[發明專利]蒸發和雙流法溶出組成的混合工藝設備及其工藝流程

在審

• 申請號: 201711485261.7
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN107915243A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 曾國強;駱先慶
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 劉楠,李余江

技術領域

本發明涉及一種拜爾法生產氧化鋁的蒸發-溶出混合流程及其設備，屬于氧化鋁生產技術領域。

背景技術

在拜爾法生產氧化鋁的工藝流程中，溶出車間和蒸發車間是其中很重要的兩個工段。其中溶出車間負責浸出鋁土礦中Al₂O₃，主要的浸出反應發生在這里，不同的礦石類型所需要加熱的溫度不一樣，所需溫度從低到高的順序依次為三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石，分別為145℃左右，220℃左右，260℃左右。由于工業化生產中需要盡可能的節約能耗，因此在拜爾法生產中，為了減少新蒸汽的消耗，現有技術溶出車間及蒸發車間必須對二次蒸汽進行有效利用，配合預熱器組成較為復雜的流程，尤以一水硬鋁石的高溫溶出為最，三水鋁石的溶出流程稍微簡單一些。

現有技術的三水鋁石溶出流程簡圖如圖2，三級閃蒸，三級預熱，一級新蒸汽加熱。一水硬鋁石的溶出流程則需要十級閃蒸左右，原理上與三水鋁石的流程近似。

現有技術中由于需要保證溶出各預熱器、新蒸汽加熱器有較高的傳熱效率，需要將溶出前礦漿進行常壓脫硅，以免礦石中的低溫硅在溶出各預熱器管壁析出結疤，從而對傳熱效率產生負面影響，因此在溶出之前常常需要設立另外一個常壓脫硅車間，如圖3所示。

現有技術的蒸發車間則主要負責將整個拜爾循環中帶入的多余水分蒸發掉，以使整個流程中的堿可以循環。該車間對整個拜爾循環的建立很重要，需要將分解母液蒸濃至需要的堿濃度?，F有技術中，逆流蒸發非常成熟，整套系統熱效率、運轉率都比較高，運行穩定，環境整潔，以六效蒸發為例，其基本流程如圖4。

目前的技術都比較成熟，但流程比較復雜，設備多，配置占地。通過模擬和計算，找到一種更為簡潔、節能，并且也非常可靠的流程是十分有必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種蒸發和雙流法溶出組成的混合工藝設備及其工藝流程，以克服現有技術的不足。

本發明的技術方案如下：

本發明是這樣一種蒸發和雙流法溶出組成的混合工藝設備，它是將氧化鋁拜爾法生產系統中的蒸發和溶出兩大蒸汽消耗系統結合在一起，建立一個新的熱平衡系統；其中，蒸發系統由一效蒸發器，二效蒸發器，三效蒸發器，末效蒸發器和水冷器，以及二次汽冷凝水自蒸發器一、二次汽冷凝水自蒸發器二、二次汽冷凝水自蒸發器三組成，新蒸汽加熱器與溶出器、一級閃蒸器和二級閃蒸器組成溶出系統，兩個系統相互關聯，共同構成一個熱平衡系統。

其中，末效蒸發器連接水冷器，同時，末效蒸發器連接三效蒸發器，三效蒸發器連接二效蒸發器，二效蒸發器連接一效蒸發器，一效蒸發器連接加熱器，加熱器連接溶出器，溶出器連接一級閃蒸器，一級閃蒸器連接二級閃蒸器；加熱器連接新蒸汽冷凝水閃蒸器，一效蒸發器連接二次汽冷凝水閃蒸器一，二效蒸發器連接二次汽冷凝水閃蒸器二，三效蒸發器連接二次汽冷凝水閃蒸器三。

進一步的，無論是蒸發系統還是溶出系統設備的設備數量，均可根據實際的溶出溫度需要而增減。

本發明還提出了采用該設備的蒸發和雙流法溶出組成的混合工藝流程，該流程用于一水硬鋁石、一水軟鋁石和三水鋁石的拜爾法生產中，該工藝流程是基于上述設備將氧化鋁拜爾法生產系統中的蒸發和溶出兩大蒸汽消耗系統結合在一起，建立一個新的熱平衡系統，以得到相對簡潔的流程，并可節省投資，利于全廠生產、控制系統的簡化，配合母液阻垢試劑使用無結疤，比起現有技術更加高效、可靠、節汽。該流程可用于一水硬鋁石、一水軟鋁石和三水鋁石的拜爾法生產技術中。以三水鋁石的低溫溶出流程為例描述。具體工藝流程如下：蒸發原液分為兩部分，大部分原液從四效蒸發器(或末效蒸發器)進入蒸發系統，少部分的原液與鋁土礦混合配料，以使混合固含達到800g/L左右，便于礦漿泵輸送。進入蒸發器4的母液經三效蒸發器、二效蒸發器和一效蒸發器逆流蒸發后不再閃蒸，直接進入溶出新蒸汽加熱器，加熱到足夠高的溫度后與低溫的高濃度鋁土礦漿混合，進入溶出器進行主要的化學反應，新蒸汽加熱器出來的母液溫度取決于溶出器出來的溶出后礦漿溫度，此處以三水鋁石為例，溶出后礦漿溫度為145℃左右，母液溫度需要加熱到193℃左右。溶出后礦漿進入一級閃蒸器，閃出來的二次蒸汽凈化后與新蒸汽冷凝水二次蒸汽混合，作為一效蒸發器的氣源，一級閃蒸器出來的礦漿繼續進入二級閃蒸器，然后去下一工段。二級閃蒸器的二次汽凈化后與一效蒸發器分離室出來的二次汽混合，作為二效蒸發器的加熱氣源。水冷器為整個系統提供負壓源。整個流程母液得到相對獨立的加熱，可以配合化學試劑的使用防止結疤的生成。

本發明有以下優點：