拜耳法赤泥分离洗涤三种流程的比选
第五章 赤泥分离和洗涤
赤泥的分离和洗涤（一）
使溶液进一步脱硅 溶出过程中虽然有脱硅反应，但由于溶液浓度高，硅量指数一般只有100左右，随 着稀释的进行，溶液进一步发生脱硅反应，溶液浓度的降低，二氧化硅平衡浓 度也相应的大大降低。 浆液中含有大量的钠硅渣的赤泥（其实就是晶种），浆液温度100度左右，有利于 脱硅反应的进行，因此，因此稀释后溶液的脱硅反应的硅量指数可达300左右。 有的铝氧厂还往赤泥浆液稀释槽内添加少量石灰，并搅拌3~~4小时补充脱硅， 使溶液的硅量指数提高到600，这样做的目的，是为了减轻蒸发器的加热管壁 的硅渣结垢，提高传热效率。 c) 、便于赤泥洗涤 d)、有利于稳定沉降槽的操作。 5、矿浆稀释岗位的职责是什么？ 及时检查稀释浆液的液固比，调整洗液的加入比例， 保持溶液的氧化铝浓度在135~~140范围内，并且连续的均匀的往稀释槽内添加絮 凝剂，保证稀释稀释槽内矿浆的停留时间不低于1.5小时。
赤泥的分离和洗涤（二）
一 、赤泥的分离 （一）、沉降槽 1、它的结构简图
赤泥的分离和洗涤（二）
赤泥的分离和洗涤（二）
2、工作过程 赤泥浆液通过泵的作用，沿进料套筒进入到沉降槽内，在重力的作用 下，赤泥颗粒开始沉浆，上层清夜通过溢流堰流走，底部泥渣在耙机的缓缓转动的推 动下，被耙至底流口，从下部卸料口卸出，完成赤泥浆液的初步分离过程。 3、进料套筒的问题 密封套筒装在槽顶盖的下面，在垂直轴和槽顶盖的连接处密封，防止蒸汽外溢。 它还能够控制进料垂直方向的深度，防止加料时干扰料浆中固体颗粒的沉降，套筒高 度可以调整，以保证加料位置的变化。 4、沉降槽上部内壁的边缘上，焊接有环型溢流堰，其位置比槽壁顶端稍低，环型溢 流堰是锯齿型溢流板，如果槽体倾斜，环型溢流堰有可能局部无清液溢出，为了保证 环型溢流堰各处都有溢流，安装锯齿型溢流板解决这个问题。 5、沉降槽的发展趋势 与单层沉降槽相比，多层沉降的主要优点是单位面积消耗和投资少，节省占地面积。 但单层沉降的操作控制比较简单，当其他条件相同时候，可以获得较多层沉降较低的 底流液固比和较高的单位面积溢流量。 沉降槽的产能和底流压缩程度与其高度有很大关系，当沉降面积固定后，增加槽子高 度对产能有利，因此，近10年来，倾向于采用大直径的单层沉降槽来取代多层。
赤泥洗涤
6 、絮凝剂的使用
（1）良好的赤泥絮凝剂应具备的条件：
①絮凝性能良好； ②用量少，水溶性好； ③经处理后的母液澄清度高，残留于母液中的 有机物不影响后续氢氧化铝的分解； ④所生成的絮团能耐受剪切力 ⑤经沉降分离后，底流泥渣的过滤脱水性能好， 滤饼疏松； ⑥原料来源广泛，价格低廉。
河南产的H001絮凝剂与英国联合肢体公 司ALCLAR600絮凝剂相比，在各种条 件相同的情况下各项性能指标均相当， 完全可以作为ALCLAR600絮凝剂的替 代品而应用于氧化铝行业。 郑州铝厂研究所从1980年开始了对赤泥 絮凝剂的筛选和应用方面的研究，对国 内外几十种产品进行实验，它目前采用 的法国进口絮凝剂(FJ)及聚丙烯酸钠 (SPA)是在赤泥沉降中效果较好的药剂。
②混合效率
（2）工艺条件
9.2 拜耳法赤泥浆液的特性
1、赤泥浆液的组成
①铝酸钠溶液 ②赤泥
物 相 组 成 % 钙霞石 40.2 水化石 榴石 22..6 钙钛矿 10.5 一水硬 铝石 2...0 伊利石 16.0 赤铁矿 4.5
矿石
溶出条件 温度 时间 ℃ min 260 60
2、分离洗涤一般步骤
3、赤泥浆液洗涤沉降槽系统
液面以下 2～2.5m
底流L/S3.0～4.5
（1）概念
①底流液固比L/S
沉降槽底部排出的流股呈稠浆状，称为底流；底流中 清液与泥浆重量比称为底流L/S。 洗涤沉降分离时，清液中碱含量与压缩底流中碱含量 比值的百分数，是评价洗涤效果好坏的指标之一。 进料液固比L/S8～12 进料口送至液面以下2～2.5m处 底流L/S3.0～4.5之间 沉降槽底流一般经5～7次反向洗涤，洗至赤泥中 Na2O的附液损失为0.3%～1.8%(对干赤泥而言)； 末次洗涤后的赤泥再过滤，使赤泥含水量降低到45% 以下。
氢氧化铝生产中赤泥的处理与处置
氢氧化铝生产中赤泥的处理与处置摘要：对于拜耳法生产过程中产生的赤泥采用干法堆存，应考虑渣场方案选择、渣场的布局及防渗、坝工设计等内容。
并对其可能产生的风险事故做好预防措施。
关键词：拜耳法赤泥干法堆存渣场防渗1、概述电解铝产业是我国重要的产业之一，而从铝土矿到电解铝分为两个大的工艺流程，氧化铝生产和电解铝的生产。
其中氧化铝的生产目前普遍采用拜耳法，基本流程包括：矿石的粉碎与细磨，矿石溶出，稀释，分解，泥渣和氢氧化铝的分离洗涤，氢氧化铝的煅烧，碳酸钠的苛性化以及母液蒸发等过程。
在拜耳法生产氢氧化铝过程中，生成的固体废物主要为经过洗涤和压滤后的赤泥（含水率30%左右）、石灰消化产生的消化渣和高压溶出、赤泥分离等工段设备敲击下来的结疤渣。
2、赤泥的处理与处置2.1 赤泥渣场的选择对于产生的赤泥等固体废物，目前采用的主要处理处置方式是选取渣场进行堆存，而渣场方案的选择显得十分重要。
赤泥渣场选择应经环境地质调查，对于场地及其外围应未发现滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降及地裂缝等与地质作用有关的地质灾害，场地整体稳定性较好。
场地应属抗震有利地段，场地处于抗震设防烈度6度区，场地土除残坡积层外，基本为硬质厚块状岩体所构成。
场地、环境、地基和抗振等稳定性均较好，场地建筑适宜性较好。
场区水文地质条件简单，地下水埋藏深度较大，对砼和建材无腐蚀性。
2.2 赤泥堆存方法赤泥干法堆存与传统湿法堆存相比，输送至渣场的赤泥较低，干法赤泥含水只有湿法的1/5～1/6，从而大大降低了赤泥附液渗漏污染环境的风险。
赤泥经压滤后（含水率一般在25%～30%）用汽车运输至赤泥渣场进行干法堆存。
干法赤泥渣场一般先构筑初期坝，平均坝高10m～15m。
在整个渣场内采用分区设库，分区布料、分区进行干燥筑坝，以每级6m的高度向上构筑子坝，不断向上延伸。
渣场运行管理的主要内容是实施渣场均匀布料；利用机械辅助干燥赤泥；赤泥分离附液进入回水池后送回氢氧化铝厂内；赤泥子坝外边坡植被绿化护坡。
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介拜耳法适于处理高品位铝土矿,这是用苛性碱溶液在一定的温度下溶出铝土矿中的氧化铝的生产方法,具有工艺简单、产品纯度高、经济效益好等优点。
基本原理拜耳法的基本原理有两个。
一个是铝土矿的溶出；一个是铝酸钠溶液的分解。
溶出是用苛性碱溶液在一定的条件下（加石灰、碱浓度、温度、时间及搅拌等）溶出铝土矿中的氧化铝，反应为Al2O3·H2O+2NaOH=2NaAlO2+2H2OAl2O3·3H2O+2NaOH=2NaAlO2+4H2OSiO2+NaOH+NaAlO2=Na2O·Al2O3·2SiO 2·2H2O+H2O一水铝石或三水铝石溶解形成铝酸钠进入碱液中,而其它杂质不进入溶液中,呈固相存在,称赤泥。
三水铝石（Al2O3·3H2O）的溶解温度为105℃，一水硬铝石（α－Al2O3·H2O）为220℃,一水软铝石(γ－Al2O3·H2O)为190℃。
分解是利用NaAlO2溶液在降低温度、加入种子及搅拌的条件下析出固相Al(OH)3,分解反应为NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaOH 种子即为Al(OH)3,加入量(以Al2O3量计算)为溶液中Al2O3含量的一倍以上;温度控制为从75℃降到55℃;搅拌时间为60h左右。
所得Al(OH)3再经焙烧脱水变成Al2O3;并使Al2O3晶型转变,满足铝电解的要求,焙烧反应为Al2O3·3H2O 225℃γ－Al2O3·H2O + 2H2Oγ－Al2O3·H2O 500℃γ－Al2O3 + H2Oγ－Al2O3 900～1200℃α－Al2O3工艺流程及主要技术条件拜耳法的生产工艺主要由溶出、分解和焙烧三个阶段组成。
全流程主要加工工序为：矿石的破碎、均化及湿磨、高温高压溶出、赤泥分离洗涤、叶滤、种子分解、母液蒸发及氢氧化铝焙烧。
拜耳法的原理和基本流程
也有写成下式的 Al(OH) 3 NaOH 100C NaAlO 2 2H2O
Al2O3 • 3H2O 2NaOH aq 100C 2NaAlO 2 aq
• 三水铝石典型的主要溶出条件：
溶出温度 溶出压力 溶出碱浓度
140～145℃ 4kg/cm2 120～140g/L
铝土矿中氧化铝的理论溶出率：
n = [w(Al2O3) – w(SiO2)]/ w(Al2O3)×100%
={[ A/S] – 1}/[A/S] ×100%
=[1-1/(A/S)] ×100%
式中A/S为铝土矿的铝硅比（质量比）
∴ A/S越高，矿石越容易溶解，理论溶出率越高。
3.1.2．拜耳法的基本流程
• 拜耳法的实质就是使下一反应在不同的条件下朝
不同的方向交替进行：
溶出
Al2O3(1或3)H2O+2NaOH(aq>)=1分4=0解=℃=2NaAl(OH)4(aq)
<70℃
• 首先是在高温下在压煮器中以NaOH溶液溶出 铝土矿，将其中氧化铝水合物溶浸出来；使反 应向右进行，得到铝酸钠溶液，杂质则进入残 渣中。往彻底分离赤泥后的铝酸钠溶液中添加 晶种，在不断搅拌的条件下进行晶种分解，使 反应向左进行析出氢氧化铝。分解后的母液 （循环母液）再返回用以溶出下一批矿石。氢 氧化铝经煅烧后便得到产品氧化铝。
在拜耳法溶出过程中，赤铁矿实际上不溶于 碱，全部进入沉淀中，成为赤泥的重要组成。
TiO2在溶出过程中的行为
3.2.4 TiO2在溶出过程中的行为
TiO2在铝土矿中通常以金红石、锐钛矿和板钛 矿的形态存在。TiO2先于一水硬铝石与碱反应生成 钛酸钠，其呈胶态包围在矿粒表面，阻止一水硬铝 石与碱反应，导致氧化铝不能溶出，加石灰，生成 钛酸钙，破坏钛酸钠的膜。消除TiO2的有害作用。
氧化铝的生产原理和方法
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载氧化铝的生产原理和方法地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容第一章氧化铝的生产原理和方法第一节氧化铝和铝矿烧结法和拜耳法是目前工业生产氧化铝的主要方法。
国外生产氧化铝绝大多数采用拜耳法生产氧化铝，中国结合自己的资源情况，首创了拜耳-烧结混联法，极大地提高了氧化铝的总回收率。
随着生产技术的不断提高，石灰拜耳法、选矿拜耳法等一些新的生产方法不断被应用到生产中来。
一、、氧化铝的特性存在于自然界中的氧化铝称为刚玉（α-Al2O3），是在火山爆发过程中形成的。
它在岩石中呈无色的结晶，也可与其他氧化物杂质（氧化铬和氧化铁等）染（形）成带色的结晶，红色的叫红宝石，蓝色的叫蓝宝石。
工业氧化铝是各种氧化铝水合物经加热分解的脱水产物，按照它们的生成温度可以分为低温氧化铝和高温氧化铝两类。
通常电解炼铝用的氧化铝是α-Al2O3和γ-Al2O3的混合物。
α-Al2O3它属六角晶系，由于有完整坚固的晶格，所以它是所有氧化铝同质异晶体中化学性最稳定的一种，在酸或碱液中不溶解。
γ-Al2O3属于立方晶系，具有很大的分散性，化学性质较为活泼，易与酸或碱溶液作用。
氧化铝的化学纯度成品氧化铝除主要成分是Al2O3外，往往含有少量的SiO2、Fe2O3、Na2O 和H2O等杂质。
氧化铝中残存的结晶水以灼减表示，它也是有害杂质。
因为水与电解质中的AlF3作用而生成HF，造成了氟盐的损失，并且污染了环境。
此外，当灼减高或吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解质接触时，则会引起电解质暴溅，危及操作人员的安全。
氧化铝质量的分级根据标准YS/7274-1998分为4个等级，如表1-2所示。
表1-2氧化铝质量等级标准氧化铝的物理性质用于表征氧化铝物理性质的指标有：安息角、α-Al2O3含量、容量、粒度和比表面积以及磨损指数等。
[方案]拜耳法生产氧化铝工艺流程简介
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拜耳法生产氧化铝工艺流程简介拜耳法适于处理高品位铝土矿,这是用苛性碱溶液在一定的温度下溶出铝土矿中的氧化铝的生产方法,具有工艺简单、产品纯度高、经济效益好等优点。
基本原理拜耳法的基本原理有两个。
一个是铝土矿的溶出；一个是铝酸钠溶液的分解。
溶出是用苛性碱溶液在一定的条件下（加石灰、碱浓度、温度、时间及搅拌等）溶出铝土矿中的氧化铝，反应为Al2O3〃H2O+2NaOH=2NaAlO2+2H2OAl2O3〃3H2O+2NaOH=2NaAlO2+4H2OSiO2+NaOH+NaAlO2=Na2O〃Al2O3〃2SiO 2〃2H2O+H2O一水铝石或三水铝石溶解形成铝酸钠进入碱液中,而其它杂质不进入溶液中,呈固相存在,称赤泥。
三水铝石（Al2O3〃3H2O）的溶解温度为105℃，一水硬铝石（α－Al2O3〃H2O）为220℃,一水软铝石(γ－Al2O3〃H2O)为190℃。
分解是利用NaAlO2溶液在降低温度、加入种子及搅拌的条件下析出固相Al(OH)3,分解反应为NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaOH 种子即为Al(OH)3,加入量(以Al2O3量计算)为溶液中Al2O3含量的一倍以上;温度控制为从75℃降到55℃;搅拌时间为60h左右。
所得Al(OH)3再经焙烧脱水变成Al2O3;并使Al2O3晶型转变,满足铝电解的要求,焙烧反应为Al2O3〃3H2O 225℃γ－Al2O3〃H2O + 2H2Oγ－Al2O3〃H2O 500℃γ－Al2O3 + H2Oγ－Al2O3 900～1200℃α－Al2O3工艺流程及主要技术条件拜耳法的生产工艺主要由溶出、分解和焙烧三个阶段组成。
全流程主要加工工序为：矿石的破碎、均化及湿磨、高温高压溶出、赤泥分离洗涤、叶滤、种子分解、母液蒸发及氢氧化铝焙烧。
铝矿石进厂后经破碎、均化、贮存，碎矿石送下一工序湿磨。
本工序的目的是使铝矿石破碎至≤15㎜粒度，并且使化学成分均匀地向湿磨供料，控制指标是：每7天的供矿量加权平均值A/S波动在±0.5范围内。
拜耳法生产氧化铝的基本流程
氢氧化铝的焙烧
将洗涤后的氢氧化铝在高温下进行焙烧，使其脱水转化为氧化铝。
9
母液的回收与再利用
分解过程中产生的母液（含大量氢氧化钠的溶液）经过蒸发浓缩后，可以重新用于下一批铝土矿的溶出，实现循环利用。
10
产品包装与存储
将焙烧得到的氧化铝产品进行包装，并存储在干燥、通风的仓库中。
拜耳法生产氧化铝的基本流程
步骤编号
工艺流程
描中的杂质。
2
磨矿与制浆
将处理过的铝土矿与氢氧化钠溶液（称为“母液”）混合，通过球磨机形成矿浆。
3
高压溶出
矿浆在高压釜中进行加热和压力处理，使铝土矿中的氧化铝与氢氧化钠反应生成铝酸钠溶液。
4
溶出矿浆的稀释
溶出后的矿浆（称为“溶出矿浆”）进行稀释，降低其氧化铝浓度，以便于后续处理。
5
赤泥的分离与洗涤
通过沉降槽等设备，将赤泥（含铁、硅等杂质的固体废物）从铝酸钠溶液中分离出来，并对赤泥进行多次洗涤，回收其中的碱。
6
晶种分解
向净化后的铝酸钠溶液中添加晶种（即细小的氢氧化铝颗粒），并在控制温度、搅拌等条件下，使铝酸钠分解，析出氢氧化铝。
7
氢氧化铝的分级与洗涤
将分解得到的氢氧化铝浆液进行分级，得到不同粒度的氢氧化铝产品。对产品进行洗涤，去除其中的碱和其他杂质。
氧化铝生产的工艺类型
并联法由拜耳法、烧结法组成并联法氧化铝生产工艺。中州铝厂、前苏联第聂泊铝厂。 混联法 混联法由拜耳法、烧结法组成，其生产过程的特点是：工艺流程复杂、连续性强、参数检测困难、关联 性强、生产管理难度大，在化工冶金行业具有较强的代表性，对过程自动化程度要求很高。是一种复杂的 冶金化工处理过程，具有湿法和干法冶金的共同特点，特别适合处理我国以一水硬铝石为主的铝土矿，它 具有结晶度高、矿石难溶的特点，需要在高温（250℃以上）、高压（5.5MPa 以上）、高碱液浓度 （NaOH 20%以上）条件下进行溶出；对于较低品位矿石还需要进行更为复杂的烧结法处理；矿石中的高 硅,在生产过程中又极易在设备表面形成结垢,同时也严重影响监控数据的采集。山西铝厂Ⅰ期、贵州铝厂 Ⅱ期、郑州铝厂。 国内某氧化铝生产企业的混联法氧化铝生产线工艺流程简图，涵盖了国内外典型拜耳法和烧结法生产氧 化铝的典型工艺过程。图中有三处物料交流：即拜耳法赤泥及附液送烧结法系统配料；拜耳法种分母液蒸 发析出的结晶碱及附液送烧结法系统配制生料浆；烧结法种分母液经蒸发后送拜耳法系统做补碱用。拜耳 法和烧结法两系统相互关联、相互制约，工序间相互影响，生产组织难度大。 石灰拜尔法 石灰拜尔法与常规拜耳法流程相比，除适当加大石灰烧制和赤泥分离洗涤过程的生产能力外其它完全相 同。通过在溶出过程中添加过量石灰，除满足与 TiO2 反应所需的石灰添加量外，还需部分满足与铝土矿 中的 SiO2 尽可能多地与 CaO 反应生成水合硅铝酸钙，使溶出过程中的脱硅产物的一部分由方钠石型的水 合铝硅酸钠变为水化石榴石型的水合硅铝酸钙，从而大幅度降低溶出赤泥的 N/S。与混联法流程相比，取 消了高热耗的熟料烧结过程及其相应的湿法生产系统，建设投资少，生产能耗低，但同时铝土矿和石灰石 011‐01‐13 浏览量：1031 氧化铝是用不同的生产方法是从铝土矿中提取出来的白色粉末。氧化铝是典型的大型复杂流程性工业， 全世界 90%以上的氧化铝直接采用的是经济的拜耳法生产流程，而我国氧化铝企业因矿质的不同，而分 别选用不同的生产工艺。 烧结法 烧结法适于矿石品位含硅高、难溶的、中等资源品位的一水硬铝石，流程长、工艺复杂。我国绝大部分 老的氧化铝企业多采用这一方法进行氧化铝冶炼。山东铝厂、中州铝厂Ⅰ期、山西铝厂Ⅰ期 烧结法氧化铝生产过程主要包括熟料烧成、熟料溶出、精液制备、分解和蒸发等主要的生产工序。 来自原料磨的生料浆通过回转窑烧制成易于溶出的铝酸钠熟料，再经碳分母液和一次洗液浸泡后进行溶 出；此后通过赤泥分离洗涤、粗液脱硅、硅渣分离等工序生成的精液分别送至碳分和种分工序进行分解反 应，析出氢氧化铝；种分母液经蒸发形成的种蒸母液送拜尔法碱液调配后给原矿浆配料；碳蒸母液则返回 至原料磨配料。析出的氢氧化铝送焙烧工序进行焙烧。 与拜耳法相比，烧结法主要在熟料烧成和碳分分解的控制部分是完全不同的两个过程。 拜尔法 拜尔法是 Karl Joseph Bayer 于 1887 年发明，他发现加入精种的铝酸钠溶液中可以分解出 AL（OH）3， 分解母液蒸发后可以在高温高压下溶出铝土矿中的 AL（OH）3。该发现后来在实验中得到证实并应用于工 业实践，是国外氧化铝最广泛采用的生产工艺。适于生产易溶的三水铝石和一水软铝石，处理中等品位铝 土矿碱耗高、矿耗大是常规拜耳法生产氧化铝的缺点。贵州铝厂Ⅰ期、平果铝厂。 拜尔法氧化铝生产过程主要包括预脱硅、溶出过程，赤泥洗涤、过滤过程，种分分解过程和氢氧化铝过 滤、焙烧等主要的生产工序。 选矿拜尔法：可将 A/S 为 4 以上的铝土矿通过浮选成 A/S 为 11.2 的矿浆，可提高单管溶出系统的溶出 率，工艺管道和罐内不易结巴。 串联法 串联法处理中低晶位铝土矿的适宜方法。先以较简单的拜尔法处理矿石，最大限度地提取矿石中的氧化 铝，然后再用烧结法回收拜尔法赤泥的 Al2O3 和 Na2O，可降低氧化铝生产的综合能耗，Al2O3 的总回收率 高，碱耗降低，产品成本可大幅度降低。不增加建设投资和设备，可在现有混联法厂推广应用。贵州铝 厂、鲁能晋北（规划）。 并联法
浅谈赤泥分离和洗涤系统的操作
浅谈赤泥分离和洗涤系统的操作作者：张海涛徐菲菲程孝龙来源：《中国科技博览》2014年第33期[摘要]在拜耳法生产氧化铝过程中赤泥的分离和洗涤是一个重要环节，是关系到氧化铝产量及碱耗、矿耗高低的关键工序之一。
如何优化赤泥分离和洗涤系统操作，控制好沉降槽的液量平衡和泥量平衡，提高洗涤效率，减少水解损失，是稳定氧化铝生产和降低消耗需要不断研究的问题。
[关键词]冶金；赤泥分离和洗涤；沉降槽；水解；中图分类号：TF351.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0093-011 引言赤泥的分离和洗涤是从铝土矿溶出后的浆液中分离赤泥并从赤泥中回收附着的Al2O3和Na2O的作业，为冶金行业氧化铝生产过程的重要组成部分。
无论是拜耳法的铝土矿溶出浆液还是烧结法的熟料溶出浆液，都要进行赤泥和铝酸钠溶液的分离，以得到粗制的铝酸钠溶液---粗液。
我厂氧化铝生产采用石灰拜耳法，赤泥的分离和洗涤采用沉降法，该工序的正常运行和操作优化对产品质量、各项消耗成本有着至关重要的影响。
2 中美铝业赤泥分离和洗涤工序概述河南中美铝业40万吨拜耳法生产线于2008年10月份投产，赤泥分离和洗涤共有大型平底沉降槽4台（分离槽1台，公备槽1台，洗涤槽2台）、深锥高效沉降槽2台（均为洗涤槽），其主要作用是完成溶出后稀释浆液的液固分离和赤泥洗涤。
拜尔法赤泥分离、洗涤工艺流程图1—热水槽，2—四次洗涤沉降槽， 3—三次洗涤沉降槽， 4—二次洗涤沉降槽， 5—一次洗涤沉降槽 6—2#分配头， 7—1#分配头， 8—2#水力混合槽， 9—1#水力混合槽3 赤泥分离和洗涤系统控制要点3.1 物料平衡（液量平衡和泥量平衡）赤泥分离和洗涤系统涉及沉降槽数量较多，又与溶出矿浆的稀释、粗液精制工序密切联系，所以赤泥分离和洗涤系统的平衡运行非常关键，既进出的溶液量、固体赤泥量应该保持平衡。
平衡状态一旦遭到破坏，短时间可能不会造成重大影响，但持续时间一长，极可能出现沉降槽跑浑、冒槽、叶滤过料不足卡颈等难题，影响生产。
拜耳法的原理和基本流程
煅烧：除去氢氧化铝的附着水和结晶水，并得到吸湿性较 差的氧化铝以满足电解需求。
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3.1.2．拜耳法的基本流程
补充 铝土矿 苛性碱 破碎
石灰
湿磨
石灰乳
溶出
溶出矿浆
拜耳法是澳大利亚化学家拜耳（Karl Josef Bayer）在 1889~1892年间所发明的。拜耳法用在处理低硅铝土矿，特别 是处理三水铝石型铝土矿时，流程简单、产品质量好， 因而得到广泛的应用。
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1 拜耳法的基本原理
• （1）用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加晶种，
3.2.5 含钙、镁的矿物在溶出过程中的行为
在铝土矿中有少量的方解石CaCO3和白云石 CaCO3·MgCO3。碳酸盐是铝土矿中常见的有害杂质它
们在碱溶液中容易分解，使苛性钠转变为碳酸钠。
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3.2.6 有机物和某些微量杂质在溶出过程中的行为
有机物可以分为腐植酸及沥青两大类。后者实际上 不溶解于碱溶液，全部随同赤泥排出。腐植酸类的有机 物与碱作用生成各种腐植酸钠，然后逐渐转变为易溶的
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所有含硅矿物与铝酸钠溶液反应后，都有SiO2进入溶液。 以高岭石为例，它与铝酸钠母液发生如下反应：
Al2O3·2SiO2·2H2O+6NaOH(aq) ==2NaAl(OH)4+2Na2SiO3(aq)
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脱硅反应
反应生成的铝酸钠和硅酸钠都进入溶液。当硅酸 钠浓度达到最大值（2-10g/L）之后，两者相互反应生 成水合铝硅酸钠逐渐析出，这一反应使溶液的SiO2含 量降低，因而称为脱硅反应：
赤泥分离和洗涤
赤泥的分离和洗涤一概述1别离洗涤步骤：赤泥浆液稀释：〔一般要加絮凝剂〕溶出的赤泥浆液进入搅拌槽，用赤泥弄洗液稀释，搅拌均匀后进入送入沉降槽。
稀释的目的〔作用〕：〔1〕降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解〔2〕使铝酸钠溶液进一步脱硅：稀释使溶液的浓度降低，二氧化硅的过饱和度增大；溶液中有大量的赤泥粒子作种子；溶液的温度较高，有利于脱硅反响。
〔3〕有利于赤泥别离：根据斯托克斯公式，稀释后黏度降低。
〔4〕便于沉降槽的操作1．2沉降别离：在沉降槽内，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。
排出的赤泥送入混合槽。
有些拜耳法氧化铝厂在稀释浆液进入别离沉降槽之列，先将大于150#筛(100u m)的粗粒别离，即所谓“除砂〞处理，以防止它在沉降槽、过滤机和管道中沉淀而造成堵塞。
此外，砂状粗粒与细粒相比，洗涤用水较少，有利于流程中的水平衡，还可降低能耗。
除砂的多少取决于铝土矿的来源，与磨矿方法关系不大。
其除砂装置有：耙式分级机、水力旋流器、分级槽，砂子一般含水30%，日本横滨厂那么采用的是分级槽，大于60#筛(250 u m)的粗粒自分级槽底流排出，再用螺旋分级机二次洗涤后作水泥原料。
赤泥反向洗涤：用前一周期洗涤液通过搅拌清洗混合槽中赤泥，在再由混合槽输送至洗涤沉降槽别离，洗涤次数要在5---7次，洗到赤泥中的氧化钠的损失为0.3%---1.8% 粗液控制过滤：末次洗涤后的赤泥再经过一次过滤，使赤泥含水量降低到45%以下，即可成为净赤泥。
2 赤泥的别离与洗涤：2.1目的：赤泥别离的目的：将稀释矿浆中的铝酸钠溶液和赤泥分开，以获得工业上认为纯洁的铝酸钠溶液。
赤泥洗涤的目的：回收赤泥中带有的氧化钠和氧化铝，减少以附液形式损失于赤泥中的氧化钠和氧化铝。
赤泥稀释、沉降别离与洗涤流程：2.2.1流程图：〔1〕工艺流程图：〔2〕设备流程图：2.2.2两种流程：在沉降槽中进展赤泥别离时，溶液在沉降槽中的停留时间为5-12h，作业温度在95度以上，以利于沉降和防止或减少铝酸钠溶液的分解。
两种赤泥分离洗涤工艺流程的对比
赤泥是指由铝矾土、石灰和氧化铁等在长期高温炼制过程中生成的一种废弃物，含有铝、铁、钠、钾等多种金属元素，同时还含有较多的铝矾土、氟和有害离子。
赤泥的生成量日益增加，已经成为困扰人们环保问题的重要短板。
针对赤泥中含有多种金属元素的特点，本文将论述两种不同的赤泥分离洗涤工艺流程，分析其优缺点，以期为相关行业提供工艺优化和生产效率提升的参考。
一、碳酸化法碳酸化法是一种较为传统的赤泥分离洗涤工艺流程，其主要步骤为先将赤泥加入酸性溶液中，使其转化成铝铁盐水溶液，然后在铝铁盐水溶液中加入碳酸盐，用碳酸盐中的钠离子与盐溶液中的铝离子和锈石中的钙离子结合，从而导致铝离子结晶成为氢氧化铝。
该方法的具体工艺流程如下：1. 赤泥预处理：首先将赤泥洗涤，去除它表面的尘土和杂质。
2. 溶解赤泥：将赤泥与精制酸性水反应，使铝通过溶解的方式转换成为铝盐溶液。
一般情况下，使用硫酸作为主要的溶解剂。
3. 洗涤和干燥：将铁、石灰等杂质之后的赤泥经过多次洗涤，去除酸性残留物，然后通过干燥过程脱去多余的水分，以便于进一步的采取措施。
4. 降低氟离子含量：使用氢氧化钠等碱性溶液，通过中和反应将赤泥中的氟离子降低到一定的标准之下。
5. 碳酸化：将含有铝、铁、钙、钠等离子的水溶液通过加入碳酸钠等二价离子溶液，使得溶解的铝离子之间发生结晶，沉淀成氢氧化铝，同时，还可以把二次碳酸盐净化后的产物回收利用，最终获得高纯度的氢氧化铝。
碳酸化法的优点是工艺流程相对简单，成本低，而且可以较好地实现铝离子的产生，可以减少赤泥的占用空间，降低固体废物对环境的影响。
但该方法容易产生有害的氟分子和二次碳酸盐，占用硫酸的量较大，同时整个过程需要用很多水，也会消耗许多的电力和燃料。
二、氟化铝法氟化铝法是一种新型的赤泥分离洗涤工艺流程，它与传统的碳酸化法相比具有更高的可控性和更高的产物纯度，是目前较为先进的赤泥分离洗涤工艺流程，其主要步骤为：1. 氧化钠溶液预处理：使用氧化钠溶液对赤泥进行预处理。
拜耳法赤泥分离洗涤三种流程的比选
・氧化铝氟化盐・拜耳法赤泥分离洗涤三种流程的比选韩安玲(沈阳铝镁设计研究院,辽宁沈阳110001)摘要:本文介绍了深锥沉降槽的特点。
列举了三种赤泥沉降分离洗涤工艺流程:(1)深锥沉降槽分离、4次深锥沉降槽洗涤;(2)平底沉降槽分离、3次平底沉降槽加一次过滤洗涤;(3)平底沉降槽分离、2次平底沉降槽加2次深锥沉降槽洗涤。
在同等条件下对上述流程进行洗涤平衡计算及经济分析比较。
关键词:拜耳法;赤泥;沉降分离洗涤;流程;深锥沉降槽中图分类号:TF803.23 文献标识码:B 文章编号:10021752(2005)03001004 溶出后的稀释浆液是铝酸钠溶液和赤泥的混合物,将两者分离为纯净的铝酸钠溶液和高固含的赤泥是分离作业的目的;用水洗涤分离赤泥得到高固含、低附碱的弃赤泥浆是洗涤作业的任务。
作为固液分离设备的沉降槽,在氧化铝工业中广泛应用。
由于早期的沉降理论认为,沉降槽的产能只与沉降面积有关与高度无关,因而早期建设的氧化铝厂普遍采用高度1.8～2.8m的单层或多层沉降槽。
近些年来,随着沉降理论的发展和技术进步,其结构形式发生了很大变化,沉降槽的性能也有突破性的提高,原来使用的高度小的单层和多层沉降槽已逐步被淘汰。
考核沉降槽固液分离的效果,不仅要看其产能高低,还要看其溢流净度(溢流浮游物含量)和底流固含多少,这些产量、质量指标对于衡量沉降槽性能的先进性和取得较好的技术经济效益是至关重要的。
现代沉降理论、实验和生产实践证明,上述三项指标均与沉降槽高度有关。
适当提高沉降槽的高度,使泥浆层受到进一步压缩,可增加底流固含;液体穿过更高的清液层得到进一步澄清提高了溢流的净度。
因此,在新建的氧化铝厂和老厂的技术改造中,赤泥分离洗涤沉降槽已被大型高帮平底沉降槽、深锥沉降槽所取代。
深锥沉降槽是上世纪70年代由加拿大铝业公司和贝克工业设备公司开发研制并应用于氧化铝工业中的新型沉降槽。
其进料管专利E-DU K的结构能从清液层中汲取溶液,有效地稀释进料浆液的固含,使赤泥的沉降过程在有利于赤泥沉降的状态下进行,其絮凝剂进料方式为多点加入,该絮凝剂具有快速絮凝和降解作用。
氧化铝生产简答总结
氧化铝生产简答总结氧化铝生产简答总结一、简答1.氧化铝的生产方法有哪几种？为什么目前工业上几乎全部是采用碱法生产氧化铝的？生产方法：碱法、酸法、酸碱联合法、热法原因：碱法有拜耳法、烧结法、拜耳烧结联合法等流程。
拜耳法流程简单，能耗低，产品质量好，成本低。
酸法适合处理高硅低铁铝矿，需要昂贵的耐酸设备，酸的回收比较困难，从铝盐溶液中除铁也很困难。
同理，酸碱法需要的设备要求很高。
热法用的设备是电炉或者高炉，从经济成本看，不合适。
故，目前工业上几乎采用碱法生产氧化铝。
2.烧结法中碳酸钠的作用？（1）.Ca(OH)2还会使溶出赤泥产生膨胀和粘结,Ca(OH)2对生产的影响及其二次反应造成的Al2O3损失不能忽视,流程中必须有一定浓度的NaCO存在。
（2）另外提高碳酸钠可以抑止赤泥膨胀,改善赤泥的沉降性能,使分离易于操作。
但碳酸钠不能太高,否则会影响粗液的脱硅效果。
（3）适当地提高Na2CO3浓度(25～30g/l),控制较低的溶出温度,在使脱硅反应不易进行的前提下,就可以获得在不明显增大Na2O二次反应损失的前提下,能够较大幅度地减少Al2O3二次反应损失的积累效果。
（4）碳酸钠是引起溶出液中二氧化硅浓度升高的主要原因。
随着调整液中碳酸钠浓度的升高,溶出液中二氧化硅浓度升高,溶出液的A/S降低,熟料氧化铝的溶出率升高;3.拜耳法种分的影响因素？（1）分解原液浓度和分子比的影响原液浓度高，过饱和度低，不利于结晶长大和附聚，产品强度小；分解原液分子比降低，分解速度、分解率和分解槽单位产能均显著提高。
（2）温度制度的影响合理的降温制度能提高分解率（3）晶种数量和质量的影响（4）搅拌速度的影响搅拌速度较低的时候对分解影响不大，搅拌速度过高，会产生很多细粒子；需要合理的搅拌速度（5）分解时间与母液分子比的影响当其他条件相同时，随着分解时间延长，分解率提高，母液分子比增加。
(6)杂质的影响过量的含硫杂质会使分解率降低；氟、钒、磷等杂质对分解产物的粒度有影响。
拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材实验研究
提取及残渣制备建材实验： 实验过程如下： 1、预处理：将拜耳法赤泥破碎至小于100目，用水浸泡后，用磁力搅拌机搅 拌均匀。
参考内容三
引言
拜耳法是一种广泛应用于氧化铝工业的湿法处理工艺。在拜耳法生产过程中， 会产生大量的赤泥，即氧化铝生产过程中的废弃物。这些废弃物含有较高的铝、 硅、铁等有价元素，如何实现其综合利用，降低环境污染的同时，提高资源利用 率，已成为氧化铝工业面临的重大问题。本次演示旨在探讨拜耳法赤泥综合利用 的新工艺，以期为解决上述问题提供有效途径。
本研究采用如下的实验方案：首先对拜耳法赤泥进行预处理，去除其中较大 的颗粒和杂质；然后采用酸浸和碱浸相结合的方法，将赤泥中的铁提取出来；接 着通过分离和纯化，得到纯净的铁；最后，将残渣用于制备建材。该方案综合考 虑了铁的提取和残渣制备建材两个过程，旨在实现拜耳法赤泥的综合利用。
提取及残渣制备建材实验： 实验过程如下： 1、预处理：将拜耳法赤泥破碎至小于100目，用水浸泡后，用磁力搅拌机搅 拌均匀。
已有研究表明，拜耳法赤泥主要成分包括氧化铝、二氧化硅、氧化铁等。在 提取铁的过程中，一般需要经过预处理、化学浸提、分离和纯化等步骤。然而， 这些研究大多仅针对铁的提取工艺，对于如何进一步制备出建材产品尚需进一步 探讨。此外，这些研究还存在实验条件不稳定、提取率不高、制备出的建材性能 不佳等问题。
实验设计：
3、成本效益：酸浸-碱浸联合处理工艺具有较低的生产成本。同时，由于该 工艺能提取出传统工艺难以处理的有价元素，因此具有较高的经济效益。
铝土矿拜耳法流程
铝土矿拜耳法流程一、铝土矿的特点。
铝土矿啊，它可是生产铝的主要原料哦。
这铝土矿看起来就像是大地送给我们制造铝的宝藏。
它的成分比较复杂，主要包含了氧化铝，还有一些杂质，像氧化铁、二氧化硅之类的。
这些杂质就像是调皮的小捣蛋，在我们提取氧化铝的时候会带来不少麻烦呢。
不过没关系，拜耳法就像是一个厉害的魔法师，有办法把氧化铝从铝土矿里变出来。
二、拜耳法的原理。
拜耳法的原理其实就像是一场奇妙的分离游戏。
它是利用了氧化铝能够溶解在氢氧化钠溶液中的这个特性。
把铝土矿磨碎之后，放进氢氧化钠溶液里，就像把一群小朋友放进了游乐场一样。
氧化铝就特别高兴地和氢氧化钠溶液混在一起，形成了铝酸钠溶液。
而那些杂质呢，就像是不合群的小朋友，留在了外面。
这个过程就像是把听话的孩子和调皮的孩子分开啦。
三、拜耳法的具体流程。
1. 矿石的预处理。
我们得先把铝土矿进行预处理哦。
这就好比是给铝土矿洗个澡，把它外面的脏东西去掉一些。
把铝土矿破碎成合适的小块，这样它就能更好地和氢氧化钠溶液接触啦。
如果不把它弄碎，那它就像是一个固执的大石头，氢氧化钠溶液都很难和它里面的氧化铝好好玩耍呢。
2. 溶出过程。
接下来就是溶出过程啦。
把预处理好的铝土矿放进高温高压的氢氧化钠溶液中。
这时候就像在开一场盛大的派对，在高温高压这个特殊的环境下，氧化铝就迅速地溶解到氢氧化钠溶液里去了。
这个过程可是很关键的哦，如果温度或者压力不合适，氧化铝可能就不能很好地溶解，就像小朋友们在派对上如果氛围不对就玩不起来一样。
3. 赤泥的分离。
溶出之后呢，就有了铝酸钠溶液，但是也产生了一些固体杂质，这个就叫做赤泥。
赤泥就像是派对结束后的垃圾一样，得把它清理掉。
我们通过过滤或者沉降的方法，把赤泥和铝酸钠溶液分离开来。
这赤泥可不能乱扔，还得好好处理呢，毕竟要爱护我们的环境呀。
4. 晶种分解。
然后就是晶种分解这个神奇的步骤啦。
我们在铝酸钠溶液里加入晶种，就像是给溶液里的氧化铝分子一个榜样，告诉它们要像晶种一样变成固体。
拜耳法赤泥的处理和利用
拜耳法赤泥的处理和利用赤泥是氧化铝在生产过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。
据估计，全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过6×107t。
我国氧化铝生产过程中每年产生的赤泥量超过600万t ，全部露天堆存，并且大部分堆场坝体用赤泥构筑。
目前，人们日益关注赤泥堆放给环境带来的危害。
赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。
裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。
因此，赤泥的综合利用和回收以及合理处理有重要的意义。
拜耳法赤泥的处理有很强有力的经济利益和环保效益。
拜耳法赤泥与适量的石灰混合，经石灰消化、水热处理、煅烧处理和碱液溶出，可从赤泥回收70%以上的Al2O3和90%以上的Na2O，并使不溶残渣中NaO含量降到1%以下。
分离的铝酸钠溶液被送往拜耳法溶出料浆稀释过程，分离的残渣被进一步在750～950℃煅烧，制得活性β–C2S为主的胶凝材料，可用作水泥的活性混合成分。
生产1 t 氧化铝通常排弃1t多的赤泥，但是不管是拜耳法工厂，抑或是烧结法、联合法工厂，目前都尚未有效地处理和利用赤泥。
迄今已探明的我国铝土矿，约80%为中等品位即铝硅比5～7、含铁低的一水硬铝石型铝土矿。
我们立足本国资源，成功地开发了单流法管道溶出技术，为经济、有效地处理拜耳法赤泥，使我国氧化铝工业获得更大的经济效益、社会效益，应进一步开发低温煅烧工艺。
本文在铝土矿及其拜耳法赤泥加工试验的基础上，讨论了在回收赤泥中的氧化铝和氧化钠后进一步将其加工成水泥的工艺，及建立拜耳–低温煅烧法工艺处理我国铝土矿的可能性。
1 原料拜耳法赤泥：拜耳法赤泥末次洗涤后排送堆场的设备上，再洗涤、烘干，置于干燥器内。
生石灰：化学纯试剂氧化钙，CaO含量不小于96 % ，经研磨，在1 000 ℃煅烧1h冷却后放入密闭瓶中，再置于干燥器内。
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氧化铝氟化盐拜耳法赤泥分离洗涤三种流程的比选韩安玲(沈阳铝镁设计研究院,辽宁沈阳110001)摘要:本文介绍了深锥沉降槽的特点。
列举了三种赤泥沉降分离洗涤工艺流程:(1)深锥沉降槽分离、4次深锥沉降槽洗涤;(2)平底沉降槽分离、3次平底沉降槽加一次过滤洗涤;(3)平底沉降槽分离、2次平底沉降槽加2次深锥沉降槽洗涤。
在同等条件下对上述流程进行洗涤平衡计算及经济分析比较。
关键词:拜耳法;赤泥;沉降分离洗涤;流程;深锥沉降槽中图分类号:TF803.23 文献标识码:B 文章编号:10021752(2005)03001004溶出后的稀释浆液是铝酸钠溶液和赤泥的混合物,将两者分离为纯净的铝酸钠溶液和高固含的赤泥是分离作业的目的;用水洗涤分离赤泥得到高固含、低附碱的弃赤泥浆是洗涤作业的任务。
作为固液分离设备的沉降槽,在氧化铝工业中广泛应用。
由于早期的沉降理论认为,沉降槽的产能只与沉降面积有关与高度无关,因而早期建设的氧化铝厂普遍采用高度1.8~ 2.8m的单层或多层沉降槽。
近些年来,随着沉降理论的发展和技术进步,其结构形式发生了很大变化,沉降槽的性能也有突破性的提高,原来使用的高度小的单层和多层沉降槽已逐步被淘汰。
考核沉降槽固液分离的效果,不仅要看其产能高低,还要看其溢流净度(溢流浮游物含量)和底流固含多少,这些产量、质量指标对于衡量沉降槽性能的先进性和取得较好的技术经济效益是至关重要的。
现代沉降理论、实验和生产实践证明,上述三项指标均与沉降槽高度有关。
适当提高沉降槽的高度,使泥浆层受到进一步压缩,可增加底流固含;液体穿过更高的清液层得到进一步澄清提高了溢流的净度。
因此,在新建的氧化铝厂和老厂的技术改造中,赤泥分离洗涤沉降槽已被大型高帮平底沉降槽、深锥沉降槽所取代。
深锥沉降槽是上世纪70年代由加拿大铝业公司和贝克工业设备公司开发研制并应用于氧化铝工业中的新型沉降槽。
其进料管专利E-DUK的结构能从清液层中汲取溶液,有效地稀释进料浆液的固含,使赤泥的沉降过程在有利于赤泥沉降的状态下进行,其絮凝剂进料方式为多点加入,该絮凝剂具有快速絮凝和降解作用。
不断增大的高度/直径(H/D 1)等诸多方面的改进对提高沉降槽的产量和技术指标起到了很大作用。
1 深锥沉降槽深锥沉降槽的进料结构(见图1)图1 进料筒结构原理图2 大型平底沉降槽和深锥沉降槽的比较大型平底沉降槽、深锥沉降槽的规格和性能指标见表1。
进料技术条件Na2O浓度:Na2O k165g/l收稿日期:2004-10-08固体含量:4%~6%温度:~100固体粒级分布:~500 m100%~315 m 98.5% ~63 m 75%表1 大型平底沉降槽、深锥沉降槽的规格和性能指标大型平底沉降槽深锥沉降槽沉降槽直径D,m3612沉降槽高度H,m 4.5~612~18底流固含,%~30(用于分离赤泥) 4035~40(用于分离赤泥洗涤) 44(1~3次洗涤)48~52(末次洗涤)溢流固含,mg/l<250<200溢流产能,m3/(m2.h)0.5~6固体产能,t/(m2.h)0.04~0.080.3絮凝剂加入量(与絮凝剂种类有关)附碱损失Na2O,kg/t-赤泥(与流程有关)近年来赤泥干法堆存逐渐兴起,对赤泥外排提出了更高要求,除附碱浓度低( 1~2g/l)以外,固含一般在45%以上,因而深锥沉降槽得到广泛应用。
3 赤泥沉降洗涤流程根据大型平底沉降槽和深锥沉降槽的特点,以年产氧化铝80万吨规模为比较基础,组合三种固液分离流程进行分析比较。
3.1 深锥沉降槽分离、4次深锥沉降槽洗涤(流程1)3.1.1 主要设备选用 20m深锥沉降槽2台,用于分离; 20m 深锥沉降槽5台,4台用于洗涤,1台互备,其中三、四次洗涤沉降槽的直筒段较一、二次洗涤槽高3m 。
图2 流程1:深锥沉降槽分离,4次深锥沉降槽洗涤3.1.2 特点(1)流程简单:由于深锥沉降槽底流固含较高,经过四次反向洗涤即可达到弃赤泥附碱损失 5kg/t-干赤泥的指标要求。
省去了赤泥过滤和相配套的稀释浆液脱砂两个工序。
(2)沉降槽的底流固含高,分离沉降槽通常在42%~44%,末次洗涤沉降槽底流固含高达48%~52%,这种高固含的赤泥经剪切泵流化后用GEHO 泵外排适于干法堆存,有利环保。
(3)沉降槽单位面积产能高,泥量、溢流能力均为大型平底沉降槽的几倍之多(见表1)。
(4)占地面积小,约为大型平底沉降槽的30%左右。
(5)由于深锥沉降槽体积小,物料在沉降槽内停留时间短,因而水解损失小,并有利自动化控制。
(6)散热损失小,散热面积约为大型平底沉降槽的80%,不用向槽内通蒸汽即可保证沉降温度之需。
(7)进料装置的专利技术可加大进料L/S,有利沉降,对进料L/S 要求放宽。
由于上述的诸多优点,深锥沉降槽成为当前国内外新建或扩建氧化铝厂逐渐采用的最新的沉降技术及装备。
在国外有40多台,我国在贵州铝厂技术改造工程中引进一套6台 12 (12~15)m 深锥沉降槽,并于2001年11月投产,经2001年11月~2002年6月的适应调整期,2002年7月以来运行效果良好。
其他氧化铝厂也相继采用。
这种流程的不足之处:(1)絮凝剂用量较大,操作控制要求较高,且控制系统引进费用较多。
(2)对生产波动的适应性较差。
(3)在实际操作中,为保证泥筒出料畅通,底流排除量要比正常量加大2倍:1/3排至下一级,2/3返回泥筒中指定的方位,增加了电能消耗,泥浆管道复杂化,安装操作上多有不便。
3.2 平底沉降槽分离、3次平底沉降槽加一次过滤洗涤(流程2)3.2.1 主要设备选用 46 6m 平底沉降槽6台,其中2台用于分离,1台互备,3台洗涤。
8台100m 2转鼓过滤机正常运行6台,清理检修换布2台及与其配套的真空系统。
图3 流程2:平底沉降槽分离,3次平底沉降槽加1次过滤机图4 流程3:平底沉降槽分离,2次平底沉降槽加2次深锥沉降槽洗涤3.2.2 特点:(1)技术成熟可靠,在山西铝厂和平果铝厂有多年的生产实践。
(2)沉降槽操作简便易行适应性强,可在50%~100%负荷范围内稳定运行。
(3)絮凝剂用量较低。
缺点:(1)沉降槽的底流固含低,不宜干法堆存。
如采用干法堆存尚需与过滤机组合,而为保证过滤机的正常运转需加设水旋器除砂、洗砂工序,使该流程复杂化。
(2)通过热平衡计算,即使在一般条件下(环境温度12 ,风速2.6m/s,保温层表面温度35 时,每个沉降槽的温度损失达6 ),为保证过滤机的操作温度80 和沉降槽的正常运行,需向沉降系统通入蒸汽,热耗较高。
目前,山西铝厂的大型 42 6m沉降槽经常通入蒸汽才能保证正常操作。
3.3 平底沉降槽分离、2次平底沉降槽加2次深锥沉降槽洗涤(流程3)3.3.1 主要设备选用 46 6m平底沉降槽5台, 20m深锥沉降槽2台。
其中平底沉降槽2台用于分离,1台互备,2台用于一、二次洗涤;2台深锥沉降槽分别用于三、四次或四次洗涤。
当平底槽4台运行时,2台深锥槽全部投入运行;当平底槽5台全部投入运行时,只投入1台深锥槽,另一台深锥槽清理检修。
DORR-OLIVER公司为中州铝厂拜耳法赤泥沉降分离洗涤做的设计采用了平底沉降槽与深锥沉降槽的组合流程如图4。
这种组合流程具备上述两种流程的优点,同时也在某种程度上存在它们的缺点。
末次洗涤采用深锥沉降槽代替过滤机进一步浓缩赤泥是一项简便易行的举措。
上述三种流程均是为满足赤泥干法堆存对外排赤泥高固含的需要而设置的。
应该指出的是,这种高固含的赤泥浆密度大(1.5左右)、黏度高(50100厘泊甚至更高)难以输送,需要在外排前经流化剪切降低黏度再与高压GEHO泵配套排至堆场,电耗高,费用大。
近来有的氧化铝厂将深锥沉降槽设置在堆场附近;沉降槽排出的低固含赤泥用一般隔膜泵输送至深锥槽就地浓缩,实现干法堆存,这种做法不无可取之处,值得研究。
至于外排赤泥高固含与低固含输送以及赤泥干法堆存等利弊尚需进一步分析。
4 三种流程的经济比较(以年产氧化铝80万吨规模为比较基础)4.1 三种流程洗涤平衡计算计算条件:稀释浆液液体成分:Na2O165g/l Na2O c7g/l k=1.48洗水用量: 4.5t/t-赤泥(洗水含Na2O1g/l)按各设备特点确定分离洗涤各槽的底流L/S。
以1t赤泥为计算基准。
计算结果如表2。
表2 三种流程洗涤平衡计算结果附碱损失Na2O k,kg/t-泥折算碱耗费用元/t-Al2O3流程1 2.1 6.9流程2 2.78.8流程3 3.511.44.2 三种流程的投资费用和运行费用表3 三种流程相关费用的计算结果投资费用,万元运行费用,元/t-Al2O3流程1509431.0流程2905333.6流程3581033.15 结论(1)深锥沉降槽结构特点及絮凝剂的合理加入,使其具备了评价沉降槽的 三高 指标:产能高、底流固含高、溢流净度高,是用于赤泥分离、洗涤比较先进的设备。
但絮凝剂费用高且目前尚需依靠国外进口,对生产波动的适应性较差,操作控制要求较高。
(2)通过对三种流程的比较可以看出:流程1,投资费用和运行费用均较低;流程3次之;流程2投资费用高很多,运行费用亦较高。
应该说明的是,由于大型平底槽对生产波动的适应性很强,操作控制十分简单,后面二级沉降洗涤采用深锥沉降槽又能满足直接外排赤泥高固含的要求,投资费用不高,运行费用尚可,所以流程3目前仍被广泛采用。
参考文献:1 美国贝克工艺设备公司EIM CO Deep Cone Thickener在拜耳法氧化铝生产中应用的简介 Z .2 侯用兴.沉降槽高效化技术改进 A .第四届全国轻金属冶金学术会议论文集 C .2001.3 杨重愚主编.轻金属冶金学 M .中南工业大学,1991.4 杨重愚主编.氧化铝工艺学 M .冶金工业出版社,1982.(责任编辑 张文军)。