發(fā)器正常運(yùn)行。
對(duì)于采用三水鋁土礦的氧化鋁廠，采用蒸發(fā)設(shè)排鹽苛化更不合適，因?yàn)槿X在溶出過程中不需要配石灰，故生產(chǎn)中排鹽量很少，本發(fā)明結(jié)合氧化鋁生產(chǎn)的特點(diǎn)，提出一種新的排鹽苛化工藝及其裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種新的排鹽苛化工藝及其裝置，以減輕蒸發(fā)工序的排鹽苛化量，特別是對(duì)于處理三水鋁土礦的氧化鋁廠，采用此工藝及其裝置可完全取消蒸發(fā)排鹽苛化工序，節(jié)約投資及降低運(yùn)行費(fèi)用，并使蒸發(fā)器運(yùn)轉(zhuǎn)率提高。
本發(fā)明的側(cè)流苛化工藝方法是這樣實(shí)現(xiàn)的它使用常規(guī)的石灰乳槽和苛化槽，并采用連續(xù)苛化工藝，將赤泥沉降洗滌過程中的二洗洗液與石灰乳液同時(shí)送入首臺(tái)苛化槽，苛化料漿靠位差從首臺(tái)苛化槽依次自流到以下各臺(tái)苛化槽，直至流到最后的苛化槽，苛化后料漿返回赤泥沉降洗滌工序的一洗或二洗沉降槽中。
在將赤泥沉降洗滌過程中的二洗洗液與石灰乳液同時(shí)送入首臺(tái)苛化槽時(shí)，其赤泥二洗洗液的堿濃度為Na2OT30～45g/l，石灰乳濃度為CaO160～200g/l；在進(jìn)行苛化時(shí)，其苛化溫度為85～95℃，其苛化時(shí)間為2～5小時(shí)，其石灰乳的添加量為〖CaO〗/〖Na2OC〗＝1.2。
苛化過程的主要化學(xué)反應(yīng)式為。
用于本發(fā)明的側(cè)流苛化工藝方法的裝置是這樣構(gòu)成的它包括石灰乳槽(1)和苛化槽(6)，管道(4)與石灰乳槽(1)連接，石灰乳槽(1)的下出口與泵(2)連接，泵(2)通過管道(3)與1#苛化槽(6)連接，管道(5)與1#苛化槽(6)連接，1#苛化槽(6)、2#苛化槽(10)、3#苛化槽(11)、4#苛化槽(12)、直至最后的苛化槽之間依次用管道(9)連接，蒸汽管道(8)與每個(gè)苛化槽連接，管道(7)與管道(9)連接并在最后一級(jí)苛化槽出口匯接于泵(13)，泵(13)與管道14連接。
以上所述本發(fā)明的構(gòu)成中，石灰乳槽的數(shù)量為1～3臺(tái)、苛化槽的數(shù)量為4～6臺(tái)。
側(cè)流苛化的特點(diǎn)如下(1)、工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便。
(2)、Na2CO3在溶液中轉(zhuǎn)化為苛性鈉，不需要單獨(dú)設(shè)排鹽工序。
(3)、對(duì)后續(xù)的蒸發(fā)工序非常有利，可大幅度降低蒸發(fā)車間的排鹽苛化量，對(duì)于以三水鋁土礦為原料的氧化鋁廠，完全可以取消排鹽苛化工序。蒸發(fā)車間只蒸水，不排鹽，可提高蒸發(fā)汽水比，大幅度節(jié)約蒸汽消耗。
(4)、投資省，側(cè)流苛化的投資遠(yuǎn)低于在蒸發(fā)車間設(shè)排鹽苛化的投資。
我國(guó)鋁土礦以一水硬鋁石為主，但由于高品位礦少，資源緊缺，有些氧化鋁廠已經(jīng)采用進(jìn)口三水鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁，本發(fā)明特別適合于用三水鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的過程；對(duì)于用一水硬鋁石的氧化鋁廠，也有較高的使用價(jià)值。
綜上所述，本發(fā)明的有益效果是側(cè)流苛化工藝簡(jiǎn)單、操作方便；蒸發(fā)車間只蒸水不排鹽，可提高蒸發(fā)汽水比，大幅度節(jié)約蒸汽消耗；避免了碳酸鈉在蒸發(fā)過程中析出，減少了管道及閥門的堵塞，提高了蒸發(fā)器的運(yùn)行效率；蒸發(fā)車間不設(shè)排鹽苛化，節(jié)省投資。


附圖1為本發(fā)明的側(cè)流苛化工藝流程示意圖。
圖中，1.石灰乳槽，2.泵，3.管道，4.管道，5.管道，6.1#苛化槽，7.管道，8.管道，9.管道，10.2#苛化槽，11.3#苛化槽，12.4#苛化槽，13.泵，14.管道。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式將赤泥沉降洗滌過程中的二洗洗液與石灰乳液同時(shí)送入首臺(tái)苛化槽，其赤泥二洗洗液的堿濃度控制在Na2OT30～45g/l的范圍，石灰乳濃度控制在CaO 160～200g/l的范圍；并采用連續(xù)苛化工藝進(jìn)行苛化，即將苛化料漿從首臺(tái)苛化槽依次流到以下各臺(tái)苛化槽，直至流到最后的苛化槽，在進(jìn)行苛化時(shí)，其苛化溫度控制在85～95℃的范圍，其苛化時(shí)間控制在2～5小時(shí)，其石灰乳的添加量為〖CaO〗/〖Na2OC〗＝1.2；將苛化后料漿返回赤泥沉降洗滌工序的一洗或二洗沉降槽中。實(shí)施時(shí)，最好采用下述裝置進(jìn)行實(shí)施設(shè)置兩臺(tái)石灰乳槽和五臺(tái)苛化槽，將兩臺(tái)石灰乳槽1并聯(lián)與1#苛化槽6用泵2和管道3連接、1#苛化槽6、2#苛化槽10、3#苛化槽11、4#苛化槽12，直至最后的苛化槽之間用管道9串聯(lián)連接，采用連續(xù)苛化的方法，將由管道5送來的二洗洗液與管道3送來的石灰乳漿，一同加進(jìn)側(cè)流苛化槽的1#苛化槽6中，苛化料漿靠位差從1#苛化槽6依次流到2#苛化槽10、3#苛化槽11、4#苛化槽12，直至流到最后的苛化槽，苛化后料漿經(jīng)管道7、泵13和管道14返回赤泥沉降洗滌工序的一洗或二洗沉降槽中。為保證苛化溫度控制在85～95℃范圍，每個(gè)苛化槽都配置了蒸汽管8，根據(jù)需要加入蒸氣，以提高苛化過程的溫度。
本發(fā)明的苛化效率為25～35％。
權(quán)利要求
1.一種側(cè)流苛化工藝方法，它包括使用石灰乳槽和苛化槽，其特征在于它將赤泥沉降洗滌過程中的二洗洗液與石灰乳液同時(shí)送入首臺(tái)苛化槽，并采用連續(xù)苛化工藝進(jìn)行苛化，即它將苛化料漿從首臺(tái)苛化槽依次流到以下各臺(tái)苛化槽，直至流到最后的苛化槽；苛化后料漿返回赤泥沉降洗滌工序的一洗或二洗沉降槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)流苛化工藝方法，其特征在于在將赤泥沉降洗滌過程中的二洗洗液與石灰乳液同時(shí)送入首臺(tái)苛化槽時(shí)，其赤泥二洗洗液的堿濃度為Na2OT30～45g/l，石灰乳濃度為CaO160～200g/l；在進(jìn)行苛化時(shí)，其苛化溫度為85～95℃，其苛化時(shí)間為2～5小時(shí)，其石灰乳的添加量為〖CaO〗/〖Na2OC〗＝1.2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)流苛化工藝方法，其特征在于苛化料漿靠位差從首臺(tái)苛化槽依次流到以下各臺(tái)苛化槽，直至流到最后的苛化槽。
4.一種如權(quán)利要求1所述的側(cè)流苛化工藝方法的裝置，它包括石灰乳槽(1)和苛化槽(6)，其特征在于管道(4)與石灰乳槽(1)連接，石灰乳槽(1)的下出口與泵(2)連接，泵(2)通過管道(3)與1#苛化槽(6)連接，管道(5)與1#苛化槽(6)連接，1#苛化槽(6)、2#苛化槽(10)、3#苛化槽(11)、4#苛化槽(12)、直至最后的苛化槽之間依次用管道(9)連接，蒸汽管道(8)與每個(gè)苛化槽連接，管道(7)與管道(9)連接并在最后一級(jí)苛化槽出口處匯接于泵(13)，泵(13)與管道14連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的側(cè)流苛化工藝方法的裝置，其特征在于石灰乳槽的數(shù)量為1～3臺(tái)、苛化槽的數(shù)量為4～6臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的側(cè)流苛化工藝方法的裝置，其特征在于最好設(shè)置2臺(tái)石灰乳槽、5臺(tái)苛化槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種側(cè)流苛化工藝方法及裝置，它在側(cè)流苛化過程設(shè)置1～3臺(tái)石灰乳槽和4～6臺(tái)苛化槽，采用連續(xù)苛化工藝，將赤泥沉降洗滌過程中的二洗洗液與石灰乳液同時(shí)送入首臺(tái)苛化槽，苛化料漿從首臺(tái)苛化槽依次流到以下各臺(tái)苛化槽，直至流到最后的苛化槽，苛化后料漿返回赤泥沉降洗滌工序的一洗或二洗沉降槽中。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、操作方便；蒸發(fā)車間只蒸水不排鹽，可提高蒸發(fā)汽水比，大幅度節(jié)約蒸汽消耗；避免了碳酸鈉在蒸發(fā)過程中析出，減少了管道及閥門的堵塞，提高了蒸發(fā)器的運(yùn)行效率；蒸發(fā)車間不設(shè)排鹽苛化，節(jié)省投資。本發(fā)明特別適合于用三水鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的過程；對(duì)于用一水硬鋁石的氧化鋁生產(chǎn)過程，也有較高的使用價(jià)值。
文檔編號(hào)C01F7/20GK1868880SQ200510200299
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者陳德 申請(qǐng)人:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院