選精礦預(yù)熱過程中結(jié)垢規(guī)律的研究.doc

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1、中南大學(xué)本科畢業(yè)論文題目選精礦預(yù)熱過程中結(jié)垢規(guī)律的研究學(xué)生姓名伍依愛專業(yè)班級(jí)冶金0606指導(dǎo)老師李小斌，劉桂華學(xué)院冶金學(xué)院完成時(shí)間2011年6月摘要本文通過一系列實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)探討鋁土礦的溶出條件和溶出率，以及在這個(gè)過程中的硅的反應(yīng)行為，以此獲得選精礦在預(yù)熱過程中的結(jié)垢規(guī)律。主要研究結(jié)果如下：（1）將石灰化灰了再添加進(jìn)去的話，溶出率將比直接加干石灰要高。（2）化灰了的石灰添加量與溶出率成正比關(guān)系，干石灰成反比關(guān)系。（3）添加劑DPSN的效果要比PG-20效果要好。（4）Na2CO3第一章文獻(xiàn)綜述我國有23億噸鋁土礦，80%為中

2、低品位鋁土礦。為滿足拜耳法生產(chǎn)氧化鋁對高品位鋁土礦的要求，有的氧化鋁企業(yè)采用選礦的方法以提高礦石品位。由于選精礦和原礦中礦物形態(tài)不同，鋁土礦在礦漿預(yù)熱過程中反應(yīng)規(guī)律不同，造成結(jié)垢速率明顯不同。目前，選精礦在礦漿預(yù)熱過程中結(jié)垢明顯快于原礦，造成氧化鋁生產(chǎn)組織十分苦難你，單國內(nèi)外沒有研究報(bào)告和相關(guān)處理方案，因而研究選精礦預(yù)熱過程中結(jié)垢規(guī)律十份迫切。鋁土礦溶出是氧化鋁生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和核心工序，目的是使鋁土礦中的氧化鋁充分溶解進(jìn)入鋁酸鈉溶液，所以鋁土礦的溶出過程是提高氧化鋁回收率、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。我國的鋁土礦資源主要為一水硬鋁

3、石，其具有高鋁、高硅、低鐵的特點(diǎn)，以中低品位鋁土礦為主，高品位礦較少。由于我國礦石資源與世界上大部分國家有很大的差別．因此決定了我國的氧化鋁溶出工藝與國外三水鋁石的溶出工藝有著很大的差異。1我國氧化鋁溶出工藝現(xiàn)狀及特點(diǎn)我國目前采用的高壓溶出技術(shù)主要有：管道預(yù)熱、壓煮器間接加熱溶出技術(shù)，全管道間接加熱溶出技術(shù)以及雙流法溶出技術(shù)。其中山西鋁廠和平果鋁廠等引進(jìn)了法國彼施涅鋁業(yè)公司的“管道預(yù)熱、壓煮器間接加熱溶出技術(shù)”：鄭州鋁廠引進(jìn)了德國VAW公司的“管道化間接加熱溶出技術(shù)”?，F(xiàn)已發(fā)展成為“全管道預(yù)熱、熔鹽加熱停留罐溶出技術(shù)”：中

4、州鋁廠采用“雙流法溶出技術(shù)”。1．1管道預(yù)熱、壓煮器間接加熱溶出技術(shù)1．1．1工藝概述管道預(yù)熱、壓煮器間接加熱溶出技術(shù)提高了各類礦石的溶出溫度。該技術(shù)與過去的直接加熱壓煮溶出相比，可大幅度減少蒸發(fā)水量，降低能耗。適當(dāng)提高溶出的溫度，特別是對于一水硬鋁石礦來說，可以提高堿的循環(huán)效率．降低溶出堿液濃度．對于改善溶出工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有明顯的效果。中鋁廣西分公司氧化鋁溶出工藝就是采用管道預(yù)熱、壓煮器間接加熱溶出技術(shù)。其設(shè)計(jì)溶出溫度為260℃．加熱蒸汽溫度大于280℃，壓力6．0MPa，每噸氧化鋁蒸汽消耗為2．10t。原礦漿由高壓

5、隔膜泵注入溶出機(jī)組，礦漿首先經(jīng)過單管預(yù)熱器和帶機(jī)械攪拌的間接加熱預(yù)熱壓煮器。然后進(jìn)入帶機(jī)械攪拌間接加熱的反應(yīng)壓煮器用來自鍋爐房的新蒸汽加熱到溶出溫度。最后在壓煮器保溫停留達(dá)到溶出時(shí)間．溶出后料漿經(jīng)過相應(yīng)級(jí)別閃蒸槽降壓降溫，料漿進(jìn)入稀釋槽。根據(jù)料漿的濃度，向稀釋槽內(nèi)加入一次洗液。合格的稀釋漿液送往溶出后槽停留。再送往沉降作業(yè)區(qū)。由于礦石的性質(zhì)不同，有的需要增加預(yù)脫硅工序。預(yù)脫硅是指原礦漿在進(jìn)入管道預(yù)熱器之前，預(yù)先將溶出原礦漿中的SiO：轉(zhuǎn)變成為含水鋁硅酸鈉的過程．這樣處理后可避免溶出原礦漿在管道預(yù)熱段和壓煮器加熱段的設(shè)備表面

6、生成嚴(yán)重的鈉硅渣結(jié)垢。保持設(shè)備傳熱系數(shù)及產(chǎn)能。表1是國內(nèi)部分氧化鋁廠溶出的相關(guān)數(shù)據(jù)。1．1．2主要技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù)相對溶出率：η2≥93％；溶出液：Rp≥1．11；礦漿粒度：<500pm占100％,<315um占98.75%，<63um占70％-80％;循環(huán)母液濃度：Nk220-250g／L，Rp≤0．63；碳酸鈉含量：Nc／NT<12％；溶出溫度：256±3℃：新蒸汽：壓力6.1～6.2MPa，溫度275—277℃反應(yīng)停留時(shí)間：30～45min;設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率：≥95％。1．1．3特點(diǎn)(1)原礦漿在單管預(yù)熱器和帶機(jī)械攪拌間

7、接加熱的預(yù)熱壓煮器中加熱，再進(jìn)入帶機(jī)械攪拌間接加熱反應(yīng)壓煮器內(nèi)。用來自鍋爐房的新蒸汽加熱到溶出溫度停留一定時(shí)間進(jìn)行溶出反應(yīng)：(2)單管預(yù)熱器結(jié)構(gòu)簡單，其中生成的硅結(jié)疤容易清洗：(3)在預(yù)熱壓煮器內(nèi)形成難清理的鈦結(jié)疤可以用火燒法處理：(4)相對溶出率比全管道預(yù)熱、熔鹽加熱停留罐保溫溶率低。管道預(yù)熱、壓煮器間接加熱溶出技術(shù)是適宜處理一水硬鋁石型鋁土礦的高效、節(jié)能的溶出工藝。1．2全管道預(yù)熱、熔鹽加熱保溫停留罐溶出技術(shù)1．2．1工藝概述中鋁河南分公司氧化鋁廠溶出采用全套管預(yù)熱、熔鹽加熱停留罐保溫溶出工藝。700kt／a氧化鋁生產(chǎn)

8、線溶出器組分南、北兩個(gè)系列，每個(gè)系列2組，每組進(jìn)料量340m3/h。原礦漿進(jìn)入預(yù)脫硅槽脫硅后。補(bǔ)充循環(huán)母液對礦漿進(jìn)行調(diào)整。達(dá)到溶出要求的礦漿送至高位槽，由隔膜泵經(jīng)分料箱分成4根管的料漿進(jìn)入礦漿預(yù)熱段。每組溶出工序采用8級(jí)套管二次汽預(yù)熱、然后熔鹽加熱、套管停留段和6個(gè)保溫停留罐溶出、8級(jí)自蒸發(fā)的工藝流程。