拜耳法生产氧化铝04沉降车间-sn

本章目标
• 掌握溶出矿浆稀释的目的 • 熟悉各工段的工艺流程 • 理解赤泥分离的基本原理
主要内容
• 1.高压溶出矿浆的稀释 • 2.赤泥浆液的沉降分离和洗涤 • 3.粗液的控制过滤
1.高压溶出矿浆的稀释
溶出矿浆稀释的目的 • 降低铝酸钠溶液的浓度，促使其分解。高压溶出 一水硬铝石型铝土矿时溶出液的浓度较高约270g/l， 稳定性较高，用赤泥洗液约40g/l稀释到190g/l后， 稳定性降低，可以较大的提高分解速度，同时也 起到了回收赤泥洗液中的氧化铝和氧化钠。 • 降低铝酸钠溶液的黏度，加速赤泥沉降分离。高 浓度的铝酸钠溶液黏度较大，不能用沉降槽分离 赤泥。溶液稀释后的黏度下降约2-3倍，赤泥的沉 降性能大大增加。
2.2.1 矿物形态对沉降性能的影响 • 铝土矿的组成和化学成分是影响赤泥浆液沉降、 压缩性能的主要因素。 • 针铁矿在高压溶出时完全脱水，生成高度分散的 氧化铁，而在赤泥稀释和沉降过程中却又重新水 化，变成胶态的亲水性很强的氢氧化铁，这就是 针铁矿使赤泥沉降、压缩性能变坏的原因。如果 针铁矿溶出时转变为赤铁矿，在有锐钛矿存在的 情况下，可以大大提高赤泥的沉降、压缩性能， 否则，沉降、压缩性能不会得到改善。
2.2.6 絮凝剂的使用
• 添加絮凝剂是目前氧化铝生产上普遍采用
且行之有效的加速赤泥沉降的方法。在絮 凝剂的作用下，赤泥浆液中处于分散状态 的细小赤泥颗粒互相联合成团，粒度增大， 因而使沉降速度有效地提高。
良好的赤泥絮凝剂应具备的条件是： • 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原料来源广泛，价格低廉。
2.2.3 稀释浆液的温度对沉降性能的影响 • 稀释浆液温度升高，其黏度和密度下降，因而赤 泥沉降速度加快。料浆稀释时的温度在很大程度 上影响铝酸钠溶液的稳定性，从而引起赤泥中 Al2O3损失量的变化。为使较低浓度及低苛性比值 的铝酸钠溶液在稀释后保持其稳定性，必须确保 稀释后溶液温度达到100℃以上。
• 促使铝酸钠溶液进一步脱硅。硅量指数是 衡量精液是否纯净的一个重要参数，当硅 量指数低时，不但影响氢氧化铝产品质量， 而且使蒸发器的加热管结疤严重。SiO2在溶 液中溶解度随着Al2O3浓度的下降而显著下 降，因此需要对铝酸钠溶液进行稀释。经 实践知硅量指数大于250时，才不会影响产 品质量。为了保证硅量指数大于250，不仅 要稀释溶液，还要保证脱硅时间，即溶液 需要在稀释后槽停留2小时以上。
• ④石灰乳添加量：粗液中加入适量石灰乳，形成 的滤饼松散，过料阻力小，叶滤机产能提高。 • ⑤滤布：在相同的铝酸钠溶液条件下，使用不同 滤布的叶滤机产能相差较大。卡布龙布过料最好， 但使用寿命短；丙纶布次之，而且不同厂家的丙 纶布也相差很大。
• 赤泥浆液在洗涤沉降槽系统中可按下图所 示流程进行反向洗涤。
2.2 影响赤泥沉降分离的因素
• 在氧化铝生产中，一般是取经过一定时间 沉降后所出现的清液层高度来表述赤泥浆 液的沉降性能；其压缩性能用压缩液固比 L/S和压缩速度来衡量。赤泥沉降主要指标 沉降性能和压缩性能变化较大，与铝土矿 的矿物组成、溶液的浓度以及沉降槽的形 式和规格等诸多因素有关。
• 总之：赤泥的沉降速度和压缩程度都 与溶液的浓度有关，溶液浓度降低、 液固比大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，单位体积的赤泥粒子个 数减少，悬浮液的黏度下降，赤泥颗 粒间的干扰阻力减少，沉降速度和压 缩程度就增大，通常进料L/S控制到 8~12。
2.赤泥浆液的沉降分离
• 赤泥分离的目的就是将稀释矿浆中的铝酸钠溶 液与赤泥分离，并获得工业上纯净的铝酸钠溶 液。 • 铝土矿溶出后，形成赤泥和铝酸钠的混合浆液， 浆液必须经过稀释才能沉降或过滤使赤泥和铝 酸钠溶液分离，分离后从铝酸钠溶液中生产出 氧化铝，赤泥需洗涤，降低Na2O、Al2O3通过赤 泥附液途径的损失。该工序生产效能的大小和 正常运行对产品质量、生产成本以及经济效益 有着至关重要的影响
我厂絮凝剂制备系统流程示意图
3 粗液的控制过滤
• 从分离沉降槽溢流来的粗液中含有较多的赤泥 微粒（浮游物），不能满足铝酸钠溶液分解的 要求，必须利用叶滤机进行精制，把粗液中的 赤泥颗粒除去，得到浮游物小于0.015g/L的合 格精液。
我厂粗液控制过滤系统流程示意图
影响叶滤机产能的因素： • ①粗液浮游物：粗液浮游物含量越高，产能越低。 因为粗液浮游物在滤布上积累的滤饼越厚，过滤 速度越慢，产能越低。另外，粗液浮游物粒度越 细，形成的滤饼阻力越大，产能也会下降。 • ②粗液浓度：铝酸钠溶液随着浓度提高而黏度增 大，叶滤机产能降低。 • ③粗液温度：要求95~105℃，以防滤布结硬，产 能降低。
第四章
沉降车间
概述
• 所谓赤泥就是溶出铝土矿得到的泥渣，由于其中常 常含有大量氧化铁，呈红色，习惯上称为赤泥。铝 土矿溶出后得到含有赤泥和铝酸钠溶液的混合浆液, 其必须经过稀释后才能进行沉降或过滤使赤泥和溶 液分离，以获得晶种分解要求的纯净的铝酸钠溶液 （精液），分离后的赤泥必须经过洗涤，尽量减少 以附液形式带走的Na2O和Al2O3损失。该工序生产 效能的大小和正常运行对产品质量、生产成本以及 经济效益都有重要影响。
• 矿石中的TiO2对赤泥沉降性能的影响取决于它所 存在的矿物形态。若TiO2在赤泥中主要以金红石 形态存在，则其赤泥难以沉降。 • 高岭石在溶出时生成亲水性很强的水合铝硅酸钠 沉淀，因此，它的存在将使赤泥的沉降、压缩性 能变差。 • 赤泥颗粒的大小也直接影响赤泥的沉降性。
2.2.2 溶出矿浆的稀释浓度对沉降性能的影响 • 赤泥的沉降速度和压缩程度都与溶液的浓度有关， 溶液浓度降低、液固比大时，单位体积的赤泥粒子 个数减少，悬浮液的黏度下降，赤泥颗粒间的干扰 阻力减少，沉降速度和压缩程度就增大，通常进料 L/S控制到8~12。
2.2.5 底流液固比
• 沉降时间不够，使分离沉降槽底流液固比（L/S） ＞2.5时，则后面的洗涤过程的技术条件无法得到 保证，特别是1#洗涤槽沉降速度大大降低。这是 因为赤泥带入一洗较多的碱液，使一洗溶液的黏 度增大，沉降性能降低。在正常情况下洗涤各次 压缩L/S基本在1.5~2.0之间，这样洗涤槽底流L/S 控制在现有物料性能的条件下，即保证降低了附 碱损失，又保证沉降槽不会因底流L/S控制过小而 出现积泥和跑浑现象。
2.2.4 黏度对沉降性能的影响
• 赤泥的沉降速度与铝酸钠溶液黏度成反比，溶液 的黏度增大必然要使赤泥的沉降速度变小，不能 使赤泥与铝酸钠溶液迅速分离，从而不利于沉降 槽的作业。铝酸钠溶液的黏度随溶液温度的升高 而减小。但如果过分强调降低溶液的黏度，也会 使溶液的浓度过小，溶液将发生水解，则使更多 的氧化铝进入赤泥而损失。