一种从碳分母液中析出结晶碱的方法与流程

本发明属于氧化铝生产领域，具体涉及的是一种氧化铝生产过程中碳分母液的处理方法。

背景技术：

烧结法是利用低品位铝土矿生产氧化铝的重要方法，具有氧化铝回收率高、碱耗低、可处理矿石品位a/s低至1.0的铝土矿，但由于目前烧结法采用湿法喷浆入窑烧结熟料，其能耗较高，如何大幅度降低能耗是发挥烧结法优势的必由之路。熟料干法烧结工艺与装备技术的开发成功，可以将烧结法能耗降低25％以上。

一般烧结法碳分分解率在90％左右，碳分母液仍含有部分苛性碱和氧化铝；碳分母液返回配料时需要经过蒸发浓缩。一般蒸发流程为四效强制循环，蒸发母液中nt在230g/l左右，致使配制成的生料浆水分高达40％左右，为了降低生料浆水分，需要蒸发母液浓度更高，但目前即使采用循环蒸发，母液nt也很难超过300g/l，且蒸汽消耗较高。

实现熟料干法烧结，烧结法生料水分要求小于15％，则需要将碳分母液中的大部分碱变成结晶碱返回配料。这是目前的碳分母液蒸发流程难以实现的。

现有技术中，专利号为cn101780969b公开了一种碳分母液的处理方法，该方法是通过向碳分母液中通入co2气体使其中碳酸氢钠含量达到95％以上，再添加碳酸钠作为晶种来捞取碳酸氢钠结晶碱，该方法节省了蒸发能耗，也能够使生料水分减少20％，但需要额外添加碳酸钠作为晶种，且需要使碳酸氢钠含量达到95％，因此，液固分离条件高，工艺复杂，成本高。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述熟料干法烧结技术需要从碳分母液中捞取结晶碱，提出一种从碳分母液中析出结晶碱的方法，本发明能够有效降低生料水分，并减少蒸发规模、降低蒸发能耗和改善结晶碱的过滤分离性能，满足熟料干法烧结的配料要求，为实现烧结法大幅度节能提供条件。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种从碳分母液中析出结晶碱的方法，包括以下步骤：

(1)通入co2气体对碳分母液进行深度碳分，当溶液中苛性碱含量达到零或者溶液ph≤11时，进行液固分离，得到的固相氢氧化铝和丝钠铝石混合物返回烧结法配料；

(2)将步骤(1)得到的液相继续碳酸化，碳酸化析出碳酸氢钠晶体，并进行液固分离，得到的碳酸氢钠晶体返回烧结法配料；

(3)将步骤(2)得到的液相进行蒸发浓缩；

(4)将步骤(3)得到的浓缩料浆进行闪蒸降温或先闪蒸降温后溶液换热降温析出结晶碱，液固分离后，得到的溶液代替部分赤泥洗液进入烧结法氧化铝生产流程，得到的结晶碱返回烧结法配料。

进一步地，在步骤(2)中，使溶液中碳酸氢钠含量达到5～100％，并控制温度在40～100℃下，进行液固分离，得到碳酸氢钠结晶碱。

进一步地，在步骤(3)中，对液相进行蒸发浓缩时，控制溶液nt浓度达到120～330g/l。

进一步地，步骤(4)的浓缩料浆降温至40～100℃，停留5～100min后再进行液固分离。

相对于现有技术，本发明的有益技术效果如下：

1)降低了烧结法生料水分。结晶碱捞取率≥70％，深度碳分产物直接返回烧结法配料，烧结法生料浆水分降低约25％。

2)蒸汽消耗低。由于在蒸发前已经析出部分碳酸氢钠，且后续碳酸氢钠溶液蒸发浓度较低，因此蒸发所用蒸汽消耗比碳分母液循环蒸发析出碳酸钠降低约40％。

3)低温下结晶碱结晶良好、颗粒粗，易于分离。由于结晶良好，碳酸氢钠即使在30℃下也较容易采用沉降、真空过滤或压滤等手段实现固液分离。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种从碳分母液中析出结晶碱的方法，包括以下步骤：(1)通入co2气体对碳分母液进行深度碳分，析出氢氧化铝和丝钠铝石，进行液固分离，固相混合物返回烧结法配料；(2)得到的溶液再进行碳酸化，碳酸化析出碳酸氢钠晶体，并进行液固分离，得到的碳酸氢钠晶体返回烧结法配料；(3)得到的溶液再进行蒸发浓缩，提高浓度；(4)料浆最后进行闪蒸降温或先闪蒸降温后溶液换热降温析出结晶碱，分离后，得到的溶液代替部分赤泥洗液进入烧结法氧化铝生产流程，得到的结晶碱返回烧结法配料。下边结合实例对本发明做进一步的说明。

实施例1

以河南某氧化铝厂碳分母液，对其进行深度碳分，当ph达到11时，分离氢氧化铝和丝钠铝石后，继续碳酸化，碳酸氢钠转化率达95％，在60℃下，析出碳酸氢钠，并液固分离，析出结晶碱占溶液中总碱51％，将得到溶液进行蒸发浓缩至290g/l，先闪蒸降温后溶液换热降温至60℃，停留30min，析出结晶碱50％，总计析出结晶碱占原始溶液约75.5％。

实施例2

以河南某氧化铝厂碳分母液，对其进行深度碳分，当ph达到10.5时，分离氢氧化铝和丝钠铝石后，继续碳酸化，碳酸氢钠转化率达97％，在50℃下，析出碳酸氢钠，并液固分离，析出结晶碱占溶液中总碱68％，将得到溶液进行蒸发浓缩至220g/l，闪蒸降温至100℃，停留5min，析出结晶碱10％，总计析出结晶碱占原始溶液约71.2％。

实施例3

以河南某氧化铝厂碳分母液，对其进行深度碳分，当苛性碱浓度为零时，分离氢氧化铝和丝钠铝石后，继续碳酸化，碳酸氢钠转化率达97％，在40℃下，析出碳酸氢钠，并液固分离，析出结晶碱占溶液中总碱71％，将得到溶液进行蒸发浓缩至120g/l，先闪蒸降温后溶液换热降温50℃，停留50min，析出结晶碱5％，总计析出结晶碱占原始溶液约72.3％。

实施例4

以河南某氧化铝厂碳分母液，对其进行深度碳分，当苛性碱浓度为零时，分离氢氧化铝和丝钠铝石后，继续碳酸化，碳酸氢钠转化率达97％，在90℃下，析出碳酸氢钠，并液固分离，析出结晶碱占溶液中总碱37％，将得到溶液进行蒸发浓缩至300g/l，先闪蒸降温后溶液换热降温至40℃，停留30min，析出结晶碱62％，总计析出结晶碱占原始溶液约76.1％。

实施例5

以河南某氧化铝厂碳分母液，对其进行深度碳分，当苛性碱浓度为零时，分离氢氧化铝和丝钠铝石后，继续碳酸化，碳酸氢钠转化率达100％，在100℃下，析出碳酸氢钠，并液固分离，析出结晶碱占溶液中总碱22％，将得到溶液进行蒸发浓缩至300g/l，先闪蒸降温后溶液换热降温至60℃,停留100min，析出结晶碱62％，总计析出结晶碱占原始溶液约70.5％。

实施例6

以河南某氧化铝厂碳分母液，对其进行深度碳分，当ph值达到10时，分离氢氧化铝和丝钠铝石后，继续碳酸化，碳酸氢钠转化率达50％，在80℃下，析出碳酸氢钠，并液固分离，析出结晶碱占溶液中总碱21％，将得到溶液进行蒸发浓缩至300g/l，闪蒸降温至80℃，停留80min，析出结晶碱62％，总计析出结晶碱占原始溶液约70％。

实施例7

以河南某氧化铝厂碳分母液，对其进行深度碳分，当苛性碱浓度为零时，分离氢氧化铝和丝钠铝石后，继续碳酸化，碳酸氢钠转化率达5％，在40℃下液固分离，析出结晶碱占溶液中总碱18％，将得到溶液进行蒸发浓缩至330g/l，闪蒸热交换降温至90℃，停留80min，析出结晶碱62％，总计析出结晶碱占原始溶液约70.7％。