一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置的制作方法

本实用新型涉及有色金属冶炼中拜耳法生产氧化铝的技术领域，尤其是涉及一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置。

背景技术：

近年来，随着铝工业的快速发展，铝土矿资源的大量使用，铝土矿中所存在的一些问题也有所凸显。铝土矿中含有一定量的碱金属氧化物，其中含有的氧化钾会随着拜耳法生产氧化铝流程进入到循环母液中，造成氧化铝产品钾的富集，通过对该种氧化铝的电解质进行分析，发现钾会在铝电解质中富集。随着铝电解质中钾质量分数的增加，会造成铝电解质的过热度升高，减少电解槽的寿命，降低原铝的质量，给电解铝生产带来巨大的影响，并造成经济损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置，以解决现有技术中拜耳法生产氧化铝中缺少去除钾的装置的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置，包括除钾管路和钾收集管路，其中，所述除钾管路上设置有吸附柱，所述吸附柱用以吸附含钾循环母液中的钾，所述钾收集管路与所述吸附柱相连通，所述钾收集管路内的脱附剂经过所述吸附柱时能带走所述吸附柱内含有的钾。

可选地，所述吸附柱的个数有多个，所有所述吸附柱依次首尾相连通。

可选地，所述除钾管路包括释放槽和收集槽，所述释放槽与所述吸附柱的进液口通过第一管道相连通，所述收集槽与所述吸附柱的出液口通过第二管道相连通。

可选地，所述收集槽上设置有第一浓度测量仪、第一进液口和第一出液口，所述第一进液口与所述第二管道相连通，所述第一出液口与氧化铝生产装置通过第一排液管道相连通，所述第一排液管道设置有第一排液阀门和排液水泵，所述第一浓度测量仪用以测量所述收集槽内钾的浓度；

所述用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置还包括第一接收控制器，所述第一浓度测量仪与所述第一接收控制器相连接，所述第一浓度测量仪能将测量数值传递给所述第一接收控制器。

可选地，所述第一管道上设置有第一水泵和第一阀门，所述第二管道上设置有第二水泵和第二阀门，所述第一水泵、所述第一阀门、所述第二水泵和所述第二阀门均与所述第一接收控制器相连接，所述第一接收控制器能控制所述第一阀门和所述第二阀门的开关状态以及所述第一水泵和所述第二水泵的工作状态。

可选地，所述钾收集管路包括盛液槽和结晶器，所述盛液槽与所述吸附柱的进液口通过第三管道相连通，所述结晶器与所述吸附柱的出液口通过第四管道相连通。

可选地，所述结晶器包括加热套设备和结晶罐，所述结晶罐穿过所述加热套设备且所述结晶罐与所述加热套设备相连接。

可选地，所述结晶罐上设置有第二浓度测量仪、第二进液口、第二出液口和出气口，所述第二进液口与所述第四管道相连通，所述第二出液口与钾盐收集装置通过第二排液管道相连通，所述第二排液管道设置有第二排液阀门，所述第二浓度测量仪用以测量所述结晶罐内钾的浓度；

所述用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置还包括第二接收控制器，所述第二浓度测量仪与所述第二接收控制器相连接，所述第二浓度测量仪能将测量数值传递给所述第二接收控制器。

可选地，所述第三管道上设置有第三水泵和第三阀门，所述第四管道上设置有第四水泵和第四阀门，所述第三水泵、所述第三阀门、所述第四水泵和所述第四阀门均与所述第二接收控制器相连接，所述第二接收控制器能控制所述第三阀门和所述第四阀门的开关状态以及所述第三水泵和所述第四水泵的工作状态。

可选地，所述加热套设备上设置有蒸汽入口和蒸汽出口，所述加热套设备内部为中空结构。

本实用新型提供的一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置，吸附柱内填充有吸附剂，在除钾管路上，含钾循环母液经过吸附柱时，循环母液中的钾能被吸附剂吸附，使得钾不会随着循环母液流向收集槽，进而实现了除去循环母液中的钾，本实用新型还具有收集钾的功能，在钾收集管路上，脱附剂经过吸附柱时能带走吸附柱内含有的钾，进入到结晶器内，并经过加热处理形成钾盐，同时也使得吸附柱能循坏使用，以解决现有技术中拜耳法生产氧化铝中缺少去除钾的装置的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置的结晶器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置的收集槽的结构示意图；

图中1、除钾管路；11、吸附柱；12、释放槽；13、收集槽；131、第一浓度测量仪；132、第一进液口；133、第一出液口；2、钾收集管路；21、盛液槽；22、结晶器；221、加热套设备；2211、蒸汽入口；2212、蒸汽出口；222、结晶罐；2221、第二浓度测量仪；2222、第二进液口；2223、第二出液口；2224、出气口；3、第一管道；31、第一水泵；32、第一阀门；4、第二管道；41、第二水泵；42、第二阀门；5、第一排液管道；51、第一排液阀门；52、排液水泵；6、第三管道；61、第三水泵；62、第三阀门；7、第四管道；71、第四水泵；72、第四阀门；8、第二排液管道；81、第二排液阀门。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供了一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置，包括除钾管路1和钾收集管路2，其中，除钾管路1上设置有吸附柱11，吸附柱11用以吸附含钾循环母液中的钾，钾收集管路2与吸附柱11相连通，钾收集管路2内的脱附剂经过吸附柱11时能带走吸附柱11内含有的钾。本实用新型提供的一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置，吸附柱11内填充有吸附剂，在除钾管路1上，含钾循环母液经过吸附柱11时，循环母液中的钾能被吸附剂吸附，使得钾不会随着循环母液流向收集槽13，进而实现了除去循环母液中的钾，本实用新型还具有收集钾的功能，在钾收集管路2上，脱附剂经过吸附柱11时能带走吸附柱11内含有的钾，进入到结晶器22内，并经过加热处理形成钾盐，同时也使得吸附柱11能循坏使用，以解决现有技术中拜耳法生产氧化铝中缺少去除钾的装置的技术问题。

作为可选地实施方式，吸附柱11的个数有多个，所有吸附柱11依次首尾相连通，也就是说，在相邻两个吸附柱11中，一个吸附柱11的出液口和另一个吸附柱11的进液口相连通。吸附柱11内的吸附剂为固态多孔颗粒结构，脱附剂可以为酸性溶液。

作为可选地实施方式，除钾管路1包括释放槽12和收集槽13，释放槽12与吸附柱11的进液口通过第一管道3相连通，收集槽13与吸附柱11的出液口通过第二管道4相连通。释放槽12内装有含钾的循环母液，含钾的循环母液经过第一管道3进入到吸附柱11内，进行吸附反应除去循环母液中的钾，在除钾的循环母液经过第二管道4进入到收集槽13中。

作为可选地实施方式，收集槽13上设置有第一浓度测量仪131、第一进液口132和第一出液口133，第一进液口132与第二管道4相连通，第一出液口133与氧化铝生产装置通过第一排液管道5相连通，第一排液管道5设置有第一排液阀门51和排液水泵52，第一浓度测量仪131用以测量收集槽13内钾的浓度，第一浓度测量仪131能够实时测量收集槽13内钾的浓度；

用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置还包括第一接收控制器，第一浓度测量仪131与第一接收控制器相连接，第一浓度测量仪131能将测量数值传递给第一接收控制器。当第一浓度测量仪131测量收集槽13内的钾的浓度高于一定的数值时，表示吸附柱11内的吸附剂达到饱和状态，无法在吸收钾，同时第一浓度测量仪131会将该测量数值传递给第一接收控制器，第一接收控制器接受并处理该测量数值，并控制第一阀门32和第二阀门42的关闭以及第一水泵31和第二水泵41的停止工作。

作为可选地实施方式，第一管道3上设置有第一水泵31和第一阀门32，第二管道4上设置有第二水泵41和第二阀门42，第一水泵31、第一阀门32、第二水泵41和第二阀门42均与第一接收控制器相连接，第一接收控制器能控制第一阀门32和第二阀门42的开关状态以及第一水泵31和第二水泵41的工作状态。

作为可选地实施方式，钾收集管路2包括盛液槽21和结晶器22，盛液槽21与吸附柱11的进液口通过第三管道6相连通，结晶器22与吸附柱11的出液口通过第四管道7相连通。盛液槽21内装有脱附剂，脱附剂经过第三管道6进入到吸附柱11内，进行脱附反应，脱附剂带走吸附柱11内的钾均经过第四管道7，进入到结晶器22内。

作为可选地实施方式，结晶器22包括加热套设备221和结晶罐222，结晶罐222穿过加热套设备221且结晶罐222与加热套设备221相连接。加热套设备221可以对结晶罐222内的钾溶液加热，蒸干钾溶液的水分，并得到钾盐。

作为可选地实施方式，结晶罐222上设置有第二浓度测量仪2221、第二进液口2222、第二出液口2223和出气口2224，出气口2224用于钾溶液在结晶过程中水蒸气的排放，第二进液口2222与第四管道7相连通，第二出液口2223与钾盐收集装置通过第二排液管道8相连通，第二排液管道8设置有第二排液阀门81，第二浓度测量仪2221用以测量结晶罐222内钾的浓度，第二浓度测量仪2221能够实时测量结晶罐222内钾的浓度；

用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置还包括第二接收控制器，第二浓度测量仪2221与第二接收控制器相连接，第二浓度测量仪2221能将测量数值传递给第二接收控制器。当第二浓度测量仪2221测量结晶罐222内钾的浓度低于一定数值时，表示吸附柱11内脱附反应结束，也就是说吸附柱11内的钾已经被脱附剂带走，同时第二浓度测量仪2221会将该测量数值传递给第二接收控制器，第二接收控制器接受并处理该测量数值，并控制第三阀门62和第四阀门72的关闭以及第三水泵61和第四水泵71的停止工作。

作为可选地实施方式，第三管道6上设置有第三水泵61和第三阀门62，第四管道7上设置有第四水泵71和第四阀门72，第三水泵61、第三阀门62、第四水泵71和第四阀门72均与第二接收控制器相连接，第二接收控制器能控制第三阀门62和第四阀门72的开关状态以及第三水泵61和第四水泵71的工作状态。

作为可选地实施方式，加热套设备221上设置有蒸汽入口2211和蒸汽出口2212，加热套设备221内部为中空结构。当吸附柱11内脱附反应结束后，向加热套设备221内通入热蒸汽，为结晶罐222加热。结晶器22、收集槽13和吸附柱11可以采用不锈钢、聚四氟乙烯、玻璃钢和铸铁中的其中一种制成。

本实用新型提供了一种用于去除拜耳法循环母液中杂质钾的装置的操作步骤(在操作前，所有阀门与水泵均处于关闭状态)：

一、去除循环母液中的钾：

a、吸附反应：打开第一阀门32和启动第一水泵31，释放槽12内的含钾循环母液经过第一管道3进入到吸附柱11内，进行吸附反应除去循环母液中的钾；

b、检测：打开第二阀门42和启动第二水泵41，在除钾的循环母液经过第二管道4进入到收集槽13中，开启第一浓度测量仪131，检测循环母液中的钾浓度，当第一浓度测量仪131测量收集槽13内的钾的浓度高于一定的数值时，表示吸附柱11内的吸附剂达到饱和状态，无法在吸收钾，同时第一浓度测量仪131会将该测量数值传递给第一接收控制器，第一接收控制器接受并处理该测量数值，并控制第一阀门32和第二阀门42的关闭以及第一水泵31和第二水泵41的停止工作；

c、用于生产：打开第一排液阀门51和启动排液水泵52，将循环母液通入到氧化铝生产装置内，在收集槽13内的循环母液全部排出之后，关闭第一排液阀门51和停止排液水泵52工作；

二、收集钾：

a、脱附反应：打开第三阀门62和启动第三水泵61，盛液槽21内的脱附剂经过第三管道6进入到吸附柱11内，进行脱附反应，脱附剂带走吸附柱11内的钾，得到钾溶液；

b、检测：打开第四阀门72和启动第四水泵71，钾溶液经过过第四管道7，进入到结晶器22内，开启第二浓度测量仪2221，检测钾溶液中的钾浓度，当第二浓度测量仪2221测量结晶罐222内钾的浓度低于一定数值时，表示吸附柱11内脱附反应结束，也就是说吸附柱11内的钾已经被脱附剂带走，同时第二浓度测量仪2221会将该测量数值传递给第二接收控制器，第二接收控制器接受并处理该测量数值，并控制第三阀门62和第四阀门72的关闭以及第三水泵61和第四水泵71的停止工作。

c、钾盐结晶：打开出气口2224、蒸汽入口2211和蒸汽出口2212，同时也可以再进行去除循环母液中的钾的操作，向加热套设备221内通入热蒸汽，进行钾盐加热结晶反应，待钾盐加热结晶反应结束后，关闭开出气口2224、蒸汽入口2211和蒸汽出口2212，打开第二排液阀门81，将结晶器22内的钾盐排放到钾盐收集装置内，待钾盐排放结束关闭第二排液阀门81，等待下次钾盐结晶流程。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。