提高拜耳法循環(huán)效率的方法與措施

1、冶金1304班顧思宇 羅文逸 張禹卿家林 張子健 邱洋提高拜耳法循環(huán)效率的方法和措施提高拜耳法循環(huán)效率的方法和措施01020304拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的基本原理影響拜耳法循環(huán)效率的因素提高堿循環(huán)效率的主要措施總結(jié)CONTENT0201拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的基本原理PART ONE1.拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的基本原理拜耳法是一種工業(yè)上廣泛使用的從鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的化工過(guò)程。其基本原理是用濃氫氧化鈉溶液將氫氧化鋁轉(zhuǎn)化為鋁酸鈉，通過(guò)稀釋和添加氫氧化鋁晶種使氫氧化鋁重新析出，剩余的氫氧化鈉溶液重新用于處理下一批鋁土礦，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)。拜耳法循環(huán)是指鋁酸鈉溶液在壓煮溶出、赤泥分離洗滌、種子分解和母液蒸發(fā)四大生產(chǎn)過(guò)程

2、中的循環(huán)。0402影響拜耳法循環(huán)效率的因素PART TWO2.2溶出液苛性比值k在循環(huán)母液的苛性比值為2. 95、循環(huán)Nk濃度為245g/l的情況下，計(jì)算溶出液的k在1. 36一1. 49變化時(shí)對(duì)循環(huán)效率的影響，計(jì)算結(jié)果下表。06苛性比值苛性比值k磨礦工藝鋁土礦類型溶出溫度溶出液的k對(duì)循環(huán)效率的影響07可以看出，循環(huán)效率隨著溶出k的降低而升高。溶出k每降低0. 01，循環(huán)效率大約可提高1.37%。實(shí)踐表明，在250260的溶出溫度下，溶出液k值大多只能達(dá)到1.4左右，遠(yuǎn)不能到達(dá)國(guó)外礦石溶出后所達(dá)到的k值1.32。有研究資料表明，當(dāng)循環(huán)母液苛性濃度為240g/L時(shí)，溶出液苛性比值介于1.351.

3、55之間時(shí)，苛性比每下降0.1，系統(tǒng)中循環(huán)母液的量將減少13%以上，同時(shí)高壓溶出蒸汽耗量也將減少13%左右。2.2.1礦石供礦成分的相對(duì)穩(wěn)定入磨礦石成分的穩(wěn)定程度主要取決于礦石的均化效果。如果入磨礦石的品味波動(dòng)較大，會(huì)造成配礦循環(huán)母液量的波動(dòng)，而循環(huán)母液的調(diào)整時(shí)間總是滯后于礦石的波動(dòng)，使得溶出液k會(huì)出現(xiàn)跳躍式的波動(dòng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的循環(huán)效率。082.2.2礦石礦石的磨礦細(xì)度的磨礦細(xì)度氧化鋁的溶出過(guò)程可視為鋁土礦與苛性堿的固液接觸反應(yīng)過(guò)程。所以鋁土礦的粒度越小，比表面積就越大，與苛性堿接觸的幾率越大，反應(yīng)就越徹底，對(duì)溶出工藝也就越有利。然而，過(guò)分追求礦石的細(xì)度會(huì)使磨礦工序生產(chǎn)成本增加，同時(shí)溶出赤泥

4、粒度變細(xì)，赤泥分離及洗滌進(jìn)行困難。因此，磨礦的最終粒度應(yīng)控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。生產(chǎn)實(shí)踐證明，國(guó)內(nèi)的一水硬型鋁土礦成品礦漿的粒度一般要求60#目篩上殘留小于1 %，160#篩目上殘留小于22%為宜。092.2.3溶出溫度加壓浸出壓煮器加壓浸出壓煮器溫度是溶出過(guò)程中最主要的影響因素。有研究數(shù)據(jù)表明，溶出溫度每提高10 ，溶出反應(yīng)的速度大約提高1.5倍，因此溫度高低直接影響到溶出的效果，也就影響著溶出液k。因素：機(jī)組滿灌率低，加熱面積縮小10冷凝水排放不暢，熱交換效果下降加熱管束結(jié)疤，傳熱效率降低壓煮器攪拌運(yùn)行不正常2.3循環(huán)母液苛性比值從上表可以看出，循環(huán)效率隨著循環(huán)母液的k的升高而升高，循環(huán)k

5、每升高0. 01,循環(huán)效率大約可提高0.3%。提高提高種分分解率種分分解率控制母液浮游物含量控制母液浮游物含量11在溶出液的k為1. 42、循環(huán)Nk濃度為245g/L的情況下，計(jì)算循環(huán)母液的k在2. 90 3. 03內(nèi)變化時(shí)對(duì)循環(huán)效率的影響，如下表：03提高堿循環(huán)效率的主要措施PART THREE提高堿循環(huán)效率的主要措施降低溶出液k 提 高 循 環(huán)母液k提高循環(huán)母液Nk濃度133.1降低溶出液k：提高鋁土礦均化程度：將不同來(lái)源的鋁土礦分置堆放，分批使用，保證入磨礦石成分的相對(duì)穩(wěn)定;將鋁土礦的產(chǎn)地、品位、物相組成、數(shù)量等信息及時(shí)反饋給相關(guān)崗位操作人員，以便做到適時(shí)微調(diào)，使溶出充分，降低k提高循環(huán)

6、效率。穩(wěn)定原礦漿細(xì)度：原礦漿細(xì)度太粗，鋁土礦中氧化鋁不能充分溶出，溶出效果差，并且使預(yù)熱管道即單管磨損嚴(yán)重，致使單管壽命縮短。原礦漿細(xì)度太細(xì)，不僅對(duì)赤泥的沉降性能有一定影響，而且使生產(chǎn)費(fèi)用增加。及時(shí)調(diào)整原礦漿固含：實(shí)際生產(chǎn)中總結(jié)出一套科學(xué)的的調(diào)整方法。即計(jì)算出不同循環(huán)母液條件下原礦漿固含對(duì)照表，以此來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，及時(shí)調(diào)整原礦漿固含，保證溶出k的控制。降低溶出液k中最主要的因素14減少壓煮器換熱器結(jié)疤溫度是溶出過(guò)程中最主要的影響因素，特別是當(dāng)溶出一水硬鋁石型鋁土礦時(shí)更是處于主導(dǎo)地位。提高溶出溫度，溶液的粘度下降，有助于堿液和礦石表面的接觸，從而提高氧化鋁的溶出率，縮短溶出時(shí)間。保持冷凝水排放暢通提

7、高攪拌的運(yùn)轉(zhuǎn)率及時(shí)排出不凝性氣體，提高壓煮器的滿罐率（1）探證預(yù)脫硅的溫度和時(shí)間（2）及時(shí)切換清理壓煮器。根據(jù)壓煮器的溫升情況，可判斷出壓煮器的結(jié)疤程度。（3）及時(shí)酸洗單管。生產(chǎn)上采用連續(xù)排放和間斷排放相結(jié)合的排放方式以保證壓煮器料漿不凝性氣體快速、安全、徹底地排出，提高壓煮器的滿罐率，達(dá)到提高機(jī)組溫度、延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、強(qiáng)化溶出的效果。要將結(jié)疤嚴(yán)重的冷凝水罐逐臺(tái)清理，徹底清除罐壁結(jié)疤。正常運(yùn)行中，對(duì)冷凝水系統(tǒng)做好在線監(jiān)測(cè)，從而保證冷凝水系統(tǒng)的暢通，以保證加熱面積和高溫冷凝水的充分利用。攪拌的作用是使溶液成分均勻、減少礦粒表面上的擴(kuò)散層厚度，起到強(qiáng)化溶出的作用，還能加速料漿與加熱面的傳熱過(guò)程。實(shí)踐

8、證明，攪拌開(kāi)與不開(kāi)，單臺(tái)壓煮器的溫升相差3 5 。溶出中石灰添加量同樣非常重要15石灰石灰質(zhì)量質(zhì)量：石灰生燒的石灰生燒的問(wèn)題問(wèn)題石灰的活性石灰的活性問(wèn)題問(wèn)題在鋁土礦的高壓溶出過(guò)程中添加石灰能夠顯著地提高氧化鋁的溶出速度和溶出率，降低堿耗，并使赤泥的沉降性能得到改善。因此石灰的質(zhì)量和添加量對(duì)生產(chǎn)的影響也不容忽視。石灰添加石灰添加量量：實(shí)際中石灰添加實(shí)際中石灰添加量按量按7%9%控制，控制，并要保證添加量并要保證添加量的穩(wěn)定，不能大的穩(wěn)定，不能大起大落，造成生起大落，造成生產(chǎn)波動(dòng)。產(chǎn)波動(dòng)。3.2提高循環(huán)母液k16降低母液降低母液浮游物浮游物過(guò)濾機(jī)應(yīng)盡過(guò)濾機(jī)應(yīng)盡量選有質(zhì)量量選有質(zhì)量好、透氣性好、透氣

9、性好、壽命長(zhǎng)好、壽命長(zhǎng)的濾布的濾布嚴(yán) 格 控 制嚴(yán) 格 控 制分解時(shí)間分解時(shí)間添 加 結(jié) 晶添 加 結(jié) 晶助劑。助劑。定期排除系定期排除系統(tǒng)中的統(tǒng)中的有機(jī)有機(jī)物物和和設(shè)置母設(shè)置母液浮游物工液浮游物工序。序。3.2提高循環(huán)母液k種分分解率越高，分解母液的k就越高，循環(huán)母液的k也就越高。生產(chǎn)中，要優(yōu)化分解制度，在分解率與產(chǎn)品質(zhì)量間尋找一良好的平衡點(diǎn)，盡量提高種分分解率。種分槽提高種分分解提高種分分解率率：173.3提高循環(huán)母液Nk濃度提高循環(huán)母液的Nk濃度，可提高拜耳法的循環(huán)效率。但提高循環(huán)母液的Nk濃度，增加了噸氧化鋁的蒸水量，從而增加了蒸汽消耗。通過(guò)提高循環(huán)母液的Nk濃度而降低溶出液k所帶來(lái)的收益，不足以彌補(bǔ)提高循環(huán)母液的Nk濃度而增加的蒸發(fā)熱耗時(shí)，那么蒸發(fā)母液的Nk濃度就不宜再提高了。另外蒸發(fā)母液的Nk濃度還受蒸發(fā)能力的制約，因此循環(huán)母液的Nk濃度只宜選擇一個(gè)合適的值，在壓煮溶出間接加熱處理一水硬鋁石的工廠，循環(huán)母液的Nk濃度一般控制在240 250 g/L。18蒸發(fā)器04總結(jié)PART FOUR4.總結(jié)影響拜耳法循環(huán)效率的主要因素是堿的循環(huán)效率，實(shí)際生產(chǎn)中拜耳循環(huán)效率受諸多因素的影響,諸如礦石質(zhì)量、石灰質(zhì)量、礦漿細(xì)度、溶出時(shí)間、溶出溫度、分解制度及分解母液浮游物的含量等等都會(huì)對(duì)溶出k、循環(huán)母液的k及母液