一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置

本发明属于铝土矿溶出后固液分离领域，具体涉及一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置。

背景技术：

1、铝是我国有色金属冶金行业中的支柱产业，截止2022年，我国原铝产能达到3600万吨以上，氧化铝产量达8000万吨以上，占全球产量的50％以上。目前我国氧化铝90％以上采用拜耳法生产，即通过溶出、沉降、分解、煅烧等工序将铝土矿中的氧化铝转化为氧化铝产品。

2、在拜耳法工序中，如何提高沉降分离效率一直是相关行业的研究热点。如贵州广铝氧化铝有限公司的专利申请：cn114452689a《一种氧化铝生产赤泥沉降用沉降槽》，其组成包括：沉降槽主体，所述沉降槽主体底部设置有锥形排料口和底座，所述锥形排料口与沉降槽主体固定连接，所述锥形排料口通过支撑板与所述底座固定连接，所述底座上设置支架、限位柱和旋转撬杆，所述旋转撬杆与排料装置连接，所述锥形排料口底端设置有排料孔，所述支撑板上设置有滑动槽，所述排料装置与所述滑动槽滑动连接，所述旋转撬杆与所述支架转动连接，所述限位柱上设置有限位杆，所述限位杆通过限位孔与所述限位柱滑动配合，由于本发明设置有排料装置和旋转撬杆，可方便地疏通排料孔。

3、中铝国际工程股份有限公司等申请的专利cn114917630a《一种新型赤泥沉降絮凝剂添加装置》是在沉降槽顶盖开口焊接带法兰的管口，管口下端焊接一根与管口口径同规格第一直管段，第一直管段直接插入清液层液面以下和/或与沉降槽进料管焊接；管口内部插入一根絮凝剂直管段，絮凝剂直管段底部伸到第一直管段底部或略伸出第一直管段底部，絮凝剂直管段通过连接管与絮凝剂总管连接。该发明的优点效果：1、沉降槽内部的絮凝剂直管段与沉降槽没有焊接点，安装方便，拆卸简单。2、更换絮凝剂添加管道不需清空沉降槽，碱洗管道后，拆除连接管，抽出插入沉降槽内部的絮凝剂直管段，直接更换即可，大量节省检修时间，降低检修人员劳动强度，减小对沉降系统运行指标的影响。

4、上述公开技术方案，通过改变沉降槽内部结构方便地疏通排料孔或通过优化絮凝剂加入结构，以期达到提升沉降分离效果，赤泥沉降为固液分离过程，但并未从如何提高气固分离效率的角度，从根本上改变赤泥中固液分离方式，因此对于赤泥沉降分离的提升效果有限。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，所述装置包括：搅拌轴，矿浆进料管道，文丘里装置，沉降槽体，清液溢流槽，螺旋导流桶，电磁感应线圈，耙泥机，底流出口。其中，矿浆进料管道设置在沉降槽体顶部，其进液口与螺旋导流桶切线方向水平相连，矿浆进料管道加装文丘里装置，在文丘里装置窄处安装多支絮凝剂加入口；螺旋导流桶设置在沉降槽体内，通过固定装置固定在沉降槽的上部，螺旋导流桶内部带有螺旋向下的纹路；螺旋导流桶外部加装电磁感应线圈；搅拌轴深入沉降槽体，搅拌轴底部通过连接杆与耙泥机相连，通过带动耙泥机转动，促使赤泥从底流出口离开沉降槽；清液溢流槽与沉降槽体顶部相连通，清液溢流槽安装有楔形挡板，清液由沉降槽体顶部通过清液溢流槽排出。

2、上述钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，其中：

3、该装置处理对象为利用钙化生物质技术处理的转型赤泥，赤泥中的赋铁相为磁性赋铁相；

4、矿浆进料管道加装文丘里装置，在文丘里装置窄处安装多支絮凝剂加入口，通过矿浆流过文丘里管产生吸力，促使絮凝剂快速进入至矿浆中；

5、螺旋导流桶外部带有旋转磁性机构，通过电磁感应线圈产生的旋转磁场带动赤泥中磁性含铁相旋转，形成方向向下的涡流提升沉降效果，沉降速度相比于常规赤泥沉降槽提升2～5倍；电磁感应线圈由多个通电线圈组成，通过交流电源产生旋转磁场；

6、螺旋导流桶内部带有螺旋向下的纹路，矿浆由矿浆进料管道沿切线方向水平进入螺旋导流桶，沿螺旋导流桶内部螺旋花纹方向向下流动(如图2)；螺旋导流桶为深锥形结构，促使矿浆中赤泥固体团聚成大颗粒，加速赤泥沉降效果；

7、电磁感应线圈产生的涡流作用可将絮凝剂快速卷吸进入赤泥矿浆，旋转磁场与絮凝剂、自旋流耦合作用加速赤泥矿浆的固液快速分离，固液分离速度相比于常规赤泥沉降槽提升2～5倍，抑制料浆二次反应；

8、电磁感应线圈产生的磁场为涡流磁场，磁场强度为80～300mt，涡流方向为旋转向下，通过调节电磁场强度带动导流通内部钙化生物质溶出矿浆产生旋转，转速范围是20～200rpm。

9、与现有的沉降分离过程相比，本发明的优势在于：

10、(1)赤泥快速固液分离装置的矿浆进料管道为文丘里结构，在文丘里管窄处安装多支絮凝剂加入口，通过矿浆流过文丘里装置产生吸力，促使絮凝剂快速进入至矿浆中；

11、(2)赤泥快速固液分离装置的螺旋导流桶外部带有旋转磁性机构，通过电磁感应线圈产生的旋转磁场带动赤泥中磁性含铁相旋转，形成方向向下的涡流提升沉降效果，旋转磁场与絮凝剂、自旋流耦合作用加速赤泥矿浆的固液快速分离，固液分离速度相比于常规赤泥沉降槽提升2～5倍，抑制料浆二次反应；

12、(3)赤泥快速固液分离装置的电磁感应线圈产生的涡流作用可将絮凝剂快速卷吸进入赤泥矿浆，固液混合速度相比于常规赤泥沉降槽提升2～5倍，抑制料浆二次反应；

13、(4)赤泥快速固液分离装置实现了铝土矿溶出矿浆的快速固液分离，大幅度提升氧化铝生产过程沉降分离工序的效率。

技术特征：

1.一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，其特征在于，包括：搅拌轴(1)，矿浆进料管道(2)，文丘里装置(3)，沉降槽体(4)，清液溢流槽(5)，螺旋导流桶(6)，电磁感应线圈(7)，耙泥机(8)，底流出口(9)；其中，矿浆进料管道(2)设置在沉降槽体(4)顶部，其进液口与螺旋导流桶(6)切线方向水平相连，矿浆进料管道(2)加装文丘里装置(3)，在文丘里装置(3)窄处安装多支絮凝剂加入口；螺旋导流桶(6)设置在沉降槽体(4)内，通过固定装置固定在沉降槽(4)的上部，螺旋导流桶(6)内部带有螺旋向下的纹路；螺旋导流桶(6)外部加装电磁感应线圈(7)；搅拌轴(1)深入沉降槽体(4)，搅拌轴底部通过连接杆与耙泥机(8)相连，通过带动耙泥机(8)转动，促使赤泥从底流出口(9)离开沉降槽；清液溢流槽(5)与沉降槽体(4)顶部相连通，清液溢流槽安装有楔形挡板，清液由沉降槽体(4)顶部通过清液溢流槽(5)排出。

2.根据权利要求1所述的一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，其特征在于，该装置处理对象为利用钙化生物质技术处理的转型赤泥，赤泥中的赋铁相为磁性赋铁相。

3.根据权利要求1所述的一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，其特征在于，矿浆由矿浆进料管道(2)沿切线方向水平进入螺旋导流桶(6)，沿螺旋导流桶内部螺旋花纹方向向下流动。

4.根据权利要求1所述的一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，其特征在于，矿浆进料管道(2)加装文丘里装置(3)，在文丘里装置窄处安装多支絮凝剂加入口(3)，通过矿浆流过文丘里管产生吸力，促使絮凝剂快速进入至矿浆中。

5.根据权利要求1所述的一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，其特征在于，螺旋导流桶(6)为深锥形结构，外部带有旋转磁性机构，通过电磁感应线圈(7)产生的旋转磁场带动赤泥中磁性含铁相旋转，形成方向向下的涡流提升沉降效果；电磁感应线圈(7)由多个通电线圈组成，通过交流电源产生旋转磁场。

6.根据权利要求1所述的一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，其特征在于，电磁感应线圈(7)产生的磁场为涡流磁场，磁场强度为80～300mt，涡流方向为旋转向下。

7.根据权利要求6所述的一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，其特征在于，通过调节电磁场强度带动导流通内部钙化生物质溶出矿浆产生旋转，转速范围为20～200rpm。

技术总结
一种钙化生物质化赤泥快速固液分离装置，属于铝土矿溶出后固液分离领域，包括：搅拌轴，矿浆进料管道，文丘里装置，沉降槽体，清液溢流槽，螺旋导流桶，电磁感应线圈，耙泥机，底流出口。矿浆进料管道设置在沉降槽体顶部，进液口与螺旋导流桶切线方向水平相连，矿浆进料管道加装文丘里装置，在文丘里装置窄处安装多支絮凝剂加入口；螺旋导流桶设置在沉降槽体内，并固定在沉降槽的上部，螺旋导流桶内部带有螺旋向下的纹路；螺旋导流桶外部加装电磁感应线圈；搅拌轴深入沉降槽体，搅拌轴底部通过连接杆与耙泥机相连，赤泥从底流出口离开沉降槽；清液由沉降槽体顶部通过清液溢流槽排出；该装置实现了铝土矿溶出矿浆的快速固液分离。

技术研发人员：张廷安,吕国志,王龙,刘燕,豆志河,赵秋月
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16