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管道化溶出一水硬铝石型铝土矿的工业实践
文章来源:本站收集  上传时间:2018-5-10  点击人气:737

  剖析了因处理铝土矿不同和工艺条件不同而引起的热平衡改变的原因,讨论了整个容出体系的热平衡情况及参加不同温度的石灰乳对熔盐炉负荷和溶出热耗的影响,为出产实践供给技能依据u:管道化溶出;一水硬铝石;热平衡;能耗溶出是拜耳法出产氧化铝的关键工序。由于我国一水硬铝石高硅、低铁、难溶的特性,决议了其溶出进程的苛刻条件:当溶出温度为245~250C时,需高碱浓度(Na2k>275g)和较长的溶出时刻(1.5~2.0小时)。

  溶出浆液闪蒸级数少,原矿浆予热温度较低(~ 150C)和选用蒸汽直接加热溶出工艺尽管避开了设备制造、维护难度大和管道结疤、磨损的缺陷,但其杰出的特色是能耗高。一是反映在溶出工序乏汽的热收回利用率低,溶出工序的新蒸汽耗量大;二是蒸汽直接加热对料浆的冲稀度大(Na2k浓度下降30~50g),在蒸腾工序需把循环母液的Na2k浓度浓缩至275g以上,导致蒸腾担负加剧且热耗升高。溶出和蒸腾工序热耗算计约19G/tAh3,是国外同行业的2倍左右。

  1管道化溶出概述为下降氧化铝出产能耗,长铝公司于90年代初自行研究规划、并引入德国部分设备,建成了我国第一套原矿浆处理量为300m3/h的一水硬铝石管道化溶出出产线,使我国氧化铝出产的拜耳法溶出技能和配备到达了一个新的水平。

  1.1工艺流程在研发一水硬铝石管道化溶出技能计划时,针对河南一水硬铝石铝土矿可磨性差、硅矿藏结构形状杂乱、难溶等特色,设置了磨矿、化灰、原矿浆预脱硅、管道化溶出、熔盐加热、和酸洗等工序,使之成为了一个适宜我国一水硬铝石的管道化溶出体系,溶出工艺流程如所示。

  1.2首要工艺技能参数1.3首要特色(⑴溶出温度高,矿浆湍流程度大,强化了溶出进程,溶出时刻短、效果好,能够节省逗留段投资。

  ⑵能耗低。实现了低碱浓度、多级闪蒸二次蒸汽和融盐直接和高温强化溶出,体系热耗大幅度下降,溶出和蒸腾热耗可下降8.0G/tlk3以上。

  ⑶石灰后加,能有效地防止高温段生成结疤,能够延伸清洗周期,进步设备的工作率。

  (4>管道化加热设备和压煮器比较占地面积大。

  (5存在加热管道的结疤和磨损问题。

  ⑹体系的作业压力和温度高,对喂料泵及管道化加热设备的原料有特殊要求。

  2管道化溶出体系热平衡2.1热平衡构成管道化溶出本体由矿浆换热段、乏汽预热段、熔盐加热段和逗留溶出反响段组成。管道化的溶出温度规划值为270 ~280工选用高温熔盐加热的方法,由2台供热才能为11630kW的熔盐炉为溶出供给热量,把预热后约220~230C的矿浆加热至280C以上。熔盐炉燃料为重油,规划油耗100kg/tU2O3.料浆自蒸腾发作的热量把矿浆加热至220~230末级闪蒸出料和洗液的混合料浆在矿浆换热段把矿浆预热至110°C.管道化溶出体系的热平⑷溶出温度(经熔盐加热并添加石灰乳后的温(6各级自蒸腾器出料温度和压力:如表1所示。

  表1各级自蒸腾器出料温度和压力项目出料温度260压力2卜在管道化试出产中,其热平衡发作了改变,首要反映为末级自蒸腾器压力升高(E8为40X105Pa)乏汽的余热收回利用率低。导致出料温度高,洗液加不上,E8出料泵在高温状态下作业出现其密封走漏和叶片磨损现象。

  2.3热平衡改变及其原因剖析按原规划要求,在设备进料量为300m3/h的前提下,石灰乳参加量为20m3/h,溶出温度为270~280即在自蒸腾乏汽扰矿浆预热至220 ~400C的熔盐把矿浆加热至溶出温热收入:Q收=Q+Q熔+Q石+Q洗盐、石灰乳和洗液带入热量以及溶出反响吸量及设备散热丢失。c原矿浆比热;m矿浆流量;t2、t3分别为预热段出口,加热段出口矿浆温度;换热、乏汽预热、熔盐加热、溶出反响和料浆自蒸腾体系的部分热丢失。

  2.2热平衡参数由于缺少管道化溶出一水硬铝石铝土矿的实践经验,因而有关热平衡的工艺操作参数是依据德国用我国矿石所做工业实验成果而定。

  度。不管预热温度是多少,为保证溶出效果,其溶出温度应到达规定值,即溶出温度应相对安稳。这样,进入一级自蒸腾器中的溶出料浆温度也根本稳定,在自蒸腾进程中发作的热量也根本不变,可把矿浆预热到目标要求值。由于管道化乏汽换热段悉数选用直接加热方法,因而,管道化进口矿浆温度,预热器的换热面积以及传热系数的改变,都将影响热量的传递,进而影响到整个体系的热平衡情况。因而,将自蒸腾器的作业参数调整至适宜的值,能最大极限地进步乏汽预热温度,下降溶出的热耗。

  在管道化溶出前期试车中,为防止加热管道结疤投用了预脱硅设备:即把种分母液加热后和较高固含的原矿混合,在温度为92~95条件下进行8~ 10小时的预脱硅,因隔阂泵隔阂不能在85以上条件下作业,因而预脱硅矿浆又参加冷母降温至该套设备用于溶出三水铝石时,进料温度只要70左右,在长铝公司用于溶出一水硬铝石时,原矿浆带入体系的热量有所加;Q增=cmAt=15cm.经矿浆换热段后,其矿浆温度相应升高15左右。

  对区域11(自蒸和乏汽预热)来说,在溶出温度(溶)⑴进隔阂泵矿浆温度EleetoniePuBl守时进料浆自蒸腾器带入的热量不变自蒸腾发作的乏汽热量悉数用于预热矿校囱蒸腾=cm么=cm(t2ti)因ti升高约15C,欲保证区域的热平衡,t2也有必要相应升高15即Q预=Q蒸腾=kAAt依据进行理论剖析,t2随t上升后,Q熔随之下降,为削减熔盐炉负荷和下降能耗发明了有利条件。但在实践出产中随着t2、ti的升高,At减小,实践传热量要小于Q蒸,因而t2不可能随之升高相应的值。蒸腾器发作的乏汽量天然下降,其出料带走的热量加,导致整个自蒸腾体系压力上浮,E8上升尤为显着,构成出料温度高新的平衡,发作自蒸腾器压力超高安全阀频繁启跳的现象。

  为处理上述问题,采纳以下办法:一方面在预脱硅工序做了改动,其母液不再进行加热,入管道化体系矿浆的温度可降至为75 ~80°C,起到了维护隔阂和调整自蒸腾体系压力的效果,但不足之处是预脱硅温度下降后影响预脱硅功率,加热管道结疤速度提快,缩短了设备的工作周期。另一方面加运用乏汽预热的石灰乳加热设备。

  2.4管道化溶出最佳的热平衡参数为满意工艺出产要求,得到好的目标,有必要保证其溶出温度。若自蒸腾体系调整不妥,原矿浆的预热温度就达不到规划要求,势必会导致熔盐炉负荷加,能耗升高,随之而来的是高温下熔盐加热段管材的腐蚀问题。

  2.4.1熔盐加热温度(加石灰乳后)。因最初没有考虑石灰乳加热的办法,由于熔盐加热段出口温度有必要高于270~280C在试出产中设石灰乳加热设备,SWT4出口温度相应有所下降。

  表2所示为参加不同温度的石灰乳时,在270~280C溶出温度范围内,熔盐加热段应到达的温度。

  表2不同的溶出温度及石灰乳温度对熔盐加热温度的影响(C)溶出温度石灰乳温度腿C)从上表能够看出,恰当进步石灰乳的温度,能够相应下降熔盐加热段的温度,防止熔盐段在高温下运转,有利于设备的安全,安稳运转。

  从整个体系的热平衡看,选用自蒸腾乏汽预热石灰乳,则矿浆预热段的热量削减,预热温度t2会体系外引入蒸汽加热石灰乳,则可削减熔盐炉的供热负荷。

  2.4.2自蒸腾及预热因氧化铝溶出反响吸热和散热丢失,进入自蒸腾器料浆的温度低于溶出温度约7C按石灰乳加热到160C溶出温度275C计算进入I自的料浆温度为268C. 17MPa)则在自蒸腾进程中发作的热量为:320矿浆流量m3/h. 3.53、3.31分别为石灰乳和原矿浆的比1370原矿浆的密度,kg/m3.在矿浆换热段,用自蒸腾器出料和稀释液的混合料浆,可把原矿浆加热至108C左右(原矿浆进料为70C时可达98C)则经乏汽预热后矿浆的温度为:t预=108+117. 3热耗拜耳法体系的热耗首要由蒸腾和溶出两部分组成。当精液浓度和循环母液碱浓度断定以后,蒸腾工序的热耗根本稳定。

  对管道化溶出工序而言,在保证溶出温度为270~280C条件下,乏汽预热温度的凹凸,决议了溶出工序热耗的凹凸。

  管道化溶出的热量由2台11630kW的熔盐炉供给,当溶出温度为275C石灰乳加热至160C时,溶盐加热段的出口温度须到达281. 9C则矿浆在加热进程中吸收的热量为:加=cmAt有所下降。对下降熔屈炉该热负负荷意义不大。若从0310需在实践出产中探究、断定。

  (2管道化溶出能耗的凹凸取决于乏汽换热段矿油耗:89.5%熔盐炉热功率;095加热设备的热功率。

  该设备进料量为300m3/h时,出产氧化铝24t,折成氧化铝单耗:熔盐炉的负荷率:91%~74%. 4定论(〗用引入的管道化溶出配备处理国内一水硬铝石型铝土矿,其热平衡参数均发作不同程度的改变,浆预热温度的凹凸,实践操作应加强矿浆自蒸腾和冷凝水自蒸腾体系的操作操控,保证矿浆预热温度在220 ~225C之间,能下降能耗和下降熔盐炉负荷,对维护熔盐炉起到积极效果。

  (3选用乏汽预热石灰乳能有效地下降熔盐加热段的温度,减轻该段的腐蚀、磨损及结疤,延伸其运用寿命。若从外部蒸汽把石灰乳加热至220除上述长处外,可进一步下降熔盐炉的负荷。

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