一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法与流程

本发明属于氧化铝节能技术领域，特别涉及一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法。

背景技术：

铝土矿类型的不同，氧化铝生产的方法就会不同，目前以三水铝石型铝土矿为原料，采用拜耳法生产氧化铝，由于三水铝石型铝土矿中氧化铝很容易溶出，因而采用低温、低碱浓度溶出，溶出温度为140～150℃，溶出母液NK为150～180g/L。

拜耳法在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，其经济效果非其它方法所能媲美。目前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝有90％以上是用拜耳法生产的，拜耳法实质上分为4个过程，溶出，稀释，分解，蒸发，他们构成一个循环过程，其中蒸发主要有蒸发站和母液调配构成，主要作用是保持循环母液体系的水分量的平衡，使蒸发母液达到符合拜耳法溶出配料的浓度要求。有数据表明，蒸发车间的能耗约占氧化铝生产能耗的17～24％，约占生产成本的9～11％。由此可见，氧化铝厂的能耗直接影响着工厂经济效益、环境效益和社会效益，节能降耗是所有企业追求的目标。如何大幅度降低蒸发能耗，对整个氧化铝生产节能降耗具有十分重要意义。

目前三水铝石生产的氧化铝，均采用NK值为100～130g/L的分解母液全部进入蒸发站，出料母液的NK为150～180g/l，后送至母液调配槽待用，这种母液制备方法，流程简单，但是蒸发站过料压力大，从而导致循环泵和过料泵流量增加，设备规格增大，电耗，初期投资都提高。

技术实现要素：

针对现有技术方法制备循环母液存在的问题，本发明提供一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法，目的是通过该工艺方法降低生产成本，初期投资，维护成本。

一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1，原液储存：将NK值为100～130g/L的分解母液输送至蒸发原液槽；

步骤2，蒸发：从蒸发原液槽中取出分解母液，输送至蒸发站；采用两段全逆流蒸发工艺流程进行蒸发；控制蒸发站进料量，使出料母液的NK值为250～260g/L，控制原理为公式(1)：

Q_原×NK_原＝(Q_原-W)×NK_母 (1)

式中：Q_原-蒸发站进料量；NK_原-蒸发原液槽中分解母液的NK值；W-蒸发站蒸水能力；NK_母-蒸发站出料母液的NK值；

步骤3，母液调配：从蒸发原液槽中取出分解母液，加入出料母液进行调配，制得溶出母液；其中，溶出母液的NK值为150～180g/L；

步骤4，母液储存：将溶出母液送至母液槽缓冲槽备用。

NK的含义为：溶液中氢氧化钠的浓度，单位为g/L；

所述的步骤1中，分解母液来源于拜耳法生产氧化铝的分解车间，蒸发原液槽位于蒸发车间，设置原液槽的目的是给蒸发站停车，不影响分解母液生产；

所述的步骤2中，为了获得NK值更高的出料母液，蒸发达到蒸发站能力上限值为宜，目前蒸发站均可以浓缩NK值至250g/L；蒸发站均采用标准设备，所用的工艺流程为常规方法；其中蒸发站中的VI效管式降膜蒸发器能够替换成七效分段管式降膜蒸发器；蒸发站要求I效降膜蒸发器分离室内溶液的NK值不能超过250g/L，防止碳碱析出；降膜蒸发器中NK值最高的就是I效降膜蒸发器，所以控制好I效降膜蒸发器分离室内溶液的NK值，其他降膜蒸发器中的NK值就低于安全浓度；

所述的步骤3中，调配过程采用的设备为调配混均槽或者静态混合器；

所述的步骤3中，从理论上，调配合格的母液不需要外加液碱，实际生产过程与理论过程有差别，主要存在着氧化铝和苛碱的化学损失和机械损失，因而在每一次调节过程之后，必须补充损失的碱，使母液的浓度保持在三水铝石溶出要求的NK值的范围，母液才能达到合格浓度；

所述的步骤3中，根据公式(2)进行调配：

C₃×V₃＝C₁×V₁+C₂×V₂ (2)

式中：C₁-出料母液的NK值；V₁-出料母液的体积；C₂-蒸发原液槽中母液的NK值；V₂-蒸发原液槽中母液的体积；C₃-溶出母液的NK值；V₃-溶出所需母液的体积；

所述的步骤4中，设置母液槽的目的是蒸发站停车不影响原料磨生产；加液碱调节母液浓度的过程为现有技术，不再赘述车后，不影响其它工段正常生产。

本发明的一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法，与现有技术相比，特点和有益效果是：

1.本发明的一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法，采用部分蒸发，一部分母液进行高浓度蒸发的方法，有效避免了现有技术中蒸发电耗高，管件规格大等技术弱点，为三水铝石生产氧化铝提供了一条经济有效的技术途径。

2.本发明的一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法，与常规方法比电耗可以降低30％左右。

3.本发明的一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法，管件规格会大幅度减小。

4.本发明的一种三水铝石型铝土矿母液的制备方法，由于部分母液进行蒸发，其它荷载也相对减小，同时土建结构也可以进行减小，减小钢材量。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程框图。

具体实施方式

本发明实施例的工艺流程框图如图1所示，采用的蒸发站的蒸水能力W为300t/h。

实施例1

本实施例的三水铝石型铝土矿母液的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1，原液储存：将NK值为130g/L的分解母液输送至蒸发原液槽；

步骤2，蒸发：从蒸发原液槽中取出分解母液，输送至蒸发站；采用两段全逆流蒸发工艺流程进行蒸发；控制蒸发站进料量Q原为625m³/h，使出料母液的NK值NK_母为250g/L，控制原理为公式(1)：

Q_原×NK_原＝(Q_原-W)×NK_母 (1)

式中：Q_原-蒸发站进料量，m³/h；NK_原-蒸发原液槽中分解母液的NK值，g/L；W-蒸发站蒸水能力，t/h；NK_母-蒸发站出料母液的NK值，g/L；

步骤3，母液调配：从蒸发原液槽中取出NK值为130g/L的分解母液，加入NK值为250g/L的出料母液在调配混均槽中进行调配，制得溶出母液；其中，溶出母液的NK值为180g/L；

根据公式(2)进行调配：

C₃×V₃＝C₁×V₁+C₂×V₂ (2)

式中：C₁-出料母液的NK值，g/L；V₁-出料母液的体积，L；C₂-蒸发原液槽中母液的NK值，g/L；V₂-蒸发原液槽中母液的体积，L；C₃-溶出所需母液的NK值，g/L；V₃-溶出母液的体积，L；

步骤4，母液储存：将溶出母液送至母液槽缓冲槽备用。

实施例2

本实施例的三水铝石型铝土矿母液的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1，原液储存：将NK值为100g/L的分解母液输送至蒸发原液槽；

步骤2，蒸发：从蒸发原液槽中取出分解母液，输送至蒸发站；采用两段全逆流蒸发工艺流程进行蒸发；控制蒸发站进料量Q_原为487.5m³/h，使出料母液的NK值NK_母为260g/L，控制原理为公式(1)：

Q_原×NK_原＝(Q_原-W)×NK_母 (1)

式中：Q_原-蒸发站进料量，m³/h；NK_原-蒸发原液槽中分解母液的NK值，g/L；W-蒸发站蒸水能力，t/h；NK_母-蒸发站出料母液的NK值，g/L；

步骤3，母液调配：从蒸发原液槽中取出NK值为100g/L的分解母液，加入NK值为260g/L的出料母液在静态混合器中进行调配，制得溶出母液；其中，溶出母液的NK值为150g/L；

根据公式(2)进行调配：

C₃×V₃＝C₁×V₁+C₂×V₂ (2)

式中：C₁-出料母液的NK值，g/L；V₁-出料母液的体积，L；C₂-蒸发原液槽中母液的NK值，g/L；V₂-蒸发原液槽中母液的体积，L；C₃-溶出所需母液的NK值，g/L；V₃-溶出母液的体积，L；

步骤4，母液储存：将溶出母液送至母液槽缓冲槽备用。

实施例3

本实施例的三水铝石型铝土矿母液的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1，原液储存：将NK值为120g/L的分解母液输送至蒸发原液槽；

步骤2，蒸发：从蒸发原液槽中取出分解母液，输送至蒸发站；采用两段全逆流蒸发工艺流程进行蒸发；控制蒸发站进料量Q_原为577m³/h，使出料母液的NK值NK_母为250g/L，控制原理为公式(1)：

Q_原×NK_原＝(Q_原-W)×NK_母 (1)

式中：Q_原-蒸发站进料量，m³/h；NK_原-蒸发原液槽中分解母液的NK值，g/L；W-蒸发站蒸水能力，t/h；NK_母-蒸发站出料母液的NK值，g/L；

步骤3，母液调配：从蒸发原液槽中取出NK值为120g/L的分解母液，加入NK值为250g/L的出料母液在调配混均槽中进行调配，制得溶出母液；其中，溶出母液的NK值为160g/L；

根据公式(2)进行调配：

C₃×V₃＝C₁×V₁+C₂×V₂ (2)

式中：C₁-出料母液的NK值，g/L；V₁-出料母液的体积，L；C₂-蒸发原液槽中母液的NK值，g/L；V₂-蒸发原液槽中母液的体积，L；C₃-溶出所需母液的NK值，g/L；V₃-溶出母液的体积，L；

步骤4，母液储存：将溶出母液送至母液槽缓冲槽备用。

实施例4

本实施例的三水铝石型铝土矿母液的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1，原液储存：将NK值为110g/L的分解母液输送至蒸发原液槽；

步骤2，蒸发：从蒸发原液槽中取出NK值为110g/L的分解母液，输送至蒸发站；采用两段全逆流蒸发工艺流程进行蒸发；控制蒸发站进料量Q_原为520m³/h，使出料母液的NK值NK_母为260g/L，控制原理为公式(1)：

Q_原×NK_原＝(Q_原-W)×NK_母 (1)

式中：Q_原-蒸发站进料量，m³/h；NK_原-蒸发原液槽中分解母液的NK值，g/L；W-蒸发站蒸水能力，t/h；NK_母-蒸发站出料母液的NK值，g/L；

步骤3，母液调配：从蒸发原液槽中取出NK值为110g/L的分解母液，加入NK值为260g/L的出料母液在静态混合器中进行调配，制得溶出母液；其中，溶出母液的NK值为180g/L；

根据公式(2)进行调配：

C₃×V₃＝C₁×V₁+C₂×V₂ (2)

式中：C₁-出料母液的NK值，g/L；V₁-出料母液的体积，L；C₂-蒸发原液槽中母液的NK值，g/L；V₂-蒸发原液槽中母液的体积，L；C₃-溶出所需母液的NK值，g/L；V₃-溶出母液的体积，L；

步骤4，母液储存：将溶出母液送至母液槽缓冲槽备用。

采用本发明三水铝石型铝土矿母液的制备方法，使通过蒸发站原液量变小，蒸发站配套的过料泵流量也减小，从而减小过料泵功率，虽然调配量增大，蒸发站需要能耗，而调配只需要泵余压调配，无需添加更多辅助。