一种用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统，包括：以输送管道依次连接的粉煤灰配料槽、输送泵和第一套管预热器；以输送管道依次连接的酸储罐、耐酸泵和第二套管预热器；和反应釜；所述第一套管预热器的出料端和所述第二套管预热器的出料端均与反应釜的进料口连接。本实用新型的设备系统能够大大延长设备的使用寿命，降低设备成本。
【专利说明】一种用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统。
【背景技术】
[0002]粉煤灰是燃煤电厂产生的、排放量最大的工业固体废弃物料。粉煤灰中氧化铝的含量往往很高，很多地区的粉煤灰为含氧化铝30%以上的高铝粉煤灰，其中某些地区的粉煤灰中氧化铝含量高达50%。氧化铝是生产金属铝的重要原料，也是一种重要的化工产品，从粉煤灰中提取氧化铝，是解决铝资源不足、实现粉煤灰综合利用的有效途径之一。
[0003]目前国内主要采取单流法从粉煤灰中溶出铝的设备系统，通常包括用于粉煤灰与酸溶液混合的配料槽、用于将混合料浆输送至反应釜的输送泵和反应釜，使用时首先将粉煤灰和酸溶液在配料槽中混合，形成混合料浆，将所述混合料浆通过输送泵和输送管道输送至反应釜进行高温溶出。由于干的粉煤灰与酸溶液混合时释放出反应热，从而在配料时混合料浆的温度急剧升高，甚至能达到水的沸点，这样的高温降低了设备的使用寿命；同时由于粉煤灰的磨蚀性和酸溶液的酸蚀性，使得粉煤灰和酸溶液混合形成的混合料浆既具有磨蚀性又具有酸蚀性，从而对配料槽(特别是其搅拌桨)、输送泵和输送管道都造成严重损害，设备使用寿命短，例如配料槽的搅拌桨的使用寿命只有2个月，输送泵的使用寿命一般不足2个月。
[0004]因此，需要一种能够提高设备的使用寿命，降低设备成本的粉煤灰酸法溶出铝的设备系统。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统，以提高设备的使用寿命，降低设备成本。
[0006]本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的:
[0007]—种用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统，包括:以输送管道依次连接的粉煤灰配料槽、输送泵和第一套管预热器；以输送管道依次连接的酸储罐、耐酸泵和第二套管预热器；和反应釜；所述第一套管预热器的出料端和所述第二套管预热器的出料端均与反应釜的进料口连接。
[0008]优选地，所述反应釜为至少两级反应釜，更优选为两级、三级或四级反应釜。
[0009]优选地，所述输送泵为不锈钢材质，所述第一套管预热器采用碳素钢材质，所述耐酸泵为氟塑合金材质。
[0010]与之相比，本实用新型设备系统通过合理布置各个设备的连接方式，使粉煤灰料浆与酸溶液分别通过各自的输送系统加入反应釜中进行混合并反应。这样的处理使得粉煤灰料浆和酸溶液在反应之前是分离的，对于各自的配料槽、输送泵和输送管道仅产生磨蚀和酸蚀损害中的一种，因而对设备造成的损害要远远小于现有技术中粉煤灰料浆与酸溶液预先混合对配料槽搅拌桨、输送泵和输送管道产生的磨蚀和酸蚀双重损害。本实用新型的设备系统通过将酸液和粉煤灰料浆以独立的设备和管道进行处理和输送，使各个设备无需采用昂贵的耐磨、耐酸材质，而使用寿命反而大大延长，设备成本降低30%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1示出了使用本实用新型一种实施方式的用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统的物料流程示意图。
[0012]图2示出了根据本实用新型的一种实施方式的用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统的示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不因此受到任何限制。在不偏离本实用新型的构思和限定的范围的情况下，本实用新型可以有其他的变形。
[0014]图1示出了使用本实用新型一种实施方式的用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统的物料流程示意图。
[0015]参见图1，在粉煤灰配料槽中将粉煤灰加水配制成粉煤灰料浆，通过输送泵将粉煤灰料浆输送至粉煤灰套管预热器，预热至40°C?70°C ;在酸溶液储槽中配制酸溶液，通过耐酸泵将所述酸溶液输送至酸溶液套管预热器，预热至40°C?70°C ;完成预热的粉煤灰料浆和酸溶液分别通过各自的输送管道输入反应釜中，混合成为混合料浆，然后在125°C?160°C下保温1.5h?3h，进行铝的溶出反应，溶出后的混合料浆加水进行稀释并降温至120°C以下。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的设备系统能够避免配料反应热对设备材料的损害，延长设备的使用寿命；粉煤灰料浆与酸溶液分别通过各自的输送系统加入反应釜中进行混合并反应，因而对于各自的配料槽、输送泵和输送管道仅产生磨蚀和酸蚀损害中的一种，对设备造成的损害要远远小于现有技术中粉煤灰料浆与酸溶液预先混合对配料槽搅拌桨、输送泵和输送管道产生的磨蚀和酸蚀双重损害，使所述设备的使用寿命大大延长；使用本实用新型方法还避免了使用同时耐酸、耐磨的昂贵材料，使设备成本降低30%以上。
[0017]优选地，所述粉煤灰料衆的固含量为40%?60%。固含量大于60%时会对泵的输送造成困难；固含量低于40%时，则需要高浓度的酸溶液；采取所述固含量，能够保证粉煤灰料浆的顺利输送，并且氧化铝的溶出率可达60?70%，这对于提取工业废渣粉煤灰中氧化铝是特别有益的。
[0018]优选地，本实用新型方法使用的酸溶液为盐酸或硫酸溶液，优选盐酸的质量浓度为28%?37%，硫酸的质量浓度为40?60%。
[0019]本实用新型方法中，可以通过任何加热方式使混合料浆升温至预定温度。优选地，通过将水蒸汽通入反应釜内的混合料浆中直接加热，或者将水蒸气通入反应釜外的加热套内间接加热来实现。
[0020]优选地，本发明方法包括至少两级反应釜，并用140°C?170°C的水蒸汽对至少第一级反应釜进行直接加热或间接加热。例如本发明方法可包括三级反应釜，混合料浆依次经过第一级反应釜、第二级反应釜和第三级反应釜，并将140°C?170°C的水蒸汽通入第一级反应釜中进行直接加热，第二级和第三级反应釜可根据实际的温度情况确定是否加热，只要三个反应釜的温度均保持在125°C~160°C进行反应即可。
[0021 ] 优选地，所述粉煤灰为循环流化床粉煤灰或经过活化的煤粉炉粉煤灰。循环流化床技术得到的粉煤灰主要组成成分包括氧化铝，且具有很好的活性，容易与酸反应，适合采用酸法溶出；其他类型的粉煤灰，例如煤粉炉粉煤灰，通常活性较低，需要经过活化后再进行酸溶出反应。
[0022]图2示出了根据本实用新型的一种实施方式的用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统的示意图。
[0023]参见图2，本实用新型的用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统包括以输送管道依次连接的粉煤灰配料槽、输送泵和第一套管预热器，以输送管道依次连接的酸储罐、耐酸泵和第二套管预热器，和反应釜，所述第一套管预热器的出料端和所述第二套管预热器的出料端均与反应釜的进料口连接。
[0024]所述反应釜可采用多级反应釜，例如二级、三级、四级反应釜。
[0025]所述输送泵可采用一般的不锈钢材质，所述第一套管预热器的材料可采用一般的钢管，比如碳素钢管；所述耐酸泵选用氟塑合金材质，所述第二套管预热器可选用一般的耐酸材质的预热器。
[0026]以下通过【具体实施方式】对本实用新型的设备系统进行进一步说明，但并不对本实用新型构成限制。以下实施方式均以循环流化床粉煤灰作为本实用新型粉煤灰酸溶法溶出铝的原料，该粉煤灰的主要化学成分如表1所示。
[0027]表1循环硫化床粉煤灰化学成分(wt%)
[0028]
【权利要求】
1.一种用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统，其特征在于，所述设备系统包括:以输送管道依次连接的粉煤灰配料槽、输送泵和第一套管预热器；以输送管道依次连接的酸储罐、耐酸泵和第二套管预热器；和反应釜；所述第一套管预热器的出料端和所述第二套管预热器的出料端均与反应釜的进料口连接。
2.根据权利要求1所述的设备系统，其特征在于，所述反应釜为至少两级反应釜。
3.根据权利要求2所述的设备系统，其特征在于，所述反应釜为两级、三级或四级反应釜。
【文档编号】C01F7/02GK203411348SQ201320533277
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】郭昭华, 魏存弟, 陈德, 董宏, 周正明, 王永旺, 刘希泉, 王宏宾, 曹坤 申请人:中国神华能源股份有限公司