提高拜耳法循环效率的方法和措施

冶金1304班顾思宇罗文逸张禹卿家林张子健邱洋提高拜耳法循环效率的方法和措施01020304拜耳法生产氧化铝的基本原理影响拜耳法循环效率的因素提高碱循环效率的主要措施总结CONTENT0201拜耳法生产氧化铝的基本原理PARTONE1.拜耳法生产氧化铝的基本原理拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程。其基本原理是用浓氢氧化钠溶液将氢氧化铝转化为铝酸钠，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出，剩余的氢氧化钠溶液重新用于处理下一批铝土矿，实现了连续化生产。拜耳法循环是指铝酸钠溶液在压煮溶出、赤泥分离洗涤、种子分解和母液蒸发四大生产过程中的循环。0402影响拜耳法循环效率的因素PARTTWO2.2溶出液苛性比值αk在循环母液的苛性比值为2.95、循环Nk浓度为245g/l的情况下，计算溶出液的αk在1.36一1.49变化时对循环效率的影响，计算结果下表。06苛性比值αk磨矿工艺铝土矿类型溶出温度溶出液的αk对循环效率的影响07可以看出，循环效率随着溶出αk的降低而升高。溶出αk每降低0.01，循环效率大约可提高1.37%。实践表明，在250~260℃的溶出温度下，溶出液αk值大多只能达到1.4左右，远不能到达国外矿石溶出后所达到的αk值1.32。有研究资料表明，当循环母液苛性浓度为240g/L时，溶出液苛性比值介于1.35~1.55之间时，苛性比每下降0.1，系统中循环母液的量将减少13%以上，同时高压溶出蒸汽耗量也将减少13%左右。2.2.1矿石供矿成分的相对稳定入磨矿石成分的稳定程度主要取决于矿石的均化效果。如果入磨矿石的品味波动较大，会造成配矿循环母液量的波动，而循环母液的调整时间总是滞后于矿石的波动，使得溶出液αk会出现跳跃式的波动，严重影响系统的循环效率。082.2.2矿石的磨矿细度氧化铝的溶出过程可视为铝土矿与苛性碱的固液接触反应过程。所以铝土矿的粒度越小，比表面积就越大，与苛性碱接触的几率越大，反应就越彻底，对溶出工艺也就越有利。然而，过分追求矿石的细度会使磨矿工序生产成本增加，同时溶出赤泥粒度变细，赤泥分离及洗涤进行困难。因此，磨矿的最终粒度应控制在一个合理的范围内。生产实践证明，国内的一水硬型铝土矿成品矿浆的粒度一般要求60#目筛上残留小于1%，160#筛目上残留小于22%为宜。092.2.3溶出温度加压浸出压煮器温度是溶出过程中最主要的影响因素。有研究数据表明，溶出温度每提高10℃，溶出反应的速度大约提高1.5倍，因此温度高低直接影响到溶出的效果，也就影响着溶出液αk。因素：机组满灌率低，加热面积缩小10冷凝水排放不畅，热交换效果下降加热管束结疤，传热效率降低压煮器搅拌运行不正常2.3循环母液苛性比值从上表可以看出，循环效率随着循环母液的αk的升高而升高，循环αk每升高0.01,循环效率大约可提高0.3%。①提高种分分解率②控制母液浮游物含量11在溶出液的αk为1.42、循环Nk浓度为245g/L的情况下，计算循环母液的αk在2.90~3.03内变化时对循环效率的影响，如下表：03提高碱循环效率的主要措施PARTTHREE提高碱循环效率的主要措施㈠降低溶出液αk㈡提高循环母液αk㈢提高循环母液Nk浓度133.1降低溶出液αk：提高铝土矿均化程度：①将不同来源的铝土矿分置堆放，分批使用，保证入磨矿石成分的相对稳定;②将铝土矿的产地、品位、物相组成、数量等信息及时反馈给相关岗位操作人员，以便做到适时微调，使溶出充分，降低αk提高循环效率。稳定原矿浆细度：原矿浆细度太粗，铝土矿中氧化铝不能充分溶出，溶出效果差，并且使预热管道即单管磨损严重，致使单管寿命缩短。原矿浆细度太细，不仅对赤泥的沉降性能有一定影响，而且使生产费用增加。及时调整原矿浆固含：实际生产中总结出一套科学的的调整方法。即计算出不同循环母液条件下原矿浆固含对照表，以此来指导生产，及时调整原矿浆固含，保证溶出αk的控制。降低溶出液αk中最主要的因素14减少压煮器换热器结疤温度是溶出过程中最主要的影响因素，特别是当溶出一水硬铝石型铝土矿时更是处于主导地位。提高溶出温度，溶液的粘度下降，有助于碱液和矿石表面的接触，从而提高氧化铝的溶出率，缩短溶出时间。保持冷凝水排放畅通提高搅拌的运转率及时排出不凝性气体，提高压煮器的满罐率（1）探证预脱硅的温度和时间（2）及时切换清理压煮器。根据压煮器的温升情况，可判断出压煮器的结疤程度。（3）及时酸洗单管。生产上采用连续排放和间断排放相结合的排放方式以保证压煮器料浆不凝性气体快速、安全、彻底地排出，提高压煮器的满罐率，达到提高机组温度、延长反应时间、强化溶出的效果。要将结疤严重的冷凝水罐逐台清理，彻底清除罐壁结疤。正常运行中，对冷凝水系统做好在线监测，从而保证冷凝水系统的畅通，以保证加热面积和高温冷凝水的充分利用。搅拌的作用是使溶液成分均匀、减少矿粒表面上的扩散层厚度，起到强化溶出的作用，还能加速料浆与加热面的传热过程。实践证明，搅拌开与不开，单台压煮器的温升相差3~5℃。溶出中石灰添加量同样非常重要15石灰质量：①石灰生烧的问题②石灰的活性问题在铝土矿的高压溶出过程中添加石灰能够显著地提高氧化铝的溶出速度和溶出率，降低碱耗，并使赤泥的沉降性能得到改善。因此石灰的质量和添加量对生产的影响也不容忽视。石灰添加量：实际中石灰添加量按7%~9%控制，并要保证添加量的稳定，不能大起大落，造成生产波动。3.2提高循环母液αk16降低母液浮游物过滤机应尽量选有质量好、透气性好、寿命长的滤布严格控制分解时间添加结晶助剂。定期排除系统中的有机物和设置母液浮游物工序。3.2提高循环母液αk种分分解率越高，分解母液的αk就越高，循环母液的αk也就越高。生产中，要优化分解制度，在分解率与产品质量间寻找一良好的平衡点，尽量提高种分分解率。种分槽提高种分分解率：173.3提高循环母液Nk浓度提高循环母液的Nk浓度，可提高拜耳法的循环效率。但提高循环母液的Nk浓度，增加了吨氧化铝的蒸水量，从而增加了蒸汽消耗。通过提高循环母液的Nk浓度而降低溶出液αk所带来的收益，不足以弥补提高循环母液的Nk浓度而增加的蒸发热耗时，那么蒸发母液的Nk浓度就不宜再提高了。另外蒸发母液的Nk浓度还受蒸发能力的制约，因此循环母液的Nk浓度只宜选择一个合适的值，在压煮溶出间接加热处理一水硬铝石的工厂，循环母液的Nk浓度一般控制在240~250g/L。18蒸发器04总结PARTFOUR4.总结影响拜耳法循环效率的主要因素是碱的循环效率，实际生产中拜耳循环效率受诸多因素的影响,诸如矿石质量、石灰质量、矿浆细度、溶出时间、溶出温度、分解制度及分解母液浮游物的含量等等都会对溶出αk、循环母液的αk及母液的Nk产生影