一種氧化鋁生產中葉濾機濾餅的處理系統和處理方法與流程
2023-07-27 03:21:16
本發明屬於氧化鋁生產技術領域，具體涉及一種氧化鋁生產中葉濾機濾餅的處理系統和處理方法。
背景技術：
工業生產的氧化鋁生產工藝中，為了得到合格的鋁酸鈉溶液，需要去除鋁酸鈉溶液在沉降工序產生的細微顆粒(固含量<0.5g/l)，所以需要將鋁酸鈉溶液用葉濾機進行過濾精製，得到合格的鋁酸鈉溶液，即為精液(固含量<0.015g/l)。葉濾機過濾後的濾餅產生量大約為每20-25立方鋁酸鈉溶液產生1立方濾餅，濾餅含水率大約為50％-70％，濾餅含氧化鋁量為35％-45％，濾餅含氧化鈉量為8％-15％，鋁矽比為6.5-8。葉濾機濾餅原來是輸送至沉降末槽，外排赤泥堆場，不但增加了堆場赤泥量，加重了對環境的汙染，還會造成大量氧化鋁和氧化鈉的外排損失，因此，葉濾機濾餅的後處理迫在眉睫。
技術實現要素：
針對上述現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是提供一種氧化鋁生產中葉濾機濾餅的處理系統和處理方法，採用該方法可以將葉濾機濾餅中的氧化鈉再次利用，並可以將葉濾機濾餅中的氧化鋁盡最大限度提取出來，大大降低了氧化鈉和氧化鋁的外排量。
為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：
一種氧化鋁生產中葉濾機濾餅的處理系統，包括板框壓濾濾液處理系統、調配液調配系統和板框壓濾濾餅調配溶出系統，其中，所述板框壓濾濾液處理系統包括板框壓濾機和葉濾機，板框壓濾機通過管道與葉濾機進料槽連通，將板框壓濾後的濾液回收至葉濾機進行重新過濾；
所述調配液配製系統包括蒸發器和第一調配槽，分解母液經過蒸發器蒸發，得到的蒸發母液輸送至第一調配槽，向第一調配槽中加入鹼液，鹼液與蒸發母液混合，得到調配液；
板框壓濾濾餅調配溶出系統包括第二調配槽和溶出槽，板框壓濾機壓濾葉濾機濾餅後得到的濾餅輸送至第二調配槽，與調配液混合調配，得到的礦漿輸送至溶出槽溶出。
利用上述處理系統可以充分利用葉濾機濾餅中的氧化鈉，並且可以將其中的氧化鋁完全盡最大限度提取出來，降低了氧化鈉和氧化鋁的外排量，減少了資料的浪費，並降低了對環境的汙染程度。
利用上述處理系統對葉濾機濾餅的處理方法，包括如下步驟：
葉濾機濾餅經過板框壓濾機壓濾後得到濾液和濾餅，其中，濾液回收至葉濾機重新過濾，濾餅與調配液混合調配，得到合格的礦漿，礦漿輸送至溶出槽溶出；
所述調配液為分解母液經蒸發濃縮得到蒸發母液與氫氧化鈉溶液混合後得到調配液，調配液中氧化鋁的濃度為60-100g/l，氫氧化鈉的質量百分數為10-17.5％。
所述分解母液為在氧化鋁生產中就是在對精液進行晶種分解以及沉降分離後所得的液體，即為鋁酸鈉溶液分解後的液體，低溫拜耳法分解母液成分為：氧化鋁濃度約65-75g/l，苛鹼濃度約115-130g/l；高溫拜耳法分解母液成分為：氧化鋁濃度約85-100g/l，苛鹼濃度約145-165g/l，這些分解母液都是循環使用的，所以也叫做循環母液。
調配液為蒸發母液和氫氧化鈉溶液的混合液，循環使用蒸發母液，可以充分利用蒸發母液中的氫氧化鈉和氧化鋁，避免了分解母液中資源的浪費。利用調配液對濾餅進行漿化時，可以將濾餅中的氧化鋁溶解析出，當氫氧化鈉溶液與濾餅的配比一定時，可以最大程度將濾餅中的氫氧化鋁轉化為鋁酸鈉，進而將濾餅中的氫氧化鋁最大限度地回收，避免了資源的浪費。在濾餅的漿化過程中，還充分考慮到了對濾餅中含有的氧化鈉的利用。因為利用調配液對濾餅進行漿化，可以將濾餅中的氧化鈉溶解出來，使其與調配液中的氫氧化鈉一起用於溶解濾餅中的氫氧化鋁。所以，利用該調配液可以同時實現氧化鈉和氧化鋁的回收利用。
進一步的，分解母液蒸發的溫度為95-105℃，蒸發的時間為0.8-1.2小時。該蒸發的條件較為溫和，更容易操作。
更進一步的，所述蒸發母液中氧化鋁含量為120-150g/l，苛鹼濃度為220-250g/l。
進一步的，所述混合鹼液中，氫氧化鈉的質量百分數為30-35％，苛鹼的濃度為320-360g/l。
進一步的，板框壓濾後得到的濾餅的水分含量為30-40％，每噸濾餅用1-1.2m3調配液進行調配。
進一步的，所述礦漿溶出的溫度如下：
低溫拜耳法的溶出溫度為130-150℃，溶出時間為35-45min；
高溫拜耳法的溶出溫度為230-250℃，溶出時間為35-45min。
進一步的，葉濾機濾餅經過板框壓濾機壓濾後得到的濾液回送至葉濾機進料槽。
採用該步驟，可以減少葉濾機濾餅所帶走的氧化鋁和氧化鈉的損失，同時可以與蒸發鹼液調配工藝相結合，完美的融入了氧化鋁的生產過程。減少調配用鹼液用量，同時增加了氧化鋁產量，突破了葉濾機濾餅無法利用的瓶頸。
氧化鋁提取的基本原理是：用濃氫氧化鈉溶液將氫氧化鋁轉化為鋁酸鈉，通過稀釋和添加氫氧化鋁晶種使氫氧化鋁重新析出，剩餘的氫氧化鈉溶液重新用於處理下一批鋁土礦，實現了連續化生產。
在加熱到一定溫度下，苛性鹼溶液溶出鋁土礦中的氧化鋁：
al2o3·h2o+2naoh+(3-n)h2o→2naal(oh)4，
所得的鋁酸鈉溶液在稀釋和冷卻的情況下分解並析出氫氧化鋁：
naal(oh)4＝＝＝al(oh)3+naoh，
前一過程叫溶出，後一過程叫分解。分解後含有苛性鹼的母液再返回溶出新的鋁土礦。
本發明的有益效果為：
本發明將氧化鋁生產葉濾機濾餅中的氧化鈉和氧化鋁盡最大限度的回用，突破了葉濾機濾餅外排堆場無法利用的瓶頸，解決了氧化鋁葉濾機濾餅利用的難題。真正實現了葉濾機濾餅的資源化，減少了赤泥排放量，節約了生產成本(鹼的使用)，提高了氧化鋁產量。
附圖說明
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。
圖1是本發明的氧化鋁生產葉濾機濾餅處理系統的整體結構示意圖；
圖2是本發明氧化鋁生產葉濾機濾餅經板框壓濾後濾液回用的系統結構示意圖；
圖3為本發明氧化鋁生產葉濾機濾餅經板框壓濾後濾餅溶出系統的結構示意圖；
圖4是本發明氧化鋁生產葉濾機濾餅處理系統的蒸發調配液調配系統結構示意圖。
其中，1、葉濾機濾餅，2、板框壓濾機，3、板框壓濾濾液，4、葉濾機進料槽，5、葉濾機，6、板框壓濾後濾餅，7、分解母液，8、蒸發器，9、蒸發母液，10、氫氧化鈉溶液，11、第一調配槽，12、合格調配液，13、第二調配槽，14、合格礦漿，15、溶出槽。
具體實施方式
應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。
需要注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語「包含」和/或「包括」時，其指明存在特徵、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
如圖1-圖4所示，本發明的一種氧化鋁生產中葉濾機濾餅的處理系統，包括板框壓濾濾液處理系統、調配液調配系統和板框壓濾濾餅調配溶出系統，其中，所述板框壓濾濾液處理系統包括板框壓濾機2和葉濾機5，板框壓濾機2通過管道與葉濾機進料槽4連通，將板框壓濾後的濾液回收至葉濾機5進行重新過濾；
所述調配液配製系統包括蒸發器8和第一調配槽11，分解母液經過蒸發器8蒸發，得到的蒸發母液輸送至第一調配槽11，向第一調配槽11中加入鹼液，鹼液與蒸發母液混合，得到調配液；
板框壓濾濾餅調配溶出系統包括第二調配槽13和溶出槽15，板框壓濾機2壓濾葉濾機濾餅1後得到的濾餅輸送至第二調配槽13，與調配液混合調配，得到的礦漿輸送至溶出槽15溶出。
將葉濾機濾餅1輸送至板框壓濾機2進行壓濾得到濾餅和濾液，板框壓濾濾液3回送至葉濾機進料槽4。將分解母液7輸送進入蒸發器8中進行蒸發濃縮，蒸發濃縮後的蒸發母液9與氫氧化鈉溶液10在調配槽11中混合均勻，得到合格調配液12。將板框壓濾濾餅與合格調配液12混合調配成合格料漿14，將得到的合格料漿4輸送至氧化鋁生產溶出槽15溶出。
本發明的處理工藝包括如下步驟，將沉降槽產生的鋁酸鈉溶液(固含<0.5g/l)通過泵輸送至葉濾機進料槽，通過泵將葉濾機進料槽中的鋁酸鈉溶液輸送至葉濾機進行過濾，得到葉濾機濾餅和濾液，過濾後的合格鋁酸鈉溶液(固含<0.015g/l)，送入分解工序分解。
葉濾機過濾出的濾餅(含水率為50％-70％)通過泵送入板框壓濾機進行壓濾，板框壓濾後的壓濾濾餅(含水率為30％-40％)進入調配槽，加上合格調配液，調配液中氧化鋁的濃度為80g/l，氫氧化鈉的質量百分數為15％，每噸濾餅用1m3調配液進行調配，將調配成的合格料漿輸送至氧化鋁生產溶出工序，與氧化鋁生產溶出礦漿一起進行反應提取出氧化鋁。板框壓濾後的濾液回送至葉濾機進料槽，進入葉濾機再次過濾，增加葉濾機進料量，增大送入分解工序的液量。
調配液配製工藝為：將分解母液進入蒸發器進行蒸發濃縮，蒸發的溫度為100℃，蒸發的時間為1小時，蒸發濃縮後的料漿加氫氧化鈉溶液進行調配成合格調配液。
本發明減少了氧化鋁生產的鹼的消耗，節約氧化鋁生產成本，可降低外排赤泥中含鹼量2g/l，按液鹼(100％)價格2750元/噸，年產100萬噸的氧化鋁廠年排乾赤泥120萬噸，按附液率35％計算，可年節約氧化鋁生產成本(鹼)360萬元。增加了氧化鋁的產量，可增加5％氧化鋁產量，年產100萬噸的氧化鋁廠，按成本2000元/噸，銷售價格按2500元/噸計算，可增加銷售收入2500萬元。年收入2860萬元，折合液鹼1300噸/年，氧化鋁5萬噸/年。
以上所述僅為本申請的優選實施例而已，並不用於限制本申請，對於本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護範圍之內。