本发明属于氧化铝生产领域，具体涉及一种高浓度种分母液的蒸发方法。
背景技术：
种分母液(晶种分解的母液)蒸发是氧化铝生产工艺中的关键环节，既决定着氧化铝的能耗，还对系统的循环效率影响很大，近年来随着管式降膜蒸发器在氧化铝生产中的应用，蒸发工序的能耗得到了大幅降低，老式的列管式蒸发器已基本淘汰，但是由于氧化铝种分母液中存在着各种盐类(主要以碳酸钠为主)，随着种分母液浓度的蒸高，这些盐的析出非常明显，造成管式降膜蒸发器堵管现象严重，最终导致运行故障，因此这种蒸发技术限制浓度的进一步提高。虽然近年来，开发出了强制循环以提高浓度进行排盐，但是由于强制循环存在汽耗高、电耗高、造价高的缺陷，同时强制循环泵故障较多的问题，已成为氧化铝蒸发的一大难题，有些企业为了减少强制效的运行时间，不惜降低蒸发浓度指标，或者采取其他降低盐浓度的办法，最终都是以影响技术指标为代价。另一方面，提高蒸发后种分母液浓度对氧化铝生产的关键指标循环效率意义重大，同时，蒸发的排盐效果对氧化铝后续的核心工序的运行也起到决定作用，因此，高浓度蒸发对氧化铝生产来讲，无论是稳定生产还是优化指标都有巨大的好处。
技术实现要素：
针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提出一种种分母液的高浓度蒸发排盐方法，通过采用两步蒸发、负压蒸水、混合排盐技术，解决了氧化铝生产过程中种分母液高浓度蒸发问题。实现本发明目的的技术方案为：一种种分母液的高浓度蒸发排盐方法，包括步骤：(1)第一步蒸发：将种分原液用降膜蒸发器蒸发至Nk为250～280g/L，然后再用负压进行闪蒸，得到浓度以Nk计为270～300g/L的碱液，(2)排盐：将步骤(2)换热后得到Nk270～300g/L的碱液与浓度以Nk计为500～600g/L的碱液进行调配搅拌以排盐，调配后的混合碱液浓度以Nk计为380～400g/L，搅拌时间10～15分钟；(3)过滤：将排盐后的排盐溶液用压滤机进行压滤，所述压滤机为板框压滤机；(4)第二步蒸发：将步骤(3)得到滤液采用降膜蒸发器进行蒸发，然后再用负压进行闪蒸，浓度提高到Nk500～600g/L，出料温度为101～121℃。其中，所述种分原液中氧化铝含量40～80g/L，Nk含量100～150g/L(以Na2O计的浓度)，苛性化值αk为3～5。进一步地，种分原液中碳碱浓度Nc可以是5～20g/L，全碱浓度Nt可以是100～200g/L，硫酸钠浓度Ns可以是4～8g/L。优选地，步骤(1)闪蒸的真空度为0.06～0.1Mpa。其中，在步骤(1)至(4)完成至少一次后，步骤(1)之后进行板式换热步骤：将步骤(1)得到的Nk为270～300g/L的碱液与步骤(4)得到的碱液进行板式换热，Nk为270～300g/L的碱液换热后温度为100～120℃，进入步骤(2)；步骤(4)得到的碱液经板式换热后温度降到85℃以下，作为成品种分母液排出。本工艺首次起动时，板式换热步骤短路操作。更优选地，所述步骤(2)中，调配的混合液中加入种子，所述种子为排盐步骤排出的盐，种子量8～15g/L。种子为排盐步骤中排出的盐，其成分主要是有结晶水的碳酸钠。加入种子是为了改善析出的晶体形状，获得粗大的晶体，有利于过滤。其中，所述步骤(2)中，调配后的混合碱液浓度以Nk计为350～450g/L。所述步骤(2)中，在生产初期，浓度以Nk计为500～600g/L的碱液是用质量浓度50％的液碱(氢氧化钠溶液)配制；在步骤(1)至(4)完成至少一次后，所述浓度以Nk计为500～600g/L的碱液是步骤(4)第二步蒸发得到的碱液。其中，步骤(4)中闪蒸的真空度为0.06～0.1Mpa。本发明与现有技术相比优点在于：(1)本发明在氧化铝传统蒸发技术的基础上，提出两步蒸发工艺，实现了运行及投资的最合理化，第一步蒸发采用汽耗低、投资少的常规材料的蒸发器，蒸发80％以上的水量，第二步蒸发采用投资较高、汽耗高的耐碱镍材蒸发器蒸发剩余的水量。本发明提出的方法，在蒸发过程中有三个特点：一是不受碳碱浓度影响，二是取消了运行能耗较高、故障较高的强制循环环节，三是全部采用汽耗较低的降膜蒸发器。(2)利用高浓度碱液的沸点升高的特性，采用负压蒸水技术，既节约了蒸汽，又保证了闪蒸后碱液的温度。(3)本发明实现了排盐技术的突破，通过调配法排盐技术，实现了排盐效果达到90％以上，排盐非常彻底，解决了传统种分母液蒸发因排盐困难制约蒸发浓度的问题。(4)本发明通过解决排盐问题，实现了用降膜蒸发器取代能耗高、操作困难、故障频繁的强制循环蒸发器，保证了蒸发浓度的大幅提高，稳定了蒸发工序的生产。附图说明图1为本发明种分母液的高浓度蒸发排盐的流程图。具体实施方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中，如无特殊说明，所用方法和设备均为本领域常规的设备和方法。实施例1：本实施例处理的种分原液成分如表1。表1：实施例1种分蒸发原液成分成分AL2O3NkNcNtSiO2Nc/NtNsak含量(g/L)43.54108.8110.72119.530.228.97％4.294.1图1示出了种分母液的高浓度蒸发排盐的流程图。首先将成分如表1的种分蒸发原液进行一步蒸发，将种分原液用常规六效管式降膜蒸发器蒸发至Nk260g/L(以Na2O计的浓度)，然后再用负压进行闪蒸，闪蒸罐的真空度为0.08MPa，浓度提高到Nk280g/L，此时的一步蒸发母液浓度接近于盐的析出浓度，出料温度为83℃。将闪蒸得到的一步蒸发母液与二步蒸发得到高浓度碱液的一部分在板式换热器中进行逆流换热，将一步蒸发母液温度提高到100℃以上，将二步蒸发母液温度降到85℃以下，成为本技术的产品，即成品种分母液。将板式交换完的一步蒸发母液与二步蒸发得到的高浓度碱液按比例进行混合排盐，控制一步蒸发母液与二步蒸发得到的高浓度碱液混合后的碱液浓度Nk380g/L，搅拌时间为15分钟，加种子量为10g/L(没有用于混合的二步蒸发高浓度碱液则进入板式换热器)。将排盐完成得到的排盐溶液用压滤机进行压滤。采用板框压滤机，过滤介质为滤布，采用常规压滤操作，压滤得到的固相盐滤饼的附液量为32％，滤液中Nc(碳碱含量)为0.95g/L。排盐效果达到了92％。将压滤得到滤液采用镍材三效降膜蒸发器进行蒸发，然后再用负压进行闪蒸，闪蒸罐的真空度控制为0.08MPa，出料浓度为Nk550g/L，然后将其分为两部分，一部分与一步蒸发母液进行换热降温，另一部分与一步蒸发母液进行混合排盐。实施例2表2：实施例2种分蒸发原液成分成分AL2O3NkNcNtSiO2Nc/NtNsak含量(g/L)57.02122.677.2129.870.325.54％5.213.54首先将成分如表2的种分蒸发原液进行一步蒸发，将种分原液用常规六效管式降膜蒸发器蒸发至Nk280g/L，然后再用负压进行闪蒸，真空度控制在0.08MPa，浓度提高到Nk300g/L，此时的种分母液浓度接近于盐的析出浓度，出料温度为86℃。将闪蒸得到的一步蒸发母液与二步蒸发得到高浓度碱液的一部分进行板式逆流换热，将一步蒸发母液温度提高到100℃以上，将二步蒸发母液温度降到88℃，成为本技术的产品，即成品种分母液。将板式交换完的一步蒸发母液与二步蒸发得到的高浓度碱液按比例进行混合排盐，两种溶液混合后的碱液浓度Nk为400g/L，搅拌时间为10分钟，加种子量为10g/L。将排盐完成得到的排盐溶液用压滤机进行压滤，滤饼附液量为32％，滤液的Nc为0.90g/L。将压滤得到滤液采用镍材三效降膜蒸发器进行蒸发，然后再用负压进行闪蒸，真空度控制在0.08MPa，出料浓度控制到Nk500g/L，然后将其分为两部分，一部分与一步蒸发母液进行换热降温，另一部分与一步蒸发母液进行混合排盐。实施例3表3：实施例3种分蒸发原液成分成分AL2O3NkNcNtSiO2Nc/NtNsak含量(g/L)61.62130.2111.26128.810.318.74％5.023.60首先将成分如表3的种分蒸发原液进行一步蒸发，将种分原液用常规六效管式降膜蒸发器蒸发至Nk250g/L，然后再用负压进行闪蒸，真空度控制在0.08MPa，浓度提高到Nk290g/L，此时的种分母液浓度接近于盐的析出浓度，出料温度为86℃。将闪蒸得到的一步蒸发母液与二步蒸发得到高浓度碱液的一部分进行板式逆流换热，将一步蒸发母液温度提高到100℃以上，将二步蒸发母液温度降到88℃，成为本技术的产品，即成品种分母液。将板式交换完的一步蒸发母液与二步蒸发得到的高浓度碱液按比例进行混合排盐，两种溶液混合后的碱液浓度Nk为350g/L，搅拌时间为10分钟，加种子量为10g/L。将排盐完成得到的排盐溶液用压滤机进行压滤，滤饼附液量为32％，滤液的Nc为0.90g/L。将压滤得到滤液采用镍材三效降膜蒸发器进行蒸发，然后再用负压进行闪蒸，真空度控制在0.08MPa，出料浓度控制到Nk500g/L，然后将其分为两部分，一部分与一步蒸发母液进行换热降温，另一部分与一步蒸发母液进行混合排盐。实施例4表4：实施例4种分蒸发原液成分成分AL2O3NkNcNtSiO2Nc/NtNsak含量(g/L)72.08140.2116.20156.410.3210.36％6.113.20首先将成分如表4的种分蒸发原液进行一步蒸发，将种分原液用常规六效管式降膜蒸发器蒸发至Nk250g/L，然后再用负压进行闪蒸，真空度控制在0.08MPa，浓度提高到Nk270g/L，此时的种分母液浓度接近于盐的析出浓度，出料温度为82℃。将闪蒸得到的一步蒸发母液与二步蒸发得到高浓度碱液的一部分进行板式逆流换热，将一步蒸发母液温度提高到100℃以上，将二步蒸发母液温度降到85℃以下，成为本技术的产品，即蒸发后母液。将板式交换完的一步蒸发母液与二步蒸发得到的高浓度碱液按比例进行混合排盐，混合排盐控制条件为：混合后的碱液浓度Nk390g/L，搅拌时间为10分钟，加种子量为10g/L。将排盐完成得到的排盐溶液用压滤机进行压滤，滤饼附液量可控制在32％，滤液Nc小于1g/L。将压滤得到滤液采用镍材三效降膜蒸发器进行蒸发，然后再用负压进行闪蒸，真空度控制在0.08MPa，出料浓度控制到Nk600g/L，然后将其分为两部分，一部分与一步蒸发母液进行换热降温，另一部分与一步蒸发母液进行混合排盐。尽管本发明的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。对本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术的替代，以及特征的等效变化或修饰，或者特征间的相互不同组合，都能实现本专利描述的功能和效果，不再一一举例说明，均属本专利保护范围。