拜耳法溶出矿浆与烧结法粗液合流的生产实践.pdf

1 8 有色金属 冶炼部分 h t t p ／l y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年第1 2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．1 2 ．0 0 6 拜耳法溶出矿浆与烧结法粗液合流的生产实践 王素刚，李鹏飞，张志军 中国铝业股份有限公司山西分公司，山西河津0 4 3 3 0 0 摘要烧结法粗液与拜耳法溶出矿浆合流，简化了生产工艺，降低了氧化铝生产成本，对合流后对拜耳法 系统的影响进行分析，并提出一些改进建议。 关键词烧结法粗液；拜耳法；合流；节能；生产实践 中图分类号T F 8 2 1文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 f 2 0 1 3 1 2 0 0 1 8 0 3 P l a n tP r a c t i c et oC o m b i n eR a wL i q u o ri nS i n t e r i n gP r o c e s sa n d D i g e s t e dS l u r r yi nB a y e rP r o c e s s W A N GS u g a n g ，L IP e n g - f e i ，Z H A N GZ h i ju n S h a n x iB r a n c ho fA l u m i n i u mC o r p o r a t i o no fC h i n aL i m i t e d ，H e j i n0 4 3 3 0 4 ，S h a n x i ，C h i n a A b s t r a c t W i t hac o m b i n a t i o no fr a wl i q u o ri ns i n t e rp r o c e s sa n dd i g e s t e ds l u r r yi nB a y e rP r o c e s s ，p r o d u c - t i o np r o c e s sw i t hs i m p l i f i e da n dc o s tt op r o d u c ea l u m i n aw a sr e d u c e d ．T h ee f f e c t so ft h i sc o m b i n a t i o nw e r e a n a l y z e da n dr e c o m m e n d a t i o n sf o ri m p r o v e m e n tw e r ep u tf o r w a r d ． K e yw o r d s r a wl i q u o ri ns i n t e r i n gp r o c e s s ；B a y e rP r o c e s s ；c o m b i n a t i o n ；e n e r g ys a v i n g ；p l a n tp r a c t i c e 某氧化铝厂采用混联法生产工艺，拜耳法用压 煮溶出工艺处理高品位铝土矿。将铝土矿、石灰、循 环碱液磨制成合格矿浆，在脱硅槽经脱硅后，由隔膜 泵送入压煮器进行高压溶出，溶出矿浆加入洗液稀 释后，进行赤泥分离及洗涤，赤泥去烧结法配料，分 离后的粗液经过精制，在种分槽添加大量晶种及降 温搅拌的条件下进行晶种分解，分解出的氢氧化铝 经洗涤后，在气态悬浮焙烧炉焙烧，最终得到氧化铝 产品。烧结法处理低品位铝土矿及拜耳法赤泥，配 入纯碱及石灰石，调配成合格生料浆，经熟料窑烧 结，熟料用低苛性比的调整液溶出，溶出液经过脱 硅，制得合格的精液送碳分分解，分解的氢氧化铝经 过滤洗涤焙烧后，得到氧化铝产品。烧结法粗液需 要在加热、添加硅渣种子的条件下，脱除粗液中的二 氧化硅以制得合格的精液。直接加热脱硅需要消耗 一定量的新蒸汽，新蒸汽产生的冷凝水冲淡了溶液 浓度，加重了蒸发工序的负担；由于混联法工艺能耗 收稿日期2 0 1 3 0 7 0 8 作者简介王素刚 1 9 7 2 一 男，山西长治人，工程师． 高、工艺流程复杂等造成氧化铝生产成本较高。为 此通过将烧结法粗液与拜尔法溶出液进行合流，可 以达到简化工艺流程、降低成本的目的[ 1 1 7 ] 。 1 烧结法粗液与拜耳法溶出矿浆合流 工艺流程 将调配成的合格生料浆在熟料窑烧结成熟料， 然后用低苛性比的溶出液溶出、分离后得到粗液，粗 液直接送至拜耳法稀释槽与拜耳法溶出矿浆进行合 流脱硅，然后再进行种子分解。该合流工艺将原烧 结法的脱硅、硅渣分离及碳酸化分解工序停用，从而 简化了流程，减少了物料流量。 2 合流后对拜耳法的影响 2 ．1 对溶出矿浆的影响 烧结法粗液合流量约1 6 0m 3 ／h ，与拜耳法溶出 矿浆合流后，矿浆的a t 降低0 ．0 1 ，可使拜耳法循环 万方数据 2 0 1 3 年第1 2 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 1 9 效率得到提高 每立方循环碱液提高2k gA 1 。O 。 ； 因烧结法粗液碳钠高 1 6 ．5 3g ／L ，合流后造成拜耳 法系统N 。／N ，升高0 ．7 8 ％，N 。／N 。升高一方面会 使管道结疤速度加快，另一方面加大了蒸发器排盐 运行时间。烧结法粗液指标N 。9 3 ．3 8g ／L 、A 1 。O 。 1 1 2 ．4 6g ／L 、N 。1 6 ．5 3g ／L 、S i 0 24 ．6 2g ／L 、a k 一 1 ．1 3 、浮游物2 ．4 7 5g ／L 。拜耳法溶出矿浆指标见 表1 。 表1 拜耳法溶出矿浆指标 T a b l e1I n d e xo fd i g e s t e ds l u r r yi nB a y e rP r o c e s s 2 ．2 对精液的影响 烧结法粗液合流前，拜耳法精液a t 1 ．5 2 ，合 流后精液a t 呈下降趋势，精液a t 的降低，增大了铝 酸钠溶液的过饱和度，有利于种分分解率的提高。 由表2 可看出，合流后精液a - 降低了0 ．0 4 ，分解率 升高约1 ．3 ％；因烧结法粗液硅含量高 4 ．6 3g ／L ， 在拜耳法稀释槽脱硅时，溶液中的硅并没有完全析 出，精液的硅含量升高0 ．1 1g ／L ，造成精液的硅量 指数降低2 8 ，精液硅量指数的降低，可使铝酸钠溶 液的稳定性增大，对种分分解率的提高会带来不利 影响。 表2 拜耳法精液指标 T a b l e2I n d e xr e f i n e dl i q u o ri nB a y e rP r o c e s s 2 ．3 对拜耳法碱耗的影响 烧结法粗液合流对拜耳法碱耗的影响有两方 面一方面，由于在拜耳法稀释槽加入烧结法粗液， 根据液量平衡减少了洗涤热水加入量，造成附损升 高，合流前拜耳法每吨干赤泥的附损平均为1 0 ．8 k gN a 。O ，合流后洗涤热水加入量减少约2 0 0m 3 ／h ， 造成四次底流N 。比合流前升高2 ．8 3g ／L ，每吨干 赤泥的附损升高2 ．8 6k gN a z O ，每吨氧化铝碱耗升 高5 ．9 7k gN a z C O 。；另一方面，烧结法粗液中的硅 含量为4 ．6 2g ／L ，在拜耳法脱硅过程中，会结合部 分N a z O 生成钠硅N a 2 0 A 1 2 0 3 1 ．7 S i 0 2 n H 2 0 沉淀，造成每吨氧化铝碱耗升高6 ．2 4k gN a z C 0 3 。 但是烧结法粗液用价格廉价的碳碱替代部分价格较 高的液碱给拜耳法系统补碱，降低了拜耳法系统液碱 的消耗，可使氧化铝碱耗费用降低，在生产上用烧结 法粗液补碱是可行的。具体数据见表3 。 表3 拜耳法四洗底流及附损指标 T a b l e3I n d e xo ff o u r t hu n d e r f l o wa n ds u p p l e m e n t a r yl o s si nB a y e rP r o c e s s 万方数据 2 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年第1 2 期 2 ．4 对氧化铝产品质量的影响 烧结法粗液合流后，由于烧结法粗液硅高达 4 ．6 2g ／L ，在拜耳法脱硅时不充分，一部分硅在种分 分解过程中析出，进入成品氧化铝中。由表4 可知， 合流后产品氧化铝中的S i O 。含量比合流前升高约 0 ．0 0 3 个百分点，但对氧化铝的品级几乎没有影响。 表4 出厂氧化铝化学指标 T a b l e4C h e m i c a li n d e xo fa l u m i n ap r o d u c t i o n 3 烧结法粗液合流改进措施 3 ．1 降低烧结法粗液碳碱 烧结法粗液碳碱含量约1 6 ．5 3g ／L ，在拜耳法 循环中逐渐积累到一定浓度后，容易在蒸发器生成 结垢，缩短蒸发器的运行周期，还会造成末级闪蒸器 出料管堵塞，增大铝酸钠溶液的稳定性，对铝酸钠溶 液的精制及分解也有不利影响。因此碳碱含量高对 生产的危害非常大。某厂采用烧结法低碳钠溶出工 艺，将烧结法粗液碳碱含量控制在6g ／L 以下，基本 解决了末级闪蒸器出料管堵塞问题，取得了良好效 果，粗液指标如下N 。7 1 ．9 7g ／L 、A 1 2 0 。1 0 2 ．1 6g ／ L 、N 。5 ．8 8g ／L 、S i 0 23 ．5 9g ／L 、a k 一1 ．0 6 、浮游物 1 ．3 7g ／L 。 3 ．2 改变烧结法粗液合流的方式 原烧结法粗液合流位置在拜耳法的稀释槽，与 高压溶出矿浆、一次洗液进行混合，由于烧结法粗液 温度低 8 0 ℃ ，合流后使拜耳法稀释矿浆温度降低 约3 ℃，造成铝酸钠溶液水解加剧，给赤泥分离及洗 涤带来困难。在生产上通过改变烧结法粗液合流点 位置，将烧结法粗液合流在末级闪蒸器，利用高压溶 出矿浆的余热对烧结法粗液进行提温，可解决粗液 合流降低稀释槽温度问题。在某厂实施后，解决了 烧结法粗液合流降低稀释矿浆温度的问题。 4结论 将烧结法粗液与拜耳法溶出矿浆合流后简化了 生产工艺流程，降低了蒸汽消耗，可以达到节能降 耗、提高资源利用率的目的。 参考文献 E 1 3 王桂琴，王继永．烧结法粗液与拜尔法溶出液进行合流 脱硅的工艺研究E J l ．世界有色金属，2 0 0 1 2 2 6 2 9 ． E 2 3 杨小平，骆先庆．烧结法粗液与拜耳法溶出矿浆合流技 术的应用[ J ] ．有色金属设计，2 0 0 9 ，3 6 2 1 8 2 2 ． E 3 3 陈勤霞．烧结法粗液脱硅系统存在的问题及改进措施 [ J ] ．有色冶金节能，2 0 0 7 4 2 4 2 6 ． E 4 3 杨群太，杜启忠．烧结法部分粗液与拜耳法溶出液合流 技术应用[ J 3 ．有色冶金节能，2 0 0 4 1 0 4 1 4 3 ． E 5 3 郭建新，韩颜卿，赵恒勤．烧结法粗液与拜耳法溶出矿 浆的合流脱硅 上 E J 3 ．矿产保护与利用，2 0 0 2 3 4 4 4 7 ． [ 6 ] 郭建新，韩颜卿，赵恒勤．烧结法粗液与拜耳法溶出矿 浆的合流脱硅 下 [ J ] ．矿产保护与利用，2 0 0 2 5 3 0 3 3 ． E T ] 杨重愚．氧化铝生产工艺学E M 3 ．北京冶金工业出版 社，1 9 9 2 ． 万方数据