一种铝酸钠溶液晶种分解槽的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种铝酸钠溶液晶种分解槽，在其槽体(1)的顶部装有电机系统(3)和变速系统(4)，在槽体(1)中装有旋转轴(9)，在旋转轴(9)上沿纵向设置有4层搅拌桨叶(8)，第1层搅拌桨叶(8)装在旋转轴(9)的上部，分解浆料的液面以下；第2、3层搅拌桨叶(8)装在旋转轴(9)的中部，第4层搅拌桨叶(8)装在旋转轴(9)的下部。本实用新型减少了沿轴向机械搅拌桨叶的排布密度，有效减小了氢氧化铝结晶颗粒的碰撞、破碎几率，改善了分解反应结晶颗粒的长大环境，有利于提高产品粒度；同时简化了分解槽的搅拌结构，减少了搅拌设备投资，降低了搅拌功率和能耗，节约了能源。
【专利说明】一种铝酸钠溶液晶种分解槽
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种铝酸钠溶液晶种分解槽，尤其涉及一种生产氢氧化铝的机械搅拌式平底的铝酸钠溶液晶种分解槽。
【背景技术】
[0002]氧化铝生产过程中，铝酸钠溶液的晶种分解是将大量的晶种加入分解槽进行氢氧化铝晶体的诱导结晶和长大，使过饱和的铝酸钠溶液分解。该过程是控制氧化铝产品技术经济指标的关键工序之一。晶种分解过程中使用的主要设备是晶种分解槽，简称分解槽。现阶段，铝酸钠溶液的晶种分解大都采用机械搅拌平底分解槽，直径14米，高30米以上，容积4000立方米以上，属于大型冶金装备。对于这种大型的化学结晶反应装备，通常需要配置一套机械搅拌装置，一般包括驱动电机、变速系统、与槽体同样高度的旋转轴和安装在旋转轴上的搅拌桨叶。在传统的分解工艺中，一直认为搅拌混合强度下降，溶液中的氢氧化铝固相颗粒会快速下沉，导致积料、堵塞、沉槽等现象，认为追求强的搅拌混合，是使分解溶液中的结晶颗粒完全悬浮混合、确保生产连续与稳定的必要条件，因此，现有的分解槽为了追求较好的混合效果，在旋转轴上从上至下安装了 5层搅拌桨叶，每层搅拌桨叶由2片叶片组成，共计10片，每片叶片的长度为4?5.5米，对称安装在旋转轴上，驱动电机功率约为75千瓦。一组分解生产流程需要配置这样的分解槽12?14台，每台分解槽都要配置上述的5层大型搅拌桨叶及功率，连续运转，不停产，不停止，不但需要消耗大量电能，并且造成整个搅拌系统的价格昂贵，而且由于搅拌桨叶沿轴向有5层，桨叶在轴向的分布密度过高，并且搅拌旋转轴转速一般为4.8rpm,换算成主搅拌桨叶处(直径约在Φ 8?10米处)的线速度在2?2.5米左右，桨叶与氢氧化铝结晶颗粒相互碰撞的速度较大，从而导致从槽顶流动至槽底的、逐渐长大的大部分结晶颗粒受到桨叶搅拌、碰撞而破碎的几率较高，使产品粒度细化。经过我们研究证明，在目前氧化铝晶种分解浓度范围内，氢氧化铝晶体生长的活化能较高，完全可在弱搅拌的条件下满足分解结晶的能量需要，同时弱搅拌能改善颗粒结晶环境，增加氧化铝粒度；而目前生产所采取的搅拌混合强度过大，搅拌装置庞大复杂，不仅白白浪费能源，还增加分解槽的空间结构复杂性，增加零部件的投入和桨叶结垢的清理费用等。因此，有必要对现有的分解设备进行改进。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种铝酸钠溶液晶种分解槽，在满足铝酸钠溶液浆料结晶反应动力条件下，改善氢氧化铝结晶颗粒的长大环境、减小氢氧化铝结晶颗粒生长过程中的碰撞细化，同时实现节能和节省零部件投入。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]一种铝酸钠溶液晶种分解槽。其构成包括分解槽槽体、进料口、出料口和出料管，在槽体的顶部装有驱动电机和变速系统，在槽体中装有旋转轴，旋转轴与变速系统连接，在所述的旋转轴上沿纵向分布有4层搅拌桨叶，第I层搅拌桨叶安装在旋转轴的上部，并位于分解浆料的液面以下；第2层和第3层搅拌桨叶安装在旋转轴的中部，第4层搅拌桨叶安装在旋转轴的下部。
[0006]上述的铝酸钠溶液晶种分解槽，在出料管中插入有提料风管。
[0007]前述的铝酸钠溶液晶种分解槽，所述的4层搅拌桨叶中，每层搅拌桨叶的叶片数量可以是I片，也可以是2片以上。
[0008]前述的铝酸钠溶液晶种分解槽，所述的4层搅拌桨叶中，上下相邻两层搅拌桨叶的安装方式可以是相互平行安装或者是交错安装。
[0009]本实用新型的有益效果:与现有技术的5层搅拌桨叶相比，本实用新型的搅拌系统仅采用4层搅拌桨叶，减少了分解槽中沿轴向机械搅拌桨叶的排布密度，有效减小了氢氧化铝结晶颗粒的碰撞、破碎几率，改善了分解反应结晶颗粒的长大环境，有利于提高产品粒度；同时，也简化了分解槽的空间结构，减少了搅拌零部件投资和清理费用，降低了搅拌功率和能耗，节约了能源。
[0010]本实用新型采用4层搅拌桨叶就能够满足铝酸钠溶液浆料流速在600?1400m3/h范围内氢氧化铝晶种结晶反应连续生产所需的工艺条件，其理论依据是因为氢氧化铝晶体生长的活化能较高，搅拌混合不是影响反应效率的主导因素。目前精制过的高浓度过饱和铝酸钠溶液的粘性较高，固含也很高，固体体积分数占30%以上，且结晶的氢氧化铝固体颗粒大都在几十微米量级，这样的一个固-液两相体系，在沉降过程中，液体对固体颗粒的拖曳作用以及固体颗粒之间的干涉作用，导致固体颗粒的沉降速度较慢，在完全正常的分解生产作业流量范围内(约600?1400m3/h)，即使完全停止搅拌，在短时间内也不会导致分解槽内轴向固含差的急剧变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构示意图。
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0013]实施例1。如图1所示，包括槽体1、进料口 2，在槽体I的顶部装有驱动电机3和变速系统4，旋转轴9与变速系统4连接，旋转轴9安装在圆柱分解槽的轴心处，高度与分解槽相同，出料管7布置在分解槽内的一侧与出料溜槽6相通，出料管7的出料方式，可采用设置液位差自压出料，也可以设置提料风管5利用空气升液原理出料，或者二者组合使用。在旋转轴9上沿纵向仅设置有4层搅拌桨叶8，其中的第I层搅拌桨叶8装在旋转轴9的上部，分解浆料的液面A以下，由于分解浆料从分解槽体侧面的进料溜槽2呈股流状态流入，该层搅拌可以使得刚进入的浆料在分解槽上部区域内、沿与槽面平行的方向上混合均匀，营造良好的初期分解反应环境，随后进入到稳定的结晶颗粒长大反应过程；第2层和第3层搅拌桨叶8装在旋转轴9的中部，由于分解槽较高(30米以上)，浆料通过一个分解槽的时间较长，大约4小时左右，在旋转轴9的中部布置两层搅拌桨叶8，可以使已经反应过一半段时间的浆料得到混合，有利于改善下半段时间的反应环境；第4层搅拌桨叶8装在旋转轴9的下部，使分解槽底部的浆料混合均匀，避免固-液分离，便于结晶颗粒产物从出料管7排出，而不是在槽底产生积累。4层搅拌桨叶8中，每层搅拌桨叶的叶片数量可以为2片或者2片以上，也可以是I片。每层搅拌桨叶的叶片类型可以是CBY、ROBIN或INTERMIG或其它类型桨叶等。4层搅拌桨叶8中，上下相邻两层搅拌桨叶的安装方式可以是采用相互平行安装，也可以交错安装。
[0014]工作时，电机系统3将输出的动力经变速系统4、旋转轴9传递到搅拌桨叶8上，其中变速系统4可采用减速机变速，也可以采用变频调速；铝酸钠溶液浆料从进料溜槽2进入分解槽，经上部的第I层搅拌桨叶8混合后，开始稳定的长大过程，大约经2个小时左右到达分解槽中部位置，经中部的第2、3层搅拌桨叶8的搅拌混合后，分解反应环境得到了改善，继续往下进行长大的反应过程，再经过2个小时到达分解槽底部后，又经下部的第4层搅拌桨叶8的搅拌混合，在液位差或提料风管5的作用下，由出料管7、经出料溜槽6排出分解槽外。
[0015]本实用新型的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出的各种变化均属于本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种铝酸钠溶液晶种分解槽，包括槽体(I)、进料口(2)、出料口(6)和出料管(7)，在槽体(I)的顶部装有驱动电机(3)和变速系统(4)，在槽体(I)中装有旋转轴(9)，旋转轴(9)与变速系统(4)连接，其特征在于:在所述的旋转轴(9)上沿纵向设置有4层搅拌桨叶(8)，第I层搅拌桨叶(8)装在旋转轴(9)的上部，分解浆料的液面以下；第2层和第3层搅拌桨叶(8)装在旋转轴(9)的中部，第4层搅拌桨叶(8)装在旋转轴(9)的下部。
2.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液晶种分解槽，其特征在于:在所述的出料管(7)中插入有提料风管(5)。
3.根据权利要求1或2所述的铝酸钠溶液晶种分解槽，其特征在于:所述4层搅拌桨叶(8)中，每层搅拌桨叶的叶片数量为I片或2片以上。
4.根据权利要求1或2所述的铝酸钠溶液晶种分解槽，其特征在于:所述的4层搅拌桨叶(8)中，上下相邻两层搅拌桨叶是平行安装或交错安装。
【文档编号】C01F7/14GK204057988SQ201420421751
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】苏向东, 丁元法, 胡大乔, 何力, 柳健康, 李丹宁, 黄健, 李勇 申请人:贵州省新材料研究开发基地