一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置制造方法
【專利摘要】一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，涉及一種在氧化鋁高溫溶出過程中通入高壓氧氣消除礦石中有機(jī)物和硫?qū)ρ趸X生產(chǎn)的不利影響的裝置。其特征在于其裝置的結(jié)構(gòu)包括：高壓氧氣緩沖罐，管式混合反應(yīng)器，一端與高壓氧氣緩沖罐出氣口聯(lián)接、另一端穿入管式混合反應(yīng)器進(jìn)料口端管壁的氧氣輸送管。本實(shí)用新型的裝置利用料漿在管內(nèi)高速流動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)剪切作用力使進(jìn)入漿液的氧氣快速分散為大量微細(xì)氣泡，擴(kuò)大了氣液兩相傳質(zhì)界面面積，強(qiáng)化了氧氣的混合分散效果，不僅增大濕法氧化的反應(yīng)速度，而且提高了氧氣利用率，氧氣利用率可達(dá)到97%以上。
【專利說明】一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，涉及一種在氧化鋁高溫溶出過程中 通入高壓氧氣消除礦石中有機(jī)物和硫?qū)ρ趸X生產(chǎn)的不利影響的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在拜耳法氧化鋁生產(chǎn)中，由于某些鋁土礦中的有機(jī)物或硫含量偏高，對氧化鋁生 產(chǎn)生了不利影響：如產(chǎn)出率降低、產(chǎn)品氧化鋁中鐵含量超標(biāo)和設(shè)備腐蝕等。在氧化鋁高溫溶 出過程中通入高壓氧氣可以有效消除礦石中有機(jī)物和硫?qū)ρ趸X生產(chǎn)的不利影響。由于氧 化鋁生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)和濕法氧化的要求，拜耳法漿液濕法氧化需要在高溫、高壓、高堿濃度 和通入氧氣的條件下進(jìn)行，通氧裝置是濕法氧化工藝和技術(shù)的關(guān)鍵所在，在很大程度上決 定了濕法氧化技術(shù)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
[0003] 專利CN102616821A中涉及一種在氧化鋁高壓反應(yīng)釜內(nèi)通入壓縮空氣的通氣系 統(tǒng)，該通氣系統(tǒng)的技術(shù)核心在于在拜耳法溶出反應(yīng)釜下部安裝一個(gè)環(huán)形的氣體分布器，氣 體分布器上開有多個(gè)1~5_的排氣小孔。用壓縮空氣作為氧化劑具有原料廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，但 同時(shí)也存在空氣流量大、不凝性氣體排放量大，熱損失大的缺點(diǎn)；用氧氣作為氧化劑，其氧 化效果和經(jīng)濟(jì)性等要好于壓縮空氣。用氧氣作氧化劑的關(guān)鍵在于確保通氧系統(tǒng)的安全性、 可靠性，強(qiáng)化氣液混合和傳質(zhì)過程，提高氧氣利用率。專利CN201220628618. 9中涉及一種 在高溫拜耳法溶出漿液中通入氧氣的裝置，該裝置主要是利用文丘里氣液混合器和噴嘴等 裝置以改善氧氣在高溫拜耳法溶出漿液中的分散效果，該套裝置的氧氣分散效果較好，但 是該套裝置制作時(shí)對設(shè)備的材質(zhì)和加工精度要求較高，因而對其推廣應(yīng)用產(chǎn)生了一定影 響。專利CN201320406817. X中涉及到了一種在氧化鋁生產(chǎn)過程中的低壓氧化脫硫裝置，該 裝置主要是利用文丘里氣液混合器、特殊的稀釋槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)以改善氧氣在拜耳法稀釋漿液 中的分散效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種氧氣分散效果 好，安全可靠，效率高，設(shè)計(jì)制作簡單，設(shè)備材質(zhì)和加工精度要求低，利于推廣應(yīng)用的控制氧 化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置。
[0005] 上述目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于其裝置的結(jié)構(gòu)包括：
[0007] 高壓氧氣緩沖罐，該緩沖罐為一密閉的罐體，在緩沖罐上設(shè)有高壓氧氣進(jìn)氣管、疏 水閥、高壓氣體排氣口；
[0008] 管式混合反應(yīng)器，該管式混合反應(yīng)器為密閉的圓筒形管道，一端設(shè)有進(jìn)料口，另一 端設(shè)有排料口；
[0009] 氧氣輸送管，該輸送管一端與高壓氧氣緩沖罐排氣口聯(lián)接，另一端穿入管式混合 反應(yīng)器進(jìn)料口端的管壁。
[0010] 本實(shí)用新型的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于所述的氧 化輸送管，進(jìn)入管式混合反應(yīng)器，其端頭設(shè)有氧氣噴嘴；所述噴嘴軸線與管式混合反應(yīng)器中 心軸線上重合。
[0011] 本實(shí)用新型的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于所述的管 式混合反應(yīng)器為若干個(gè)，其管式混合反應(yīng)器或安裝在高溫拜耳法料漿進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)料管 上，或安裝在第一級自蒸發(fā)器之前的管道上，或安裝在串聯(lián)的反應(yīng)釜的聯(lián)接管上。
[0012] 本實(shí)用新型的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于所述的管 式混合反應(yīng)器為1?4個(gè)。
[0013] 本實(shí)用新型的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，與傳統(tǒng)的高溫拜耳法 溶出工藝裝備的適配性較好，可以在氧化鋁溶出過程從若干個(gè)工藝點(diǎn)加入氧氣，使氧氣和 拜耳法溶出漿液進(jìn)入管式氧氣混合反應(yīng)器內(nèi)，利用料漿在管道內(nèi)高速流動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)剪切作 用力使進(jìn)入漿液的氧氣快速分散為大量微細(xì)氣泡，擴(kuò)大了氣液兩相傳質(zhì)界面面積，強(qiáng)化了 氧氣的傳質(zhì)效果，提高了氧氣利用率，氧氣利用率可達(dá)到97%以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖：
[0015] 圖2為管式氧氣混合反應(yīng)器的進(jìn)氣管與氧氣混合反應(yīng)器的聯(lián)接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其裝置的結(jié)構(gòu)包括：
[0017] 高壓氧氣緩沖罐1，該緩沖罐為一密閉的罐體，在緩沖罐上設(shè)有高壓氧氣進(jìn)氣管 2、疏水閥3、高壓氣體排氣口；
[0018] 管式混合反應(yīng)器4,該管式混合反應(yīng)器為密閉的圓筒形管道，一端設(shè)有進(jìn)料口，另 一端設(shè)有排料口；
[0019] 氧氣輸送管5,該輸送管一端與高壓氧氣緩沖罐排氣口聯(lián)接，另一端穿入管式混合 反應(yīng)器進(jìn)料口端的管壁。
[0020] 本實(shí)用新型的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，所述的氧化輸送管， 進(jìn)入管式混合反應(yīng)器，其端頭設(shè)有氧氣噴嘴6 ;所述噴嘴軸線與管式混合反應(yīng)器中心軸線 上重合。
[0021] 本實(shí)用新型的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于所述的管 式混合反應(yīng)器為若干個(gè)，其管式混合反應(yīng)器或安裝在高溫拜耳法料漿進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)料管7 上，或安裝在第一級自蒸發(fā)器之前的管道8上，或安裝在串聯(lián)的反應(yīng)釜9的聯(lián)接管上。
[0022] 本實(shí)用新型的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，所述的管式混合反應(yīng) 器為1?4個(gè)。
[0023] 操作時(shí)，拜耳法高溫溶出漿液和來自高壓氧氣緩沖罐、依次流經(jīng)氧氣輸出管上的 穩(wěn)壓閥10、電磁流量調(diào)節(jié)閥11、流量計(jì)12、氧氣止回閥13和噴嘴6的氧氣進(jìn)入管式氧氣混 合反應(yīng)器內(nèi)混合接觸。在管式氧氣混合反應(yīng)器管內(nèi)物料高速流動(dòng)產(chǎn)生的剪切作用下，氧氣 被快速分散成為大量微細(xì)氣泡，從而擴(kuò)大了氣液兩相傳質(zhì)界面面積，強(qiáng)化了氧氣的傳質(zhì)效 果，從而改善了氧氣在高溫拜耳法溶出漿液中的分散和反應(yīng)效果。
[0024] 其高壓氧氣緩沖罐為一密閉的罐體，在緩沖罐上設(shè)有壓力表、高壓氧氣進(jìn)氣管、 氧氣輸出管和疏水閥；緩沖罐的設(shè)計(jì)壓力為3. 0?lOMPa。高溫拜耳法溶出漿液的流速為 1. 0?3. 5m/s，氧氣離開噴嘴的流速為8?45m/s。
[0025] 本實(shí)用新型適用于在拜耳法溶出過程通入氧氣氧化脫除溶出漿液中的S2_及有機(jī) 物。當(dāng)拜耳法漿液中苛性堿濃度N k為100?300g/L，固含為60?250g/L，溶液中總有機(jī)碳 含量為〇· 3?0· 75g/L，S2-為0· 32?2. 50g/L，氧氣純度彡98%，氧氣通入量0· 30?2. 45g/ L，反應(yīng)溫度200?280°C，時(shí)間0. 5?60min時(shí)，溶液中總有機(jī)碳的脫除率可以達(dá)到35? 70%，溶液中96%以上的f可被直接氧化成S0/V沒有S20廣等中間產(chǎn)物，氧氣的利用率超 過 97%。
【權(quán)利要求】
1. 一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于其裝置的結(jié)構(gòu)包括： 高壓氧氣緩沖罐，該緩沖罐為一密閉的罐體，在緩沖罐上設(shè)有高壓氧氣進(jìn)氣管、疏水 閥、高壓氣體排氣口； 管式混合反應(yīng)器，該管式混合反應(yīng)器為密閉的圓筒形管道，一端設(shè)有進(jìn)料口，另一端設(shè) 有排料口； 氧氣輸送管，該輸送管一端與高壓氧氣緩沖罐排氣口聯(lián)接，另一端穿入管式混合反應(yīng) 器進(jìn)料口端的管壁。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于所 述的氧氣輸送管，進(jìn)入管式混合反應(yīng)器，其端頭設(shè)有氧氣噴嘴；所述噴嘴軸線與管式混合反 應(yīng)器中心軸線上重合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于所 述的管式混合反應(yīng)器為若干個(gè)，其管式混合反應(yīng)器或安裝在高溫拜耳法料漿進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn) 料管上，或安裝在第一級自蒸發(fā)器之前的管道上，或安裝在串聯(lián)的反應(yīng)釜的聯(lián)接管上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于所 述的管式混合反應(yīng)器為1?4個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制氧化鋁高溫溶出有機(jī)物和硫的裝置，其特征在于所 述的管式混合反應(yīng)器內(nèi)，高溫拜耳法溶出漿液的流速為1. 0?3. 5m/s，氧氣離開噴嘴的流 速為8?45m/s。
【文檔編號】C01F7/02GK203998986SQ201420347397
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】尹中林, 武國寶, 齊利娟 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司