溶出车间课件

高压流程图
4.物料流程（低温线） 从原料来的铝硅比8左右的原矿浆和蒸发来的循环母液在脱 硅槽中混合，调配成合格的调整矿浆，再经过隔膜泵提压后送入 溶出机组进行溶出作业。 从隔膜泵送来的调整矿浆经过脉冲缓冲器后，进入第一级单 套管，用新蒸汽冷凝水对矿浆进行间接换热；然后进入第二、三、 四级单套管，被来自相应闪蒸槽的一次乏汽间接加热到88℃左右 （管道外表面）；再进入后四级单套管，用来自电厂的新蒸汽加 热到135～145℃（管道外表面131℃左右）；最后经过保温罐进 行充分的溶出反应（不小于0.5h），溶出后 料浆经过四级闪蒸（3个闪蒸槽+ 1个稀 释罐）降温降压后进入稀释后槽，用 稀释泵送往沉降车间的溶出后槽，进行 下一工序作业。
1、 管道化溶出优势 1.加热蒸汽与料浆是间接接触，不存在对料浆的稀释，可实现高温低碱度 溶出； 2.由于料浆高度的湍流作用，溶出效果好，减少溶出时间； 3.利用多级闪蒸（高压十级，低压四级）乏气进行预热。产生的二次蒸汽 大，可以为沉降车间提供更多热水； 4.利用酸洗和高压水枪清洗清理管道结疤，清理速度快，劳动量小； 5.管道化溶出装备没有机械搅拌等运动部件，维护费用低，投资小。
二、车间流程
1.物料流程（高压） 从原料车间送来的A/S为8左右的原矿浆进入脱硅槽后，用溶出工序送 来的高压新蒸汽冷凝水乏汽间接加热到90-105℃后，经过8小时以上脱硅 反应，脱除部分可溶性硅矿物(高岭石Al2O3· 2SiO2· 2H2O)后在隔膜泵进口 配入适量苛碱为195~200g/l的循环母液送往溶出机组。 隔膜泵岗位送来的合格溶出矿浆，首先进入1～9级 套管换热器，利用1-9级闪蒸槽闪蒸出的乏汽进行充分 预热（管道外表面182℃）然后进入10级套管加热器， 利用电厂送来的新蒸汽将矿浆加热至240±10℃（管道 外表面225℃左右），然后进入保温压煮器中进行溶出 反应（＞30分钟），使矿浆中得氧化铝和碱反应生成 铝酸钠溶液。（压煮器2.8*16） 溶出后的高温高压料浆经10级自蒸发器逐级降压 降温，自蒸发过程中产生的二次汽分别用于对应套管 预热。降温后的溶出矿浆进入稀释槽（出料压力0.3bar 左右），用稀释泵送往沉降工序。稀释槽产生的乏汽 进入水冷器，加入循环水进行热量吸收，加热后的热 图1 高温线稀释泵 水送往沉降热水槽。（4.6、4.2、4 *9.7）
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Na2SiO3+H2O
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Na2O.Al2O3.1.7SiO2.2H2O↓+aq
五、管道化溶出
本厂的矿浆预热采用管道反应器，溶出是在不开搅拌的压煮器内进行的。 高温线生产共有十级三套管，（预热段）每级四根套管，（加热段）第 十级有12根套管。其中1~9级为预热管道，第10级为加热套管 。停留反应 采用Φ2.8×16m的压煮器，物料停留时间大约在10分钟，共采用三级压煮 器，总停留时间在30分钟左右，此时管道外侧温度大约是225℃左右。 （219*12,L=83 ; 610*20,L=80） 低温生产线共有8级单套管，每级四根套管，其中1~4级为预热套管， 其中1级预热套管利用新蒸汽冷凝水，2~4级利用闪蒸乏气换热，预热管道 外侧温度88℃，5~8级为加热套管，利用新蒸汽进行换热，加热后管道外侧 131℃左右 。（273*8,L=84; 377*8,L=80）
高压三套管Φ219×12mm，外套管 Φ613×18mm，弯头 Φ377×20mm，弯头容积0.4m³ ，套管内管总容积为421.2m³ ， 600m³ /h的进料量通过套管的时间是约42分钟。。 低温线单套管Φ273×8mm，外套管Φ 377×8 mm，弯头 与内管型号相同。每一个弯头容积0.22m³ 。内管总容积 148m³ ，300m³ /h的进料量通过套管的时间约是30分钟。
图2
低温线稀释泵
5.新蒸汽冷凝水 五台新蒸汽冷凝水罐用于收集新蒸汽冷凝水，其中四台 用来收集后四级单套管的新蒸汽冷凝水，这四台冷凝水罐出 来的冷凝水混合后送入第一级单套管预热器与矿浆进行换热， 换热后的冷凝水进入到剩余的一台新蒸汽冷凝水罐，最后用 泵外送（近期管道外侧温度在80℃左右）：冷凝水经检测后， 合格送往蒸发好水槽；不合格的送到沉降热水槽。
脱硅过程： 第一步：硅从固体溶解到溶液里： SiO2+2NaOH 第二步：硅从溶液里析出： NaSiO3+NaAl(OH)4 预脱硅的目的：
在溶出前，将原矿浆在90℃以上的温度下搅拌，使高岭石等尽可能转变 成脱硅产物，如钠硅渣。由于预脱硅发生在溶出前的预脱硅槽中，避免了硅矿 物全部在溶出过程中发生而造成换热设备表面大量结疤等一系列不利影响，保 持溶出设备传热系数及产能。
高压机组最佳工艺指标： （1）溶出矿浆 αk：1.30~1.35，合格率90% （2）溶出赤泥 A/S≤ 1.10，合格率90% （3）溶出汽耗 ≤ 0.165t/m3
高压影响溶出指标调整的外部因素 （1）循环母液Nk浓度（ 一般要求 Nk ≥ 180 g/l ） （2）矿浆粒度（ 500u ≤ 5%） (3) 原矿浆的固含（ 300~360 g/l ）
讲解内容
一、车间区域及任务 二、车间流程及工艺图 五、管道化溶出 六、溶出温度
三、车间参数及工艺指标
七、闪蒸/料浆自蒸发器
四、预脱硅流程
八、酸洗站及隔膜泵
一、车间区域及任务
1、溶出车间区域包括： 1）、高压脱硅及泵房区域，包括泵房5台隔膜泵及7个脱硅槽；
2）、低压脱硅及泵房区域，包括4台隔膜泵及3个脱硅槽1个洗液槽；
四、预脱硅流程
高温线预脱硅槽远观图
高温线加热槽内加热管束
成分
Na2OT
Al2O3
Na2Ok
固含
原矿浆
脱硅后 循环母液 调配后
170~175
170~174 205~209 180~185
125~130
164~170 114~121 148~154
160~165
164~166 195~200 174~177
3、溶出率 以硅为参照物，计算溶出率。 理论溶出率：
η1= [1 － 1/(A/S矿石)]×100%
实际溶出率：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
η2 =1－[(A/S赤泥)/(A/S矿石) )]×100%
相对溶出率：
η3 ＝[ η1/η2)]×100%
以矿石铝硅比8.5，赤泥铝硅比1.5计算（某次低压近似数据）： 理论溶出率：88.2% 实际溶出率：82.4% 相对溶出率：107.0%
2.新蒸汽冷凝水流程（高压） 十级套管间接加热产生的高温高压冷凝水，每四根套管汇集到一级 新蒸汽冷凝水罐，然后三级新蒸汽冷凝水罐内的新蒸汽冷凝水，经高压 冷凝水自蒸发器闪蒸回收热能，闪蒸后的合格冷凝水送往蒸发合格水槽， 不合格水送往沉降热水槽；闪蒸出的二次乏汽送往预脱硅，加热脱硅槽 内矿浆，换热后产生的新蒸汽冷凝水合格的通过自压送往蒸发合格水槽， 不合格水送往沉降热水槽（新蒸汽冷凝水多为合格水,高闪底部外表面温 度在135~143℃左右，Ⅵ组二级高闪底部外侧温度在100℃左右）。 3.二次汽冷凝水流程（高压） 1-9级闪蒸槽闪蒸过程中产生的二次汽，送入相应的1-9级套管换热 器与料浆进行换热，换热后的含碱二次汽冷凝水进入相应的冷凝水罐， 各级冷凝水罐进行串联，冷凝水汇集到最后一级冷凝水罐后用泵送往沉 降热水槽；压力高一级冷凝水罐的乏汽与下一级闪蒸乏汽一起给下一级 套管加热，最后一级冷凝水罐闪蒸出来的乏汽及10级闪蒸槽闪蒸出来的 二次蒸汽，在冷凝器中与循环水进行换热，换热后的热水送往沉降热水 槽（热水出料管外表面温度通常在90~95℃）。
6.二次汽冷凝水
三台二次蒸汽冷凝水罐用于收集第二、三、四级单套管 的含碱冷凝水，各冷凝水罐串接，冷凝水汇集到最后一级冷 凝水罐后用泵送往沉降热水槽；最后一级冷凝水罐闪蒸出来 的蒸汽及稀释罐闪蒸出来的二次蒸汽同时在冷凝器中与循环 水进行换热，换热后的热水也被送往沉降热水槽（近期管道 外侧温度在90℃左右)。
低压机组最佳工艺指标：
（1）溶出矿浆 αk：1.32~1.37，合格率90% （2）溶出赤泥 A/S≤ 1.8，合格率90% （3）溶出汽耗 ≤ 0.12 t/m3 低压影响溶出指标调整的外部因素
（1）循环母液Nk浓度（ 一般要求 Nk ≥ 180 g/l ）
（2）矿浆粒度（ 500u ≤ 5%） (3) 原矿浆的固含（ 300~360 g/l ）
2、 指标调控： 1.溶出ak: 溶出ak偏高，需要适当降低循环母液加入量；ak偏低，需要 适当增加循环母液加入量。通常需要调配后全碱含量≥180g/l。 2.赤泥铝硅比偏高： 赤泥铝硅比与溶出效果有关，溶出温度较低或溶出时间达不到 会造成赤泥铝硅比偏高。 只能采用提高溶出温度的方式进行适当调控。 3.新蒸汽单耗： 新蒸汽流量采用新蒸汽加热阀与新蒸汽冷凝水阀门开度共同决 定。
由于管道化溶出料浆的湍流作用剧烈，有利于溶出反应的进行， 实际上在加热段，已经开始进行明显的溶出反应。
为保证停留时间，增加满罐率，利用高排阀和连排管相结合的方 式排出罐内的不凝性气体。连排管连接压煮器顶部和压煮器出料管， 连续自动的将不凝性气体排出，高排阀连接大气，利用手动阀门开关。
机组套管参数：
330~360
231~249 157~169
高压脱硅区域共设臵7台泵，两台返砂泵，两台倒料泵，一 台污水泵，两台高闪蒸汽冷凝水泵（不开启）。 返砂泵（排砂泵）规格： Q=100m³ /h，H=35m,n=1480r/min; 作用： a.当加热槽温度过高时，为防止沸槽，拉末槽料浆到加热槽降温用； b.当某个槽需隔离，在料位降至一定程度，不能过料时，用返砂泵 将此料浆拉至相邻后一个脱硅槽； c.脱硅槽原矿浆细度超标，脱硅槽搅拌电流偏高，隔膜泵频繁卡阀时， 应及时安排在出口倒盲板后将粗砂送往原料车间。 倒料泵（循环泵）规格： Q=100~308m³ /h，H=18~40m，n=980r/min
低压流程图
三、溶出车间主要参数
由于溶出车间高低压机组矿石品类的不同，导致控制参数有所不同（高压为一水软铝 石，低压为三水铝石），尤其是工艺指标参数。高低压机组的控制参数如下：
1、高压机组主要参数及最佳工艺指标 主要参数： （1）、脱硅温度：85~105 （2）、脱硅反应时间：大于 8h （3）、隔膜泵进口压力：大于 2.1bar （4）、隔膜泵的工作压力：小于 9.5Mpa （5）、隔膜泵的进料温度：小于 95度 （6）、仪表压缩风压力：大于 4.5bar （7）、出料槽液位设定值：不低于 13m （8）、高压压缩风储气罐运行压力：70~80bar（起跳105bar） （9）、新蒸汽压力：5~6.9Mpa （10）、溶出反应停留时间：大于30分钟 （11）、保温罐反应温度：240左右（+/-10） (12)、末级闪蒸压力：小于 1bar，温度小于130 （13）、保温罐压力：小于 4.8Mpa（安全阀起跳5.2Mpa）
2、低压机组主要参数及最佳工艺指标 主要参数： （1）、脱硅温度：85~105 （2）、脱硅反应时间：大于8h
（3）、隔膜泵的工作压力：小于2.6Mpa
（4）、隔膜泵的进料温度：小于95度 （5）、仪表压缩风压力：大于4.5bar （6）、出料槽液位设定值：不低于8m （7）、新蒸汽压力：0.4~0.8Mpa （8）、溶出反应停留时间：不小于30分钟 （9）、保温罐反应温度：140左右（+/-5） (10)、末级闪蒸压力：小于1bar，温度小于120 （11）、保温罐压力：4~5 bar
3）、办公室及主控室区域，与低压泵房相连； 4）、低压机组，1~4组区域； 5）、高压机组，5~6组区域； 6）、酸洗站区域。
溶出车间的主要任务
2、溶出车间是拜耳法生产氧化铝的重要工序之一，任务主要有两点： 1）、负责将原料送来的原矿浆，（在脱硅槽内加热到85℃~105℃进行 预脱硅反应8h以上），加入一定配比的循环母液在一定的压力及温度下 溶出，使矿石中氧化铝水合物与苛性碱充分反应生成铝酸钠溶液，并用 一次洗液稀释成合格的稀释矿浆溶液并送往沉降工序； 2）、将合格的新蒸汽冷凝水和脱硅冷凝水送往蒸发，不合格的新蒸汽冷 凝水和二次水送往沉降做赤泥洗水。