1、氧化铝生产溶出技术工艺简介,氧化铝生产溶出工艺简介,一、氧化铝生产溶出技术现状二、汇源公司溶出技术三、 影响溶出效果的主要因素四、 溶出区域大型设备五、溶出技术改进方向六、氧化铝生产技术展望,溶出简介,溶出是氧化铝生产中一个重要的环节，氧化铝生产有两个转变，一个是氧化铝从固相转化到液相，即溶出；一个是液液转化到固相，即分解。溶出的工艺控制、设备配置就是为了三个目的，一是矿石中的氧化铝与碱反应，尽大程度制成铝酸钠溶液，二是获得较低的苛性比溶液，三是溶出浆液中的赤泥粒子有良好的沉降性能。其主要工序有：预脱硅、矿浆输送、预热、加热、高压溶出、料浆自蒸发、料浆外送。,一、氧化铝生产溶出工艺现状,1、按
2、溶出温度分类 高温溶出：主要针对一水硬铝石（250-280度），河南高岭石。低温溶出：三水铝石（100-150度）2、工艺设备分类纯管道化溶出 单管预热器加压煮罐多管道-停留罐3、加热方式分类 直接加热间接加热 4、按母液配料分类：单流法、双流法,一、氧化铝生产溶出工艺现状,铝土矿的分类一水硬铝石型矿石一水软铝石型矿石三水型铝土矿 混合型铝土矿 我国铝土矿大多为一水硬铝石型铝土矿，具有高铝、高硅、低铁、高硫等特点，其中一水硬铝石占98.46%,一、氧化铝生产溶出工艺现状,不同类型矿石的拜耳法溶出条件,一、氧化铝生产溶出工艺现状,拜耳法溶出技术 大多采用间接加热强化溶出技术单管预热压煮器溶出技术
3、管道化溶出技术管道间接加热停留罐溶出技术 双流法溶出技术少数厂仍有蒸汽直接加热高压溶出技术,工艺流程,二、汇源公司溶出技术,二、汇源公司溶出技术,我公司目前使用的是针对一水硬铝石的高温高压溶出技术。按照工艺的角度划分，溶出区域主要分为预脱硅和高压溶出、熔盐加热系统三部分。 预脱硅：从原料磨来的矿浆进入脱硅首槽，经低压蒸汽加热至95-105，使铝酸钠溶液中过饱和溶解的SiO2经反应成为含水铝硅酸钠析出。脱硅时间为6-8小时，我公司脱硅固含为250-320g/l。预脱硅后的料浆从预脱硅槽自流进入溶出高压泵。,二、汇源公司溶出技术,高压溶出：是通过高压隔膜泵将预脱硅后的矿浆经九级（一线）套管预热一级
4、熔盐加热，二线是八级预热一级熔盐加热，送进反应釜，停留90分钟，在釜内氧化铝充分与碱液反应，生成铝酸钠溶液，然后经九级料浆自蒸发器进行降温降压，二次汽预热利用，矿浆经后槽泵送往沉降稀释槽。溶出反应工艺原理：Al2O3nH2O NaOH aq 高温 NaAl(OH)4 aq,二、汇源公司溶出技术,第19级套管分别采用第91级闪蒸的二次汽预热，产生的含碱冷凝水进入对应的冷凝水罐，各级冷凝水罐所产生的乏汽再进入相应的套管预热器给矿浆预热，含碱冷凝水经由含碱冷凝水泵送至沉降工段。第十级套管加热使用的是熔盐做为载热体，循环着给矿浆间接加热，热交换后的熔盐进入容盐炉后加热再回到系统中加热矿浆，其溶出后的矿
5、浆进入六个反应釜中停留90分钟，再经过九级减压释放，料自蒸发器产出的二次蒸汽送至前几级套管预热矿浆及提高脱硅温度。,二、汇源公司溶出技术,溶出主要工艺指标： 预脱硅温度：95-105 预脱硅时间：6-8h 溶出温度：2623 反应釜停留时间：90分钟 溶出矿浆A/S1.25 K1.45 氧化铝相对溶出率：93% 溶出机组运转率：96%,三、影响溶出工艺的主要因素,含硅矿物的危害 引起Al2O3和Na2O的损失。（1：1：0.608） 游离的二氧化硅进入产品，降低成品质量。 钠硅渣（硅酸钠）在设备和管道表面上析出成为结疤，降低传热效率，且清理困难。 钠硅渣使沉降性能下降，赤泥多，洗水多，蒸发负担
6、加大。 处理办法：一是使用低硅矿，二是加强预脱硅，使钠硅渣提前生成进入固相；三是添加石灰，使石灰与之进一步反应生成水化石榴石，从矿粒表面脱落，有利于溶出率提高，同时也减少了碱损失。,三、影响溶出工艺的主要因素,含铁矿物的危害 二价铁进入溶液，影响质量。 生成氢气等不凝性气体影响溶出率。 针铁矿等有胶体性质，影响赤泥沉降性能。 处理办法 1、调整配矿；2、溶出高温，3、加入石灰使针铁矿转变成赤铁矿，改善沉降性能。,三、影响溶出工艺的主要因素,含硫矿物的 危害 硫主要成S2-进入溶液，生产Na2SO4，造成NaOH的损失和溶出率的降低，同时对管道也有腐蚀性。 处理办法：加氧化锌，使二价硫转化。或浮
7、选法（首选） 氧化钙或氧化镁的作用 溶出一水硬铝石时，适当的CaO可以提高氧化铝的溶出速度。 促进针铁矿转化为赤铁矿，提高溶出率。,含钛矿物的危害 钛酸钠在铝粒表面形成保护膜，隔绝其与溶液的接触反应，溶出率下降。 生产钛酸钠结疤，影响设备管道传热，同时影响赤泥沉降性能 处理办法：加石灰，使钛酸钠与之反应生成疏松的钛水石榴石，易从矿粒表面脱落，使溶出反应速度加快，溶出率提高。,三、影响溶出工艺的主要因素,三、影响溶出工艺的主要因素,其他杂质的行为 有机物（腐殖质和沥青等）降低脱硅效率，包裹在矿石表面，妨碍溶出过程的进行 某些微量元素（镓、钒、磷、铬、钪和氟等）可以综合回收，有的则会对生产造成不利
8、影响。,三、影响溶出工艺的主要因素,铝土矿的矿物组成及结构 矿石决定溶出工艺的选择 溶出温度 温度是溶出过程最主要的影响因素 温度越高，溶出速度越快，两者成正比关系，实际生产中要考虑总体平衡，应以达到刚刚达到溶出目标为最佳。 温度过高会造成能耗的上升及溶出设备制造的困难 矿石粒度 矿石磨得越细其比表面积就越大，溶出速度就越快，两者成正比关系，但实际生产中也要考虑总体平衡。 如果太细，则会降低其沉降性能，且增加能耗。,三、影响溶出工艺的主要因素,溶出NaOH 浓度 提高NaOH浓度能加快溶出速度，提高溶出率 但从整体生产来看，过分提高其浓度并不经济 溶出液苛性比值 工业生产中，溶出液苛性比值一般
9、偏低控制 添加剂 溶出一水硬铝石时，添加适量石灰，可以加速溶出反应的进行，提高溶出率。 搅拌和杂质（略）,四、 溶出区域设备介绍,高压溶出区域效果图,四、 溶出区域设备介绍,溶出高压进料隔膜泵,四、 溶出区域设备介绍,溶出套管,四、 溶出区域设备介绍,溶出预热加热套管 单套管 三套管,四、 溶出区域设备介绍,闪蒸槽（自蒸发器）,五、中国氧化铝生产技术发展方向,节能 降低消耗 提高过程效率 资源综合利用 环境保护及安全生产,五、 溶出技术改进方向,影响氧化铝生产能耗的因素主要分为以下几个方面：（1）工艺落后，设备配置不当。（拜耳法与烧结法对比，设备配置不合适无较运转多）；（2）工艺调节不当，循环
10、效率低。（指标不适用执行不下去，工艺无效循环，各工序产出率低）；（3）关键设备高耗能；（4）管理和创新改造落后，新技术新方法根不上行业发展。发现和使用适宜的节能技术，达到最佳节能效果,三、中国氧化铝生产技术发展方向,降低烧结法产量比例 现有的烧结法系统应以技改实现节能降耗为主要方向，新建或扩建的氧化铝厂应坚持以拜耳法为主 降低浓度差 降低浓度差，即降低蒸发负荷，是节能的重要方向。我国拜耳法流程中的浓度差大约为7080g/L，烧结法浓度差约为150g/L，进一步降低浓度差实现节能是具有很大潜力的 降低循环系统浓度差和提高循环效率氧化铝流程参数最优化设计的最关键的基础。,三、中国氧化铝生产技术发展
11、方向,广泛采用高效节能装备引进、消化吸收、开发大型高效节能设备和自动化控制系统，以更新改造目前的低效、高耗能设备大大降低相关工序的单位能耗，是节能降耗的一个重要途径。 加强热回收和减少热损失 能源的能量利用效率对工序的单位能耗起着重大作用,三、中国氧化铝生产技术发展方向,推广应用拜耳法节能降耗技术拜耳法间接加热强化溶出技术及装备铝土矿后增浓技术高浓度铝酸钠溶液生产砂状氧化铝技术降膜蒸发技术和装备流态化焙烧技术,三、中国氧化铝生产技术发展方向,拜耳法节能降耗技术研发方向 缩小蒸发母液和分解母液的碱浓度差 提高全流程碱液循环效率 提高各工序产出率 研发重点在于： 对氧化铝生产过程的强化具有重要作用
12、的添加剂：着重开发破坏一水硬铝石晶体结构强化溶出效果的新型添加剂、高效沉降絮凝剂、种分过程提高产出率和产品强度、粒度的添加剂以及氧化铝生产过程结疤抑制剂 在进一步提高分解率和产出率的情况下，确保分解产品的物理化学性能的新工艺 进一步降低分解原液分子比的研究如后增浓溶出等技术,五、溶出技术改进方向,溶出系统结疤问题,五、溶出技术改进方向,溶出系统结疤预防与清理 含硅固体物料的形成与转化规律研究汽固液相界面作用和结垢机理研究 化学添加剂防垢技术与机理的研究 选矿脱硅预热脱硅 清理方法 机械清除化学法清理流体力学法火法清理,六、 氧化铝生产技术展望,环境保护及资源综合利用含铝原料生物冶金处理技术 联合法赤泥综合利用技术 铝土矿替代资源的开发及其利用技术 粉煤灰生产氧化铝技术研究与应用,六、 氧化铝生产技术展望,基础理论研究重点：为进一步简化流程、提高效率、降低能耗、优化指标提供理论支持和技术支撑 氧化铝颗粒形貌、结构的变化规律与其物理性能的关系研究 铝酸钠溶液的结构与化学的研究 生产过程热力学、动力学和反应工程学的研究 化学添加剂防垢技术与机理的研究 氧化铝生产短流程基础理论研究,谢 谢！,
