【正文】 縮小溶出液與精液 Rp 差值技術(shù) 開發(fā) 研究 報(bào)告 2 目 錄 1 前言 ............................................. 4 2 拜耳法溶出液與精液△ αK或△ Rp 差值的理論分析 ........ 6 Rp 和 α K的定義及其關(guān)系 ....................... 6 精液 Rp 值降低的因素分析 ...................... 6 提高精液 Rp 及降低溶出液與精液△ Rp 的措施 ...... 8 3 相關(guān)工序的工藝流程及現(xiàn)狀分析 ...................... 9 總體工藝流程描述 ............................ 9 溶出現(xiàn)狀分析 ............................... 10 稀釋、分離、洗滌現(xiàn)狀分析 .................... 13 氫氧化鋁洗滌現(xiàn)狀分析 ........................ 17 苛化現(xiàn)狀分析 ............................... 18 4 影響溶出液與精液 Rp差值 的因素分析與計(jì)算 .......... 19 溶出液至精液 Rp 的變化情況 ................... 19 影響 ΔRp 的 因素分析與計(jì)算 ................... 21 強(qiáng)濾液對 溶出液稀釋后 Rp 的影響 ................... 22 赤泥洗液對溶出液稀釋后 Rp 的影響 ................. 23 苛化液對溶出液稀釋后 Rp 的影響 ................... 23 絮凝劑對于溶出液稀釋后 Rp 的影響 ................. 24 影響赤泥洗液 Rp 值的因素分析與計(jì)算 ............... 24 葉濾助劑的影響 .................................. 27 影響溶出液 Rp 降低的各因素匯總與比較 ............. 28 3 工業(yè)現(xiàn)場溶出液與精液△ Rp 的比較 ............. 29 適宜的溶出液與精液 Rp 及其差值確定 ........... 30 適宜 溶出液 Rp 討論 ............................... 30 合理的溶出液與精液Δ Rp 的確定 ................... 34 小結(jié) ....................................... 35 5 溶出系統(tǒng)分析及適宜條件的確定 ..................... 36 外排赤泥物化性能測試 ........................ 36 溶出適宜條件的確定 ......................... 37 試驗(yàn)原料、試驗(yàn)設(shè)備及方法 ........................ 37 溶出試驗(yàn)結(jié)果與分析 .............................. 39 關(guān)于化灰問題 .................................... 51 葉 濾渣代替石灰溶出試驗(yàn) ...................... 52 鹽浴溫度和轉(zhuǎn)速的檢測 ........................ 54 小結(jié) ....................................... 55 6 結(jié)論 ............................................ 55 7 建議 ............................................ 56 工業(yè)應(yīng)用效果 ...................................... 58 低品位鋁土礦溶出試驗(yàn)研究報(bào)告（補(bǔ)充） ............... 66 4 1 前言 XX 鋁業(yè)有限公司 諸多 技術(shù) 經(jīng)濟(jì) 指標(biāo)領(lǐng)先于 國內(nèi) 拜 耳 法氧化鋁廠，但仍然 持續(xù) 追求技術(shù)進(jìn)步，力求精益求精。 應(yīng) XX 鋁業(yè)有限公司 委托， 中國鋁業(yè) 公司 XX 研究院 和 XX 鋁業(yè)有限公司 合作 開展 “縮小溶出液與精液 Rp 差值技術(shù)開發(fā) ”項(xiàng)目 研究 。 該項(xiàng)目 的 主要 研究 內(nèi)容為 ： ① 根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)流程和生產(chǎn)條件，分析溶出液與精液 Rp 差值較大的影響因素，主要包括：溶出過程中的溶出效率分析；分離、沉降、洗滌過程的水解分析；氫氧化鋁的洗滌分析；苛化原液的苛化分析 等 。 ② 模擬生產(chǎn)條件，確定合理的溶出液與精液 Rp 差值。 ③ 通過優(yōu)化計(jì)算和比較分析，提出縮小溶出 液與精液 Rp 差值的方法和途徑。 ④ 進(jìn)行工業(yè)試生產(chǎn)。 該項(xiàng)目 要達(dá)到的 目 標(biāo)： ① 入磨礦石 A/S 在 177。 波動時(shí)，正常生產(chǎn)過程中溶出礦漿Rp≥，溶出赤泥 A/S≤。 5 ② 溶出礦漿與精液 Rp 差值由目前的 縮小到 以內(nèi) 。 ③ 精液產(chǎn)出率提高 。 6月 初 XX研究院項(xiàng)目組 人員 入 駐 XX鋁業(yè)有限公司 開展工作。相繼對 溶出 、稀釋、 赤泥 分離洗滌 、 鋁酸鈉溶液分解、 氫氧化鋁洗滌 以及 苛化 等工序進(jìn)行了調(diào)研 。 完成了 影響溶出液與精液 Rp 差值的因素分析與計(jì)算 ， 對 低品位鋁土礦 進(jìn)行了 系統(tǒng) 地 溶出試驗(yàn) 研究 ，確定了適宜的溶出條件。 在此基礎(chǔ)上， 提出 了 縮小溶出液與精液Rp 差值的方法和途徑 ， 確定 了 合理的溶出液與精液 Rp 差值 ；給出了適宜的溶出條件，可確保在 入磨礦石 A/S 在 177。 波動時(shí)，正常生產(chǎn)過程中溶出礦漿 Rp≥，溶出赤泥 A/S≤。 平盤強(qiáng)濾液及蒸發(fā)苛化漿液不進(jìn)入稀釋分離系統(tǒng)是縮小溶出液與精液 Rp 值的關(guān)鍵 ； 強(qiáng)化預(yù)脫硅過程和以化灰的方式加入石灰，是強(qiáng)化溶出 過程 的有效措施 。 強(qiáng)濾液及蒸發(fā)苛化漿液不進(jìn)入稀釋沉降工序 ， 即 可確保 溶出液與精液 Rp 差值低于 。 如 對于 A/S 為177。 的鋁土礦，石灰添 加量 59%，在預(yù)脫硅 溫度 100 ℃ ，預(yù)脫硅時(shí)間 6h，溶出溫度 265℃ ，溶出 60min 的條件下 ， 得到 的 赤泥A/S 在 以下，溶出液 Rp≥。 6 2 拜耳法溶出液與精液 △ αK或△ Rp 差值的理論分析 Rp 和 α K的定義及 其 關(guān)系 鋁酸鈉溶液中 Na2O 與 Al2O3 的比值，可以用來表示溶液中氧化鋁的飽和程度以及溶液的不同性質(zhì)，是鋁酸鈉溶液的一個(gè)重要參數(shù)，也是氧化鋁生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。我國 早期 大多沿用前蘇聯(lián)的表示方法，以 αK 表示 Na2O 與 Al2O3 的分子比；后來 引進(jìn) 法鋁技術(shù)的廠家則以 Rp 來 表示，它 是 Al2O3： Na2O 的 質(zhì)量比；美國則慣用 Al2O3： Na2O 質(zhì)量比表示，符號 為 A/C， Na2O 是以 Na2CO3計(jì)算的。 不同表達(dá)方式 的 換算 關(guān)系 ： Rp =， Rp=A/C， A/C=。 精液 Rp 是氧化鋁生產(chǎn)的重要指標(biāo)， 提 高 精液 Rp 值 有利于 分解率 和 產(chǎn)出 率的提高 ， 高的 精液 Rp 有利于 生產(chǎn) 砂狀 氧化鋁， 因此提高精液 Rp 值具有十分重要的意義。 精液 Rp 值降低 的 因素分析 精液 Rp 值降低的原因主要有 以下幾個(gè) 方面： ① 溶出液 的 Rp 值 較低； 7 ② 稀釋液 的 Rp 值 較低； ③ 溶液 中氧化鋁的水解損失； ④ 稀釋分離洗滌過程的 脫硅反應(yīng)； ⑤ 其它低 Rp 的漿液進(jìn)入流程； ⑥ 溶液的其它氧化鋁損失。 稀釋液 Rp 較低的原因分析 如果稀釋液 Rp 較低，與溶出 液混合就會降低稀釋 礦 漿 的 Rp。 作為稀釋液一般主要有兩方面的來源： ① 赤泥洗液： 赤泥一般需要經(jīng)過三至 四 次反向洗滌，洗滌過程時(shí)間長，溶液濃度 低 ，在洗滌過程的水解無法避免，因此赤泥洗液Rp 較 低 是無法避免的， 其它進(jìn)入洗滌過程的低 Rp 溶液，也會進(jìn)一步降低赤泥洗液的 Rp 值 。 ② 氫氧化鋁洗 液 ： 其 Rp 值 與分解母液 Rp 值 接 近，勢必造成稀釋 礦 漿 液相 Rp 變低。 溶液 中 氧化鋁 的 水解損失 溶出 礦 漿 在稀釋過程中，濃度降低， 鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性下降，極易發(fā)生水解。如果采用 氫氧化鋁 洗液 作為稀釋液，其 帶來的細(xì)氫氧化鋁 會加劇 氧化鋁發(fā)生水解 。 分離 、洗滌、葉濾、 粗液 和精液 在槽子 停留 或 輸送過程中都會有水解發(fā)生。 8 稀釋分離洗滌過程的 脫硅反應(yīng) 鋁酸鈉溶液脫硅反應(yīng)生成的鈉硅渣，其氧化鋁與氧化鈉分子比為 1： 1， 相應(yīng) 帶 走的氧化鋁 質(zhì)量數(shù) 較多 ，因此會降低溶液的 Rp。如果 添加石灰 進(jìn)一步 脫硅， 造成氧化鋁損失 會更大 ， 進(jìn)一步降低 了溶液的 Rp。 其它低 Rp 的漿液進(jìn)入流程 分離洗滌過程使用的絮凝劑 ； 進(jìn)入洗 滌系統(tǒng) 的苛化 漿液 ； 進(jìn)入分離洗滌過程的污水 、 大壩回 水 ；還有 化清槽的溶液等 其他高苛性堿溶 液 非正常 進(jìn) 入流程等 等 都會使 Rp 降低。 溶液的其它氧化鋁損失 溶液的其它氧化鋁損失 ，包括加入石灰作為葉濾助劑會直接導(dǎo)致氧化鋁的損失等。 提高精液 Rp 及降低溶出液與精液△ Rp 的 措施 提高精液 Rp 主要有兩個(gè)方面的措施：一 提高溶出液 Rp 值，二 是 縮小溶出液與精液 Rp 的差值 △ Rp。 改善溶出條件，制定合理的溶出制度， 能 獲得較高的溶出液Rp 值 ，但 針對 現(xiàn)有的溶出系統(tǒng)， 在 鋁土礦一定 、 循環(huán)母液 濃度 一定 的 條件下， 為獲得適宜的整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)， 溶出液 的 Rp 值 幾 9 乎 是確定的 。 氧化鋁生產(chǎn)過程中，溶出液 Rp 與精液 Rp 不可避免地存在著一定的差值 △ Rp， 生產(chǎn)條件不同此差值的大小亦不同，在溶出條件不變的情況下，縮小 △ Rp 這一差值也就提高了精液的 Rp 值。 大多數(shù)情況下，氧化鋁企業(yè)的溶出條件相對來說是比較穩(wěn)定的，因此 ， 就只能 通過降低溶出液與精液之間 △ Rp 來 提高精液 Rp。 3 相關(guān)工序的 工藝流程及 現(xiàn)狀 分析 總體工藝流程描述 XX 鋁業(yè) 有限公司 位于洛陽市西南的新安縣，產(chǎn)能 80 萬噸 ，包括 兩個(gè)系列 ， 每個(gè)系列 40 萬噸。 2020 年 12 月第一系列建成投產(chǎn)，2020 年 8 月 第 二系列 建成投產(chǎn)。采用拜耳法處理 A/S 為 5 左右的低品位礦 ， 石灰外購 ， 原料采用先棒磨再球磨的兩段磨礦工藝。溶出采用機(jī)械攪拌反應(yīng)釜預(yù)加熱溶出技術(shù) 。分離洗滌 系統(tǒng) 當(dāng)前采用錐底沉降槽技術(shù) 。分解采用高固含一段法分解技術(shù) 。 氫氧化鋁焙燒采用流態(tài)化懸浮焙燒技術(shù)。 10 溶出現(xiàn)狀分析 溶出工藝流程 溶出系統(tǒng)有兩個(gè)系列。從預(yù)脫硅槽來的礦漿，分別由高壓隔膜泵送入一二 系列 溶出系統(tǒng)。為溶出配料準(zhǔn)確 ，在溶出 進(jìn)料前 加入部分循環(huán)母液調(diào)整固含使溶出進(jìn)料固含由原礦漿的 345g/L 左右 降至290g/L 左右進(jìn)入溶出系統(tǒng)溶出。 原礦漿經(jīng)高壓 泵，入緩沖槽，經(jīng)六級單管二次蒸汽預(yù)熱至 164℃ 左右 ，再經(jīng)緩沖槽，進(jìn)入四級 機(jī)械攪拌反應(yīng)釜 二次蒸汽預(yù)熱至 201℃ 左右 ，七級 機(jī)械攪拌反應(yīng)釜 新蒸汽預(yù)熱至溶出溫度，三個(gè) 機(jī)械攪拌反應(yīng)釜保溫溶出后，經(jīng) 十 級料漿自蒸發(fā)器閃蒸降溫至 123℃ 左右 ， 進(jìn)入稀釋槽與赤泥洗液混合后經(jīng)稀釋后槽進(jìn)入沉降分離 洗滌 系統(tǒng)。 兩個(gè)系列溶出機(jī)組的參數(shù)控制 基本相同 。 溶出工藝 技術(shù)指標(biāo) 主要工藝技術(shù)條件： 溶出溫度： 260~265℃ 溶出時(shí)間： 40~45min 6 月份 石灰的主要化學(xué)成分見表 1。 6 月 份 礦石、溶出進(jìn)料及溶出結(jié)果 見表 5。 11 表 1 6 月份 石灰得主要化學(xué)成分（月平均值， %） 月份 CaOT MgO SiO2 CaOf 5 6 從表中可以看出，石灰的質(zhì)量較差，總 CaO 含量為 83%較低，有效 CaO 含量僅有 74%也較低 。 表 2 5 月份 原料及溶出 固相數(shù)據(jù) （ 月平 均值） 料漿名稱 Al2O3 （ %） SiO2 （ %） Fe2O3 （ %） CaO （ %） Na2O （ %） A/S N/S C/S 實(shí)際溶出率 （ %） 相 對溶出率 （ %） 入磨鋁土礦 \ \ \ \ \ \ 原礦漿 \ \ \ \ Ⅰ 溶出 Ⅱ 溶出 外排赤泥 \ \ 表 3 5 月份溶出工序 漿液數(shù)據(jù) 料漿名稱 Na2OT （ g/L） Al2O3 （ g/L） Na2OK（ g/L） 固含（ g/L） Rp 液固比 63μ （ %） 原礦漿 258 140 23