三种氧化铝强化溶出生产新技术

三种氧化铝强化溶出生产新技术

2008-9-3 16:17:39 中国选矿技术网

强化溶出新技术有：（1）管道化溶出；（2）单管预热-高压釜溶出；（3）管道化加热-停留罐溶出。

一、管道化溶出

管道化溶出就是“溶出过程在管道中进行，且热量通过管壁传给矿浆”的溶出。有单流法和多流法两种。德国采用单流法，匈牙利采用多流法。

1980年RA-6管道化溶出装置在Nab厂投产，采用图1所示的工艺流程。LWT表示原矿浆-溶出矿浆热交换管，外管Φ368mm，内装4根Φ100mm管，共长160mm。BWT（1～8）是溶出矿浆经八级自蒸发产生的二次蒸汽与原矿浆进行交换的管，有200×10=2000m。BWT（1～6）的外管直径为400mm，BWT（7～8）的则为508mm，内装4根Φ100mm管。E（1～8）为八级溶出矿浆自蒸发器，E （1～6）的规格为Φ2200mm×Φ4500mm，E（7）Φ2600mm×Φ4500mm，E（8）Φ2200mm×Φ4500mm。K

（0～7）为八级冷凝水自蒸发器，K（0～3）的规格为Φ1000mm×Φ1400mm，K（4～6）

Φ1400mm×Φ1800mm，K（7）Φ3300mm×5000mm。

图1 RA-6管道化溶出流程

1-矿水槽；2、3-混合槽；4-泵；5-高压泵；6、8-管式加热器；

9-保温反应器；10-冷凝水自蒸发器；11-矿浆自蒸发器；12-泵；13-融盐槽原矿浆经LWT管加热到90℃，在BWT管中加热到220℃，再往SWT管中加热到280℃，经

反应器充分溶出后，到八级自蒸发和LWT换热系统降温后排出。RA-6管道化溶出装置还配有检测、控制和数据处理系统。管道化溶出技术在德国用于处理三水铝石型和一水软铝石型铝土矿。获得较好的经济指标。

1984年11～12月在Nab用RA-6装置对我国山西孝义一水硬铝石型铝土矿进行了工业试验。矿石成分（%）：Al2O366.7，SiO212.27，Fe2O32.08，TiO22.74，CaO0.68，灼碱14.4。矿物组成（%）：一水硬铝石68.2，高岭石24.9，针铁矿2.3锐钛矿2.6，金红石0.4，方解石0.7。工业生产用碱液为种分母液Na2O k。浓度152.3g/L，苛性比2.76。要得到90%以上的氧化铝溶出率及1.50以下的溶出苛性比，就必须按以下要求操作：温度为280℃，时间为10min，添加CaO6%。原郑州铝厂于1990年购入Nab的RA-6型管道化溶出装置，用于处理铝硅比7.58的铝土矿。在原有保温反应管后串联Φ1200mm×Φ1200mm的6个停留罐，矿浆流量

300m3/h，使氧化铝溶出率从69%提高到80%，每生产1t氧化铝的脱硅、溶出、蒸发的热耗由19GJ降至10.3GJ。

与RA-6管道化溶出过程不同，匈牙利采用多流管道化溶出装置，即碱液和预脱硅的矿浆分别用高压泵送入管式反应器中，先用高温矿浆产生的二次蒸汽加热至215℃，再用新蒸汽加热至溶出温度（240～260℃）。已加热的矿浆和碱液在混合管中合流充分溶出，之后进入多级自蒸发系统降温，排出反应器后进入稀释槽。匈牙利用这套装置处理一水软铝石型铝土矿（成分（%）：Al2O350、SiO26.67、Fe2O322.8），氧化铝的溶出率为85%。所用的技术条件为：溶出温度248℃，矿浆流量120m3/h，Na2Ok浓度为200g/L，溶出液苛性比为1.44。匈牙利的多流管道化液出装置的主要问题是碱液结疤，后来也改为单流法。

二、单管预热-高压釜溶出

广西平果铝业公司从法国引起了单管预热-高压釜溶出技术，溶出系统流程如图2所示。固体含量300g/L的矿浆在Φ8000mm×Φ8000mm的矿浆槽加热至100℃，用高压橡胶隔膜泵送入五级长2400m的单管预热器（外管Φ336mm，内管Φ253mm），用后五级自蒸发器产生的蒸汽加热矿浆至155℃。随后进入中温脱硅器分段保温（同时也加热）停留20min脱硅，即到5台Φ2.8m×16m的加热高压釜，用前五级自蒸发器产生的蒸汽加热矿浆至200℃。再进入6台Φ2.8m×Φ16m的反应高压釜，用6MPa的新蒸汽加热矿浆至260℃。然后在3台

Φ2.8m×Φ16m的终端高压釜中，保温反应45～60min。溶出矿浆经十级自蒸发降温到130℃以下，经缓冲现槽进入稀释槽稀释。加热高压釜和反应高压釜都配有机械搅拌及加热管束，终端高压釜只有机械搅拌装置。

图2 广西平果铝业公司从法国引进的单管预热-高压釜溶出流程图

单管预热-高压釜溶出装置用于处理一水硬铝石型铝土矿，矿浆流量为450m3/h，设计年产氧化铝33万t。广西平果铝业公司用该设备于1998年生产38万t氧化铝。溶出液的αk为1.50，蒸发母液的Na2O k浓度为230g/L，氧化铝的相对溶出率达91%。工业生产表明溶出效果好，存在的问题是磨损严重，需要定期频繁停产检修。

三、管道化加热-停留罐溶出

管道化加热时矿浆在管道内高速流动，雷诺系数Re达到105，处于高度湍流状态，传热系数达8000kJ/（m2·h·℃），比列管式热交换器高5倍，所需热交换面积减少。然而，对于一水硬铝石型铝土矿，即便溶出温度达310℃，若没有充足的停留时间，氧化铝的溶出率是很低的，管道化溶出的停出时间要延长，管道就会长得难以经济摆布。为此提出了管道化加热-停留罐溶出强化技术。

1988年广西平果铝业公司的铝土矿进行管道化加热-停留罐溶出的结果为：碱液浓度为Na2O k230g/L，石灰添加量为7%～10%，管式反应器预热时间为10～12min，停留罐溶出时间为40min，氧化铝的相对溶出率达92%，溶出液的αk为1.50。管道化加热-停留罐溶出技术对我国其他矿的试验也收到良好效果。