石灰拜耳法实验方法及结果.docx

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石灰拜耳法实验方法及结果

石灰拜耳法实验方法及结果

1.1、1997年郑州轻金属研究院完成的试验室石灰拜耳法试验结果表明，以A/S=6.18的山西铝土矿为原料循环母Na2Ok=230g/，αk=3.04，当石灰添加量为[C/T]=1，[C/S]=2，溶出液分子比=1.5，溶出温度260℃，溶出时间60~90分钟的条件下，可以达到溶出赤泥A/S为1.33~1.36，赤泥N/S为0.21的溶出结果。

1.2、1998年郑州轻金属研究院中试验厂完成的20天石灰拜耳法全流程半工业试验结果表明，以A/S=5.73的河南铝土矿为原料，循环母Na2Ok=210~230g/l，αk=3.042.8~3.2，当石灰添加量为[C/T]=1，[C/S]=1.96，，溶出温度260℃，溶出时间110分钟，溶出液分子比为1.45~1.6的条件下，可以达到溶出A/S为1.37左右，赤泥A/S为0.17左右的溶出结果。

1.3、2001年3月郑州轻金属研究院完成的山西矿为原料的石灰拜耳法试验室条件及结果如下：

1.3.1试验条件

铝土矿化学成分（%）：

Al2O3

SiO2

Fe2O3

TiO2

K2O

Na2O

CaO

MgO

A/S

其它

68.44

10.79

1.51

3.08

0.36

0.03

0.263

0.143

6.34

14.29

石灰成分：

CaO97。

02%,CaOf90.25，MgO3.04，石灰配比[C/T]=1，[C/S]=2。

循环母液成分：

Na2Ok=245g/l,Al2O3=134.79g/l，Na2OT=272.3g/l，αk=2.99

预脱硅条件：

预脱硅时间4~8小时，预脱硅温度100℃；溶出条件：

溶出温度265℃，溶出时间60分钟。

1.3.2试验结果

在上述试验条件下，采用石灰拜耳法生产氧化铝新工艺处理山西铝土矿，可以大幅度地降低产品碱耗。

在石灰添加量为[C/T]=1，[C/S]=2.0，溶出温度265℃，溶出时间为60分钟的条件下，控制溶出液αk≥1.42，即可得到最佳的溶出效果。

溶出液分子比：

≥1.42

溶出赤泥：

A/S=1.39~1.40，N/S=0.23~0.24

2、生产工艺

①铝土矿破碎

从不同矿点的铝土矿堆放下原矿场，铝矿破碎时由抓斗起重机按比例抓取不同A/S的矿石向铝矿破碎系统供料。

经破碎后达15mm的铝土矿经输送机送入破碎堆场进行均化。

②原料磨制

从均化堆场来的铝土矿，烧制出来的石灰，碱液调配来的碱液按一定比例送入溢流型球磨机内，进行磨制矿浆，合格矿浆由泵送预脱硅槽。

③预脱硅

由原料磨送来的原矿浆在预脱硅内加热100℃后，经8小时预脱硅。

脱硅后的矿浆经高压隔膜泵送溶出工序。

④溶出

经过预脱硅的料浆由高压隔膜泵送入预热器进行溶出器，保温溶出80分钟后，从末级自蒸发器排出进行稀释槽，同时加入赤泥洗液和氢氧化铝洗液将溶出浆稀释。

由泵送至赤泥分离工序。

⑤赤泥沉降分离洗涤

从溶出来温度100～105℃，稀释矿浆经沉降槽分离后，溢流用泵送至粗液槽。

底流用泵送至洗涤沉降槽，经洗涤合格的赤泥送至堆场。

⑥精滤

从粗液槽用泵送至叶滤机，经叶滤机过滤合格的精液用泵送去精液降温，滤饼送末次洗涤沉降槽。

⑦精液降温

选用两级板式换热器作为换热设备，板式换热器的热流体为精液，冷流体分别为分解母液和循环水。

加热后的母液送母液蒸发，循环水回水道系统，降温后的精液送种子过滤出滤饼后，进入精种槽，再用泵打入分解槽首槽。

⑧种子分解

选用机械搅拌的平底分解槽，中间采用间接冷温。

⑨氢氧化铝分级

由分解槽末槽打入水力旋流器进行分级，分级机底流体作成品，送平盘过滤系统，溢流自流到分解槽末槽。

种分母液送板式换热器。

⑩母液蒸发

由换热器送来的种分母液和排盐苛化来的苛化液进入蒸发原液槽，蒸发原液由泵送至蒸发器蒸发后进行调配，合格送原料磨车间。

蒸发系统冷凝水经检测后，合格水送锅炉房，不合格水送赤泥洗涤工序。

⑾氢氧化铝过滤

水力旋流器底流用泵送到水平盘式过滤机进行氢氧化铝分离、洗涤。

洗液送母液蒸发，氢氧化铝滤饼的含水率≤8%，送焙烧工序。

⑿氢氧化铝焙烧

洗后氢氧化铝送氢氧化铝储仓，经仓下电子皮带秤计量，用螺旋给料机送入焙烧炉的干燥和预热段，被预热的物料进入焙烧反应器完成焙烧作业。

焙烧物料经冷却系统冷却，得到合格氧化铝，输送入氧化铝成品仓。

三、设计推荐石灰拜耳法双流法溶出工艺

此30万吨规模需投资144974.4万元，其中：

工程费用为117650.35万元，建筑工程费用为28745.67万元，设备及工器具购置费用为70228.44万元，安装工程费用为18676.24万元，其它费用为27034.56万元。

1.7主要工艺技术条件及参数1.7.1破碎站

（1）

进矿粒度mm：

≤400

（2）

出矿粒度mm：

≤18

1.7.2均化堆场

（1）

铝矿进厂粒度mm：

≤18

（2）

铝矿堆高m：

10

（3）

铝矿堆积角：

33～37度

（4）

堆场贮量万吨：

4.4

（5）

堆场贮存时间d：

～14.7

（6）

均化库技术指标：

A/S波动小于0.5，Al2O3波动小于1%

1.7.3石灰消化

（1）

石灰消化率%：

80

（2）

消化渣含水率%：

20

（3）

石灰乳浓度[CaO]g/L：

180

（4）

石灰进厂粒度mm：

≤200

（5）

破碎后粒度mm:

≤20

1.7.4原料磨

（1）

磨矿产品细度

100%<500μm

99%<315μm

70～75%<63μm

（2）循环母液浓度

Na2Ok240.00g/L，Na2Oc22.3g/L，Al2O3143.52g/L

循环母液Na2Oc/Na2OT%：

≤8.5

循环母液温度℃：

88～90

（3）石灰添加量：

以石灰计为10%（以干铝土矿重量计）

（4）常压脱硅

脱硅温度℃：

100～105

脱硅时间小时：

10

脱硅固含g/L：

320～350

1.7.5高压泵房

（1）泵的工作压力MPa：

6.0～6.8

（2）进料矿浆固含g/L：

200～240

1.7.6高压溶出

（1）溶出温度℃：

260

（2）矿浆预热：

全部间接加热，用二次蒸汽将矿浆温度预热至210～220℃，再用高压新蒸汽加热至260℃

（3）溶出时间min:

～45

（4）矿浆自蒸发：

采用十级闪蒸，料浆温度从260℃降至125℃

（5）高压新蒸汽压力6.0～6.2Mpa，温度290℃±10℃

（6）铝土矿中氧化铝相对溶出率%：

≥93

（7）溶出液Rp：

1.18

（8）赤泥碱比Na2O/SiO2：

≤0.38

（9）溶出装置运转率%：

≥93

（10）溶出自蒸发水量%：

16

（11）赤泥灼减%：

8

1.7.7稀释

（1）稀释料浆苛性碱浓度Na2Okg/L：

168

（2）稀释料浆固含g/L：

60～78

（3）稀释料浆温度107℃，最高110℃

1.7.8赤泥沉降分离洗涤

（1）分离沉降槽进料温度℃：

105

（2）分离沉降槽底流含固量%：

38～42

（3）溢流浮游物含量mg/l：

80～150，最大mg/l：

250

（4）洗涤沉降槽温度℃：

90～95

（5）洗涤沉降槽底流含固量%：

46～53

（6）分离及洗涤过程中水解损失%：

2

1.7.9控制过滤

（1）叶滤机进料固含mg/L：

80～150

最高250

（2）叶滤机滤液温度℃：

100，最高℃：

105

（3）叶滤机滤液固含mg/l：

≤15

（4）叶滤机产能m3/m2.h：

1.1

（5）石灰乳助滤剂加入量%：

0.4（体积比）

1.7.10精液热交换

（1）采用二级换热

第一级为精液与分解母液换热

第二级为精液与水换热

（2）精液进口温度℃：

100，最高℃：

105

（3）精液出口温度℃：

60～62

（4）分解母液进口温度℃：

50～55

（5）分解母液出口温度℃：

85～90

（6）循环水进口温度℃：

≤35

（7）循环水出口温度℃：

48

1.7.11分解分级

（1）精液温度℃：

60～62

（2）分解槽首槽固含g/L：

800

（3）种子应具有的质量：

粒度为：

<44μm%：

3～15；最大%:

25

种子含附液率%：

≤20

（4）分解槽搅拌装置允许停电时间min：

<15，最大min:

30

（5）分解产出率kg/m3-精液:

≥90

（6）分解时间h:

≥45～50

（7）分解首槽温度℃:

59～61

（8）分解末槽温度℃:

50～55

（9）水旋器进料固含g/L:

500

（10）水旋器进料压力MPa:

0.1～0.12

（11）水旋器底流稀释后固含g/L：

780,最大g/L:

794

（12）水旋器底流粒度：

＜44μm%:

2～8，最大%:

9

1.7.12成品过滤

（1）平盘过滤机的进料温度℃:

50～55

（2）平盘过滤机的进料固含g/L:

780,最大g/L:

794

（3）洗水加入量t/t-Al2O3：

0.75

（4）洗水温度℃:

85

（5）母液浮游物含量g/L:

≤2

（6）滤饼含水率%:

6～8

（7）滤饼中可溶性碱Na2O%:

≤0.06

（8）平盘过滤机产能t/m2.h:

≥1.5，（以干氢氧化铝计）

1.7.13种子过滤

（1）立盘过滤机进料温度℃:

50～55

（2）滤饼含附液率%:

≤20

（3）母液浮游物含量g/L:

≤2

（4）过滤机产能t/时.台：

450～550

（5）种子过滤进料固含g/L:

550～750

1.7.14悬浮焙烧

（1）焙烧炉产能t/d:

1350

（2）焙烧炉产能调低率允许%:

50

（3）焙烧炉用燃料为煤气

（4）热耗MJ/kg-Al2O3:

≤3.120

（5）电耗kWh/t-Al2O3:

≤18

（6）整个焙烧系统压降mmH2O:

600～800

（7）焙烧炉温度分布：

废气℃:

145

二级预热器℃:

320

焙烧炉出口℃:

1050

热旋风器出口℃:

1050

一级旋风冷却器℃:

710

二级旋风冷却器℃:

560

三级旋风冷却器℃:

386

四级旋风冷却器℃:

215

（8）沸腾冷却器排出Al2O3

℃

80

（9）排出废气温度℃

145～160

（10）烟囱出口含尘量mg/Nm3:

≤50

（11）焙烧过程中-45μm细粒子增加量%:

2～3

（12）焙烧产品质量

α-Al2O3含量%:

5～20

灼减%:

0.5～1.0

容重g/cm3:

0.90～1.05

比表面积（BET）m2/g:

50～70

粒度分布%:

+125µm≤15

-45μm≤12

1.7.15氧化铝包装及堆栈

（1）大袋包装，每袋1.0吨

（2）每天运转2班

1.7.16蒸发及结晶碱分离

（1）蒸发器组蒸水能力t/h.组:

220

（2）蒸发原液温度℃

85～90

（3）新蒸汽压力MPa:

0.45～0.55（表压）

（4）新蒸汽温度℃:

190±20（过热蒸汽）

（5）蒸发器组出料温度℃:

～93

（6）循环母液温度℃:

90

（7）二次蒸汽冷凝水温度℃:

76

最大含碱量mg/L:

≤20

（8）结晶碱分离沉降槽温度℃:

100～103

（9）沉降槽底流固含g/L:

≥250

（10）沉降槽溢流固含g/L

≤0.5

（11）盐过滤机滤饼含水率%:

35

1.7.17苛化

（1）苛化原液中Na2CO3含量%:

13.3

（2）苛化温度℃

95

（3）苛化时间:

4

（4）石灰添加量[CaO]/[Na2Oc]

1.2

（5）苛化效率%:

≥78～80

（6）苛化分离沉降槽：

进料固含g/l:

105

底流固含g/l:

350

1.7主要工艺技术条件及参数

1.7.1破碎站

（1）    进矿粒度mm：

≤400

（2）    出矿粒度mm：

≤18

1.7.2均化堆场

（1）    铝矿进厂粒度mm：

≤18

（2）    铝矿堆高m：

    10

（3）    铝矿堆积角：

    33～37度

（4）    堆场贮量万吨：

  4.4

（5）    堆场贮存时间d：

～14.7

（6）    均化库技术指标：

A/S波动小于0.5，Al2O3波动小于1%

1.7.3石灰消化

（1）    石灰消化率%：

      80

（2）    消化渣含水率%：

    20

（3）    石灰乳浓度[CaO]g/L：

180

（4）    石灰进厂粒度mm：

  ≤200

（5）    破碎后粒度mm:

    ≤20

1.7.4原料磨

（1）    磨矿产品细度

100%<500μm

99%<315μm

70～75%<63μm

（2）循环母液浓度

Na2Ok240.00g/L，Na2Oc22.3g/L，Al2O3143.52g/L

循环母液Na2Oc/Na2OT%：

≤8.5

循环母液温度℃：

    88～90

（3）石灰添加量：

以石灰计为10%（以干铝土矿重量计）

（4）常压脱硅

脱硅温度℃：

  100～105

脱硅时间小时：

10

脱硅固含g/L：

320～350