一种铝土矿中有用组分的工业化分离装置的制造方法_2

文档序号:8841016阅读:来源:国知局
酸管路和下一步的溶液提取管路相连通,实现了对残渣的循环酸浸,可以通过自动控制管路中的阀门,实现对残渣设定次数的循环酸浸后,再自动将溶液输出至下一步提取流程中。
[0032]7、本实用新型在硅提取单元之后设置了稀有金属提取单元,通过对赤泥中的钛、钒、钪等稀有金属进行萃取,进一步提高了赤泥利用价值;同时上述稀有金属是在本实用新型已有的酸浸流程中通过树脂离子进行吸附,简化了萃取流程,节约了成本。
[0033]8、本实用新型在水浸槽上安装了溶出磨,对烧结窑输出的物料进行研磨细化,使得进入水浸槽中的溶解料细化,从而提高了水浸溶解的效率和速度。
[0034]9、本实用新型将结晶装置输出的水与进水管路相连通,实现了生产线中水的循环使用,进一步节省了原料和排放成本。
[0035]10、本实用新型对铝、钠、硅提取后的余渣进行再提取,余渣中主要包括铁和前述工艺提取之后剩余的铝,利用前面铝钠提取单元获得的一级滤液实现余渣中铝的溶解分离,使得赤泥中绝大部分组分得到再利用,实现了零排放。
[0036]11、本实用新型将热解装置热解得到的酸与进酸管路相连通,实现了生产线中酸的循环使用,进一步节省了原料和排放成本。
【附图说明】
[0037]图1为本实用新型铝土矿有用组分工业化分离装置组成示意框图;
[0038]图2为本实用新型铝土矿有用组分工业化分离装置组成单元原理示意图;
[0039]图3为本实用新型分离装置中带有溶出磨的水浸槽原理示意图;
[0040]附图标记如下:
[0041]I一混料装置;3—烧结窖;4一水浸槽;5—一级过滤器;6—酸浸槽;8—陈化槽;9一二级过滤器;10—稀有金属提取装置;12—铝钠溶液提取管路;22—硅回收容器;32—进水管路;33—进酸管路;35—铝钒土输送装置;36—活化剂输送装置;40—溶出磨;41 一烧结物料;42—待溶解料;51—销钠提取单兀;53—娃提取单兀;54—稀有金属提单兀;55—铝铁分离提取单元;61—铝矾土原料颗粒;63—氧化铝生产终端;71—温度传感器;72—pH检测器;73—流量计;74—物料传送装置;75—控制阀门;77 —引线;91 一结晶装置;92—三级过滤器;93—热解装置;94一溶解槽;95—四级过滤器;96—铁回收容器。
【具体实施方式】
[0042]如图1所示,本实用新型铝土矿中有用组分的分离装置包括分步实施的铝钠提取单元51、硅提取单元53、稀有金属提取单元54和铝铁分离提取单元55。铝矾土输送装置35输送的铝矾土,经过铝钠提取单元51对其中的铝和纳提取后,经过硅提取单元53对其中的硅提取,经过稀有金属提取单元54其中的钛、钒等金属提取后,最后经过铝铁分离提取单元55对余渣中剩余的铝和铁进行分离提取。其中稀有金属提取单元54也可以省略。同时氧化铝生产厂家可根据现有的条件进行实地搭配,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,也可根据进行铝、钠、硅提取或者进行除了稀有金属之外的其他全部组分提取。
[0043]图1中工业化分离装置中设置有若干只温度传感器71、若干只pH检测器72、若干只流量计73,并通过若干物料传送装置74和若干只设置在管路中的控制阀门75分别实现固态物料和液态物料的转移输送;其中控制单元与温度传感器71、pH检测器72、流量计73、物料传送装置74和控制阀门75经引线77电联接,通过采集温度传感器71、pH检测器72和流量计73的信号,并按照设定的工业化流程实现物料传送装置74和控制阀门75的自动控制,实现赤泥工业化分布提取。
[0044]如图2所示,铝钠提取单元51包括进水管路32、铝钒土输送装置35、活化剂输送装置36和沿赤泥管路31依次设置的混料装置1、烧结窑3、水浸槽4和一级过滤器5 ;铝矾土输送装置35的输出端与混料装置I相连通,进水管路32将水注入水浸槽4 ;铝矾土输送装置35输送的铝矾土原料颗粒61和活化剂输送装置36输送的活化剂在混料装置I按比例均匀混合后,再输送至烧结窑3中进行烧结。烧结产物经过水浸槽4水浸后,再经一级过滤器5过滤,一级滤液进入后续的余渣处理流程,一级滤渣则进入下一步提取环节,即硅提取环节。
[0045]作为一种优选方式,一级过滤器5的出液口同时通过阀门与进水管路32相连通,实现烧结物料的循环水浸,循环水浸虽然增加了整个浸取的流程,但是可以提高铝的提取率。
[0046]烧结过程中需要添加活化剂,其中首选碳酸钠,也可采用氢氧化钠。烧结产物在水浸槽4充分搅拌后,再经一级过滤器5进行过滤,一级滤液多次回流至水浸槽4对残渣浸取后,最后进入后续的余渣提取步骤即铝铁分离提取单元55中,一级滤渣则进入下一步提取环节。其中循环水浸的次数为2-6次,根据不同的物料来试验选取,并在生产中可采用通过对阀门的自动控制,实现对设定次数的循环水浸过程。
[0047]无论对于高铝硅比的高品位铝土矿还是低品位铝土矿,通过选择合适的温度、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。
[0048]如图3所示,为了提高烧结产物的水溶性和浸取效率,在水浸槽4上设置了溶出磨40,在溶出磨40的进口同时注入水和烧结物料41,对烧结物料41进行研磨细化的同时,增加水浸效率,使得进入水浸槽4中的待溶解料42进一步细化,并大大提高了水浸溶解的效率和速度。
[0049]在图2中,硅提取单元53包括进酸管路33、酸浸槽6、陈化槽8、二级过滤器9和硅回收容器22,进酸管路33将酸注入酸浸槽6,一级滤渣输送至酸浸槽6,经过酸浸后转入陈化槽8内进行陈化,然后由二级过滤器9过滤,二级滤渣输送至硅回收容器22,二级滤液进入下一步稀有金属萃取环节,或者省略了稀有金属萃取环节,直接进入了铝铁分离提取单元55中。其中酸浸槽中注入的是硫酸。硅提取的原理是通过加入硫酸的酸浸过程后,残渣中铁、剩余少量的铝和稀有金属溶解在硫酸中,液体中的氢离子和硅合成为硅酸,经过一定温度和时间条件下的陈化后变为微细硅酸。
[0050]作为一种优选方式,为了实现对残渣的循环酸浸,二级过滤器9的出液口也可以同时与进酸管路33和下一步提取环节相连通。循环酸浸的目的在于增加残渣在酸中的溶解度,尽管增加了浸取的流程和步骤,通常循环酸浸的次数为2-7次,根据不同的物料来试验选取,并在生产中可采用通过对阀门的自动控制,实现对残渣设定次数的循环酸浸后,再自动将溶液输出至下一步提取流程中。
[0051]如前所述,整个装置可以省去稀有金属萃取单元54,即硅提取后的溶液可以直接进入铝铁分离提取单元55中。铝铁分离提取单元55包括结晶装置91、三级过滤器92、热解装置93、溶解槽94、四级过滤器95和铁回收容器96 ;三级过滤器92的出液口与进水管路32相连通,热解装置93的出液口与进酸管路33相连通,四级过滤器95的出液口与铝钠提取管路12相连通。
[0052]硅提取单元53中的二级滤液进入结晶装置91后进行降温结晶,得到硫酸铝、硫酸铁和其他金属杂质硫酸化合物的晶体混合物;其中硫酸铝是由于在前面循环水浸后,仍残留在一级滤渣中少量铝,经过硫酸浸取反应生成硫酸铝。再经三级过滤器92过滤后,三级滤液即为水,经由进水管路32使水得到循环利用,三级滤渣则为晶体混合物,输送至热解装置93经高温热解后,得到的固体残渣为铝铁和其他金属的混合物,而高温热解后的硫酸则经由进酸管路(33)使得酸得以循环利用,将热解后的固态残渣置于溶解槽94中,将铝钠提取单元51中一级滤液注入溶解槽94中对固态残渣进行溶解,由于赤泥浆中含有大量的钠和碱,因此和其中的铝则会反应生成铝酸钠溶液,经过四级过滤器95过滤后,四级滤液即铝酸钠溶液经由铝钠溶液提取管路12进入氧化铝生产终端63,进行氧化铝的晶种分解或碳分工艺流程获得氧化铝产品,并回收了活化剂一一碳酸钠或者氢氧
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