基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于固体废弃物的综合利用技术领域，涉及一种拜耳法生产氧化铝所排放的赤泥的综合利用装置。
【背景技术】
[0002]赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产I吨氧化铝，附带产生1.0?2.0吨赤泥。中国作为世界第四大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量赤泥的堆放，不仅占用了大量土地，同时对环境造成严重的污染。其中，赤泥中含有大量的强碱性化学物质，对生物和金属、硅质材料的强烈腐蚀性。
[0003]研宄结果表明，赤泥中包含有铝、钠、铁、钙、稀有金属(如钛、钒等)多种元素，而且各个厂家排放的赤泥中所含的成分也不同。近几年，出现了多种赤泥的综合利用方法，其中包括将赤泥煅烧后再将组分分步提取的方案，通过在赤泥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拜耳法赤泥中有用组分的分离装置，实现了赤泥中的铝、钠、钙、铁和稀有金属的分步提取，基本可实现赤泥的吃干榨尽，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]基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置，包括铝钠提取单元、钙提取单元、硅提取单元和控制单元，待处理赤泥浆和铝矾土输送装置输送的铝矾土按比例混合后，经过铝钠提取单元对其中的铝和纳提取，再经过钙提取单元对其中的钙提取，再经过硅提取单元对其中的硅提取后，对余渣收集；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；
[0007]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]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，铝钠提取单元包括赤泥管路、进水管路、铝钒土输送装置、活化剂输送装置和沿赤泥管路依次设置的混料装置、烧结窖、水浸槽和一级过滤器；
[0009]所述的赤泥管路和铝矾土输送装置的输出端与混料装置相连通，所述的进水管路将水注入水浸槽；赤泥管路输送的赤泥浆、铝矾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在混料装置按比例混合为合适湿度的物料后，再输送至烧结窑中进行烧结，烧结料经过水浸槽水浸后，再经一级过滤器进行过滤，一级滤液用于后续对余渣的处理，一级滤渣则进入下一步提取环节。
[0010]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，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]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，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]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，所述的钙提取单元包括进酸管路、酸浸槽、二级过滤器和钙回收容器，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，经过酸浸和二级过滤器过滤后，二级滤渣输送至钙回收容器中，二级滤液进入下一步提取环节；
[0013]所述的硅提取单元包括陈化槽、三级过滤器和硅回收容器，上一步骤的滤液经过陈化槽陈化后，经过三级过滤器过滤，三级滤渣输送至硅回收容器，三级滤液进入下一步提取环节。
[0014]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，所述的三级过滤器的出液口与进酸管路相连通。
[0015]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，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；
[0016]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，硅提取单元中的三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；
[0017]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、四级过滤器、热解装置、溶解槽、五级过滤器和铁回收容器；所述的四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，所述的五级过滤器的出液口与铝钠提取管路相连通；
[0018]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，再经四级过滤器过滤后，四级滤液经由进水管路使水得到循环利用，四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五级过滤器过滤，五级滤液经由铝钠溶液提取管路进入氧化铝生产终端，五级滤渣输送至铁回收容器中；
[0019]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。
[0020]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，还包括设置在硅提取单元之后的铝铁分离提取单元，对硅提取单元之后的余渣进行分组分提取；
[0021]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、四级过滤器、热解装置、溶解槽、五级过滤器和铁回收容器；所述的四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，所述的五级过滤器的出液口与铝钠提取管路相连通；
[0022]硅提取单元中的三级滤液进入结晶装置后进行降温结晶，再经四级过滤器过滤后，四级滤液经由进水管路使水得到循环利用，四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五级过滤器过滤，五级滤液经由铝钠溶液提取管路进入氧化铝生产终端，五级滤渣输送至铁回收容器中；
[0023]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。
[0024]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，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、四级过滤器出液口和五级过滤器出液口。
[0025]上述基于混料法的拜耳法赤泥有用组分工业化分离装置中，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。
[0026]本实用新型的有益技术效果如下:
[0027]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。
[0028]2、本实用新型给出赤泥综合利用的分步提取装置，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、钙、硅提取或者包括稀有金属在内的全部组分提取。
[0029]3、本实用新型将赤泥浆和铝矾土颗粒按照一定的比例均匀混合形成合适湿度的物料后，置入烧结窑中进行烧结，从而避免了直接烧结赤泥浆时，由于只烧结高水分含量赤泥所带来的能源浪费和污染损坏烧结窑的不足，进一步提高了能源利用效率和效益产出。通过选择合适的温度、烧结时间和活化剂比例，可同时实现赤泥和铝土矿中绝大部分铝元素反应为溶于水的成分，而赤泥和铝土矿中硅、铁、钙等元素则不溶于水，经过后续酸浸后得以分组分提取。
[0030]4、本实用新型将铝铁分离提取环节获取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，在生产终端获得氧化铝产品，并回收了活化剂一一碳酸钠或氢氧化钠，使其可再次填入烧结窑中循环应用，节约了成本。
[0031]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。
[0032]6、本实用新型将三级过滤器的出液口通过阀门与进酸管路和下一步的溶液提取管路