一种铝土矿中有用组分的工业化分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于采矿和冶金技术领域，涉及一种铝土矿中有用组分的分步骤分离
目.0
【背景技术】
[0002]近年来，伴随我国铝工业的快速发展以及国内氧化铝产量大幅度增长，导致了对铝土矿(又称铝矾土)需求量的急剧增加。而我国目前铝土矿真正可开采且具有一定竞争力的储量不到2亿吨，而且国内铝土矿80%以上的A/S为5-8，甚至更小的中低品位铝土矿，现有氧化铝厂大多数只能利用铝硅比大于7以上品级的铝土矿。而我国铝硅比大于7的铝土矿只占总储量的30%左右，且以一水硬铝石型铝土矿为主，其溶出性差导致生产成本高。除此之外，目前的氧化铝生产技术还会排出数量巨大的废弃物一一赤泥及废弃的低品位铝土矿，造成了资源严重浪费及环境污染。
[0003]近几年，科研领域也出现了多种低品位铝土矿的综合利用方法，其中包括将铝土矿煅烧后再将组分分步提取的方案，通过在铝土矿中加入活化成分进行高温煅烧，将硅和铝分离后再加入酸进行分步提取，但是这些仅限于实验室设计的方法，缺少在工业化应用的装置，实现大规模的自动化工业生产。
【发明内容】
[0004]本实用新型公开了一种用于铝土矿中有用组分的分离装置，无论低品位还是高品位铝土矿，均可对其中的铝、钠、铁和稀有金属的分步提取，基本可实现铝土矿的吃干榨尽，而且具有工业化实现简单、便于与现有的生产设备关联、工业化自动化强等特点。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种铝土矿中有用组分的工业化分离装置，包括铝钠提取单元，硅提取单元和控制单元，铝矾土输送装置输送的铝矾土原料颗粒经过铝钠提取单元对其中的铝和纳提取，再经过硅提取单元对其中的硅提取后，对余渣收集；
[0007]所述的工业化分离装置中设置有若干只温度传感器、若干只pH检测器、若干只流量计，并通过若干物料传送装置和若干只设置在管路中的控制阀门分别实现固态物料和液态物料的转移输送；所述的控制单元与温度传感器、PH检测器、流量计、物料传送装置和控制阀门电联接，通过采集温度传感器、PH检测器和流量计的信号，并按照设定的工业化流程实现物料传送装置和控制阀门的自动控制。
[0008]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，所述的铝钠提取单元包括进水管路、铝钒土输送装置、活化剂输送装置、混料装置和混料装置后依次设置的烧结窑、水浸槽和一级过滤器；
[0009]所述的进水管路将水注入水浸槽，铝钒土输送装置输送的铝矾土原料颗粒和活化剂输送装置输送的活化剂颗粒在混料装置中按比例均匀混合后，再置于烧结窑中进行烧结，烧结产物经过水浸槽水浸后，再经一级过滤器过滤后，一级滤液进入后续余渣处理流程中，一级滤澄则进入下一步提取环节。
[0010]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，所述一级过滤器的出液口与进水管路相连通，实现烧结物料的循环水浸，循环水浸后的一级滤渣进入下一步提取环节。
[0011]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，所述的水浸槽上设置有溶出磨，对烧结窑输出的物料进行研磨细化。
[0012]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，所述的硅提取单元包括进酸管路、酸浸槽、陈化槽、二级过滤器和硅回收容器，所述的进酸管路将酸注入酸浸槽，所述的一级滤渣输送至酸浸槽，经过酸浸后转入陈化槽内进行陈化，然后经过二级过滤器过滤，二级滤渣输送至硅回收容器，二级滤液进入下一步提取环节。
[0013]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，所述的二级过滤器的出液口与进酸管路相连通。
[0014]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，还包括设置在硅提取单元之后的稀有金属提取单元和铝铁分离提取单元，对硅提取单元剩余的余渣进行分组分提取；
[0015]所述的稀有金属提取单元包括钛提取装置或者级联的钛、钒提取装置，硅提取单元中的二级滤液经过稀有金属提取单元提取后，输出溶液进入下一步环节；
[0016]所述的铝铁分离提取单元包括铝钠溶液提取管路、结晶装置、三级过滤器、热解装置、溶解槽、四级过滤器和铁回收容器；所述的三级过滤器的出液口与进水管路相连通，所述的热解装置的出液口与进酸管路相连通，所述的四级过滤器的出液口与铝钠提取管路相连通；
[0017]稀有金属提取单元的输出液进入结晶装置后进行降温结晶，再经三级过滤器过滤后，三级滤液经由进水管路使水得到循环利用，三级滤渣输送至热解装置经高温热解后，液体经由进酸管路使得酸得以循环利用，热解后的固态物置于溶解槽中，经过一级过滤器输出的一级滤液溶解后再经四级过滤器过滤，四级滤液经由铝钠溶液提取管路进入氧化铝生产终端，四级滤渣输送至铁回收容器中；
[0018]所述铝钠溶液提取管路生产终端回收的活化剂再进入活化剂输送装置，实现活化剂的循环使用。
[0019]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，还包括设置在硅提取单元之后的铝铁分离提取单元，对余渣进行分组分提取；
[0020]所述的铝铁分离提取单元包括铝钠溶液提取管路、结晶装置、三级过滤器、热解装置、溶解槽、四级过滤器和铁回收容器；所述的三级过滤器的出液口与进水管路相连通，所述的热解装置的出液口与进酸管路相连通，所述的四级过滤器的出液口与铝钠提取管路相连通；
[0021]硅提取单元中的二级滤液进入结晶装置后进行降温结晶，再经三级过滤器过滤后，三级滤液经由进水管路使水得到循环利用，三级滤渣输送至热解装置经高温热解后，液体经由进酸管路使得酸得以循环利用，热解后的固态物置于溶解槽中，经过一级过滤器输出的一级滤液溶解后再经四级过滤器过滤，四级滤液经由铝钠溶液提取管路进入氧化铝生产终端，四级滤渣输送至铁回收容器中；
[0022]所述铝钠溶液提取管路生产终端回收的活化剂再进入活化剂输送装置，实现活化剂的循环使用。
[0023]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，所述的水浸槽、酸浸槽、陈化槽中均设置有搅拌装置；所述的控制阀门设置在赤泥管路、进水管路、进酸管路、一级过滤器出液口、二级过滤器出液口、三级过滤器出液口和四级过滤器出液口。
[0024]上述铝土矿中有用组分的工业化分离装置中，所述的酸浸槽中注入的酸为硫酸；所述的活化剂为碳酸钠或氢氧化钠。
[0025]本实用新型的有益技术效果如下:
[0026]1、本实用新型在装置中设置了若干只温度传感器、pH检测器、流量计、物料传送装置和控制阀门，在控制单元的控制下，按照设定的工业化流程实现物料传送装置和控制阀门的自动控制，实现了赤泥的大规模的自动化工业生产，大大提高了生产效率和规模化效益。
[0027]2、本实用新型给出铝土矿有用组分的分步提取装置，装置包含各个组分的提取单元，并设计了多种组合方案，便于厂家根据生产条件进行实地搭配，或进行全部组分的提取，也可只进行部分组分的提取。比如厂家可以根据自身条件只进行铝、钠提取，也可进行铝、钠、硅提取或者包括稀有金属在内的的全部组分提取。
[0028]3、本实用新型根据铝土矿铝硅比参数，选择合适的温度、烧结时间和活化剂比例，可实现铝土矿中绝大部分铝元素反应为溶于水的成分，而铝土矿中硅、铁等元素则不溶于水，经过后续酸浸后得以分组分提取，无论对于铝硅比高的高品位铝土矿还是低品位铝土矿，均适用。
[0029]4、本实用新型将铝铁分离获得的铝钠溶液通过管路传输并入氧化铝生产厂家的生产线中，进行碳分处理或晶种分离，获得氧化铝产品，并在生产终端回收了活化剂一一碳酸钠，使其可再次填入烧结窑中循环应用，节约了成本。
[0030]5、本实用新型将一级过滤器的出液口通过阀门与进水管路相连通，实现了烧结物料的循环水浸，可以通过自动控制管路中的阀门，实现对物料设定次数的循环水浸后，再自动将溶液输出至铝钠溶液提取管路。
[0031]6、本实用新型将二级过滤器的出液口通过阀门与进