一種新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統及工藝的製作方法
2023-06-10 09:18:46 2
本發明屬於氧化鋁生產技術領域，具體涉及一種新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統及工藝。
背景技術：
兩段分解是目前砂狀氧化鋁生產的主要技術路線之一。 國內外氧化鋁廠兩段分解的傳統工藝配置模式為分解槽系列，粗、細晶種過濾廠房和旋流分級廠房需單獨構建。這種配置模式的不足之處是：（1）佔地面積較大，需要單獨構建粗、細晶種過濾廠房和旋流分級廠房，總圖需要專門的位置進行規劃；（2）流程較繁瑣，粗、細晶種過濾需要有專門的粗、細晶種槽化漿後用泵送到長大和附聚首槽，相應增加粗、細晶種槽、粗、細晶種泵、粗、細晶種過濾機溢流槽和粗、細晶種過濾機溢流泵；（3）分級廠房需配置相應的分級溢流槽和分級底流槽，再利用分級溢流泵和分級底流泵將物料打到下遊車間，流程長、工序多，堵管風險增加，現場工人操作和清理維護的工作量增加；（4）投資成本增加，廠房結構和設備等硬體成本增加；（5）運行成本增加，需增加粗晶種槽、細晶種槽、粗晶種泵、細晶種泵、粗晶種過濾機、細晶種過濾機溢流槽、粗晶種過濾機溢流泵、細晶種過濾機溢流泵、分級溢流槽、分級溢流泵、分級底流槽、分級底流泵的電力負荷以及對應備品備件的消耗。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供一種新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統及工藝，目的是按照流程規律，優化整合各分體車間之間的配置關係，充分利用近距離自流輸送，達到省去中間環節、簡化流程、節省佔地和設備投資、減少工人勞動強度和運行維護成本的工業應用效果。
本發明的新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統，包括附聚槽和長大槽，細晶種過濾機和細晶種過濾機氣液分離器配置在1#附聚槽和2#附聚槽上方，粗晶種過濾機和粗晶種過濾機氣液分離器配置在1#長大槽和2#長大槽上方，分級旋流器組配置在細晶種過濾機和粗晶種過濾機的結構框架上方；
其中，1#附聚槽進料口與精液熱交換短路的熱精液管連通；
所述的細晶種過濾機的卸料區與反吹風系統連通，溜槽下料的衝稀口與精液熱交換冷精液出料口連通，溜槽下料口的末端與1#附聚槽和2#附聚槽連通，溢流口與長大段末槽的進料口連通；細晶種過濾機的其中一個分配頭與下遊車間的母液槽進料口連通，另一個分配頭與細晶種過濾機氣液分離器連通，細晶種過濾機氣液分離器上方抽氣口與真空系統連通，下方設有出液口，出液口與下遊車間的母液槽進料口連通；
所述的粗晶種過濾機的卸料區與反吹風系統連通，溜槽下料的衝稀口與精液熱交換冷精液出料口連通，溜槽下料口的末端與1#長大槽和2#長大槽連通，溢流口與長大段末槽的進料口連通；粗晶種過濾機的其中一個分配頭與下遊車間的母液槽進料口連通，另一個分配頭與粗晶種過濾機氣液分離器連通，粗晶種過濾機氣液分離器上方抽氣口與真空系統連通，下方設有出液口，出液口與下遊車間的母液槽進料口連通；粗晶種過濾機的進料口與粗晶種過濾機進料泵的出料口連通，粗晶種過濾機進料泵的進料口與長大段末槽的出料口連通；
所述的分級旋流器組的溢流口與細晶種過濾機的進料口連通，底流口與下遊車間的平盤過濾機進料口連通；分級旋流器組進料泵的進料口與長大段倒數第二槽的出料口連通。
其中，當1#附聚槽、長大段末槽和長大段倒數第二槽進行清理檢修時，分別啟用2#附聚槽、長大段倒數第二槽和長大段倒數第三槽進行相應的連接。
採用上述新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統生產砂狀氧化鋁的工藝，按照以下步驟進行：
（1）向細晶種過濾機抽吸和反吹進行過濾，通入部分冷精液衝稀過濾過程中卸下的濾餅，冷精液與濾餅混合後，連同一部分短路熱精液，進入 1#附聚槽內，當1#附聚槽清理檢修時使用2#附聚槽，附聚完成後通過分解溜槽進入1#長大槽，當1#長大槽清理檢修時， 2#長大槽作為長大段首槽；
同時通過向粗晶種過濾機抽吸和反吹進行過濾，通入部分冷精液衝稀過濾過程中卸下的濾餅，冷精液與濾餅混合後，進入1#長大槽，當1#長大槽清理檢修時， 2#長大槽作為長大段首槽；
（2）1#長大槽中的混合料漿經過各級長大槽配合中間降溫系統進行分解，分解完成後部分經長大段倒數第二槽出料，當長大段倒數第二槽清理檢修時從長大段倒數三槽出料，出料經分級旋流器組進料泵出料進入分級旋流器組；剩餘部分由長大段末槽出料經粗晶種過濾機進料泵進入粗晶種過濾機，當長大段末槽清理檢修時從長大段倒數第二槽出料；
分級旋流器組的溢流自流進細晶種過濾機，底流進入附近成品過濾的平盤過濾機；
細晶種過濾機、細晶種過濾機氣液分離器和粗晶種過濾機、粗晶種氣液分離器的濾液進入下遊車間的母液槽；
粗、細晶種過濾機的溢流進入長大段末槽，長大段末槽清理檢修時進入長大段倒數第二槽。
上述工藝中，附聚段1#附聚槽內固體含量100~150g/l，溫度為75~82℃，附聚段分解時間為4~6小時。
上述工藝中，長大段1#長大槽內固體含量380~480g/l，溫度為65~72℃，長大段分解時間為27~32小時。
上述工藝中，長大段末槽內分解完成的漿液中固體含量約為450~550g/L，溫度為46~54℃，其中液相中氧化鋁的含量為70~120g/L，氧化鈉的含量為120~170g/L。
上述工藝中，精液來自精液熱交換，冷精液來自板式換熱器換熱，熱精液為短路未經換熱的精液，各段精液配比關係為，熱精液進附聚段1#附聚槽的重量百分比為15~20%，冷精液衝稀細晶種濾餅的重量百分比為32~42%，冷精液衝粗晶種濾餅的重量百分比為38~48%。
上述工藝中，分級旋流器組的溢流固體含量為250~350g/l，底流的固體含量為700~900g/L。
與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是：
本發明的新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統中細晶種過濾機放置1#附聚槽和2#附聚槽之上，粗晶種過濾機放置1#長大槽和2#長大槽之上，過濾後的粗、細晶種濾餅經精液衝稀後直接進入附聚和長大槽，過濾機系統使用鋼框架支撐，利用過濾機下料漏鬥實現1#、2#進料槽的切換。分級旋流器組配置在粗、細晶種過濾的框架上，底流作為成品自流進附近成品過濾車間的平盤過濾機，溢流自流進入細晶種過濾機。
與粗、細晶種過濾單獨構建廠房的傳統配置模式相比，本發明節省佔地面積，減少廠房構建費的投入，且利用位差實現短距離自流，從而簡化流程，減少輸送距離，有效的減少了設備投資和運行費用，以及人工清理結疤的工作量。
附圖說明
圖1為本發明的新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統示意圖；
其中：1：1#附聚槽；2：2#附聚槽；3：1#長大槽；4：2#長大槽；5：長大段倒數第三槽； 6：長大段倒數第二槽；7：長大段末槽；8：分級旋流器組；9：細晶種過濾機；10：細晶種過濾機氣液分離器；11：粗晶種過濾機；12；粗晶種過濾機氣液分離器； 13：分級旋流器組進料泵；14；粗晶種過濾機進料泵。
具體實施方式
本發明實施例中採用的粗晶種立盤過濾機的型號為GLL-180；
本發明實施例中採用的細晶種立盤過濾機的型號為GLL-120；
本發明實施例中採用的分級旋流器的型號為ZVN/D12；
本發明實施例中採用的附聚槽尺寸為￠14x36.5m；
本發明實施例中採用的長大槽尺寸為￠14x（35.5~30.4）m。
下面結合具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明。
本實施例的新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統如圖1所示，包括附聚槽和長大槽，細晶種過濾機9和細晶種過濾機氣液分離器10配置在1#附聚槽1和2#附聚槽2上方，粗晶種過濾機11和粗晶種過濾機氣液分離器12配置在1#長大槽3和2#長大槽4上方，分級旋流器組8配置在細晶種過濾機9和粗晶種過濾機11的結構框架上方；
其中，1#附聚槽1進料口與精液熱交換短路的熱精液管連通；
所述的細晶種過濾機9的卸料區與反吹風系統連通，溜槽下料的衝稀口與精液熱交換冷精液出料口連通，溜槽下料口的末端與1#附聚槽1和2#附聚槽2連通，溢流口與長大段末槽7的進料口連通；細晶種過濾機9的其中一個分配頭與下遊車間的母液槽進料口連通，另一個分配頭與細晶種過濾機氣液分離器10連通，細晶種過濾機氣液分離器10上方抽氣口與真空系統連通，下方設有出液口，出液口與下遊車間的母液槽進料口連通；
所述的粗晶種過濾機11的卸料區與反吹風系統連通，溜槽下料的衝稀口與精液熱交換冷精液出料口連通，溜槽下料口的末端與1#長大槽3和2#長大槽4連通，溢流口與長大段末槽7的進料口連通；粗晶種過濾機11的其中一個分配頭與下遊車間的母液槽進料口連通，另一個分配頭與粗晶種過濾機氣液分離器12連通，粗晶種過濾機氣液分離器12上方抽氣口與真空系統連通，下方設有出液口，出液口與下遊車間的母液槽進料口連通；粗晶種過濾機11的進料口與粗晶種過濾機進料泵14的出料口連通，粗晶種過濾機進料泵14的進料口與長大段末槽7的出料口連通；
所述的分級旋流器組8的溢流口與細晶種過濾機的進料口連通，底流口與下遊車間的平盤過濾機進料口連通；分級旋流器組進料泵13的進料口與長大段倒數第二槽6的出料口連通。
其中，當1#附聚槽1、長大段末槽7和長大段倒數第二槽6進行清理檢修時，分別啟用2#附聚槽2、長大段倒數第二槽6和長大段倒數第三槽5進行相應的連接。
採用上述新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統生產砂狀氧化鋁的工藝，按照以下步驟進行：
（1）向細晶種過濾機9抽吸和反吹進行過濾，通入部分冷精液衝稀過濾過程中卸下的濾餅，冷精液與濾餅混合後，連同一部分短路熱精液，進入 1#附聚槽1內，當1#附聚槽1清理檢修時使用2#附聚槽2，附聚完成後通過分解溜槽進入1#長大槽3，當1#長大槽3清理檢修時，2#長大槽4作為長大段首槽；
同時通過向粗晶種過濾機11抽吸和反吹進行過濾，通入部分冷精液衝稀過濾過程中卸下的濾餅，冷精液與濾餅混合後，進入1#長大槽3，當1#長大槽3清理檢修時， 2#長大槽4作為長大段首槽；
（2）1#長大槽3中的混合料漿經過各級長大槽配合中間降溫系統進行分解，分解完成後部分經長大段倒數第二槽6出料，當長大段倒數第二槽6清理檢修時從長大段倒數三槽5出料，出料經分級旋流器組進料泵13出料進入分級旋流器組8；剩餘部分由長大段末槽7出料經粗晶種過濾機進料泵14進入粗晶種過濾機11，當長大段末槽7清理檢修時從長大段倒數第二槽6；
分級旋流器組8的溢流自流進細晶種過濾機9，底流進入附近成品過濾的平盤過濾機；
細晶種過濾機9、細晶種過濾機氣液分離器10和粗晶種過濾機11、粗晶種氣液分離器12的濾液進入下遊車間的母液槽；
粗、細晶種過濾機的溢流進入長大段末槽7，長大段末槽7清理檢修時進入長大段倒數第二槽6。
實施例1
本實施例中附聚段1#附聚槽1內固體含量150g/l，溫度為79℃，附聚段分解時間為6小時；
長大段1#長大槽3內固體含量400g/l，溫度為69℃，長大段分解時間為30小時；
長大段末槽7內分解完成的漿液中固體含量為475g/L，溫度為51℃，其液相中氧化鋁的含量為110g/L，氧化鈉的含量為160g/L；
各段精液配比關係為，熱精液進附聚段1#附聚槽（清理檢修時使用2#附聚槽）的重量百分比為20%，冷精液衝稀細晶種濾餅的重量百分比為38%，冷精液衝粗晶種濾餅的重量百分比為42%；
分級旋流器組的溢流固體含量為300g/l，底流的固體含量為600g/L。
實施例2
本實施例中新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統包括1#附聚槽1、2#附聚槽2、1#長大槽3、2#長大槽4、長大段倒數第三槽5、長大段倒數第二槽6和長大段末槽7等的16個分解槽串聯連接組成；
附聚段1#附聚槽1內固體含量150g/l，溫度為79℃，附聚段分解時間為6小時；
長大段1#長大槽3內固體含量400g/l，溫度為69℃，長大段分解時間為29小時；
長大段末槽7內分解完成的漿液中固體含量為470g/L，溫度為52℃，其液相中氧化鋁的含量為110g/L，氧化鈉的含量為160g/L；
各段精液配比關係為，熱精液進附聚段1#附聚槽（清理檢修時使用2#附聚槽）的重量百分比為20%，冷精液衝稀細晶種濾餅的重量百分比為38%，冷精液衝粗晶種濾餅的重量百分比為42%；
分級旋流器組8的溢流固體含量為303g/l，底流的固體含量為693g/L。
實施例3
本實施例中新型兩段分解生產砂狀氧化鋁的集約化系統包括1#附聚槽1、2#附聚槽2、1#長大槽3、2#長大槽4、長大段倒數第三槽5、長大段倒數第二槽6和長大段末槽7等的14個分解槽串聯連接組成；
附聚段1#附聚槽1內固體含量150g/l，溫度為79℃，附聚段分解時間為4小時；
長大段1#長大槽3內固體含量400g/l，溫度為69℃，長大段分解時間為29小時；
長大段末槽7內分解完成的漿液中固體含量為465g/L，溫度為53℃，其液相中氧化鋁的含量為110g/L，氧化鈉的含量為160g/L；
各段精液配比關係為，熱精液進附聚段1#附聚槽（清理檢修時使用2#附聚槽）的重量百分比為20%，冷精液衝稀細晶種濾餅的重量百分比為38%，冷精液衝粗晶種濾餅的重量百分比為42%；
分級旋流器組8的溢流固體含量為305g/l，底流的固體含量為698g/L。