【正文】 縮小溶出液與精液Rp差值技術(shù)開(kāi)發(fā)研究報(bào)告目 錄1 前言 52 拜耳法溶出液與精液△αK或△Rp差值的理論分析 7 Rp和αK的定義及其關(guān)系 7 精液Rp值降低的因素分析 8 提高精液Rp及降低溶出液與精液△Rp的措施 93 相關(guān)工序的工藝流程及現(xiàn)狀分析 10 總體工藝流程描述 10 溶出現(xiàn)狀分析 11 稀釋、分離、洗滌現(xiàn)狀分析 14 氫氧化鋁洗滌現(xiàn)狀分析 18 苛化現(xiàn)狀分析 194 影響溶出液與精液Rp差值的因素分析與計(jì)算 20 溶出液至精液Rp的變化情況 20 影響ΔRp的因素分析與計(jì)算 22 強(qiáng)濾液對(duì)溶出液稀釋后Rp的影響 23 赤泥洗液對(duì)溶出液稀釋后Rp的影響 24 苛化液對(duì)溶出液稀釋后Rp的影響 24 絮凝劑對(duì)于溶出液稀釋后Rp的影響 25 影響赤泥洗液Rp值的因素分析與計(jì)算 25 葉濾助劑的影響 28 影響溶出液Rp降低的各因素匯總與比較 29 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溶出液與精液△Rp的比較 30 適宜的溶出液與精液Rp及其差值確定 31 適宜溶出液Rp討論 31 合理的溶出液與精液ΔRp的確定 35 小結(jié) 365 溶出系統(tǒng)分析及適宜條件的確定 37 外排赤泥物化性能測(cè)試 37 溶出適宜條件的確定 38 試驗(yàn)原料、試驗(yàn)設(shè)備及方法 38 溶出試驗(yàn)結(jié)果與分析 40 關(guān)于化灰問(wèn)題 52 葉濾渣代替石灰溶出試驗(yàn) 53 鹽浴溫度和轉(zhuǎn)速的檢測(cè) 55 小結(jié) 566 結(jié)論 567 建議 57工業(yè)應(yīng)用效果 59低品位鋁土礦溶出試驗(yàn)研究報(bào)告（補(bǔ)充） 681 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(guó)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(guó)鋁業(yè)公司XX研究院和XX鋁業(yè)有限公司合作開(kāi)展“縮小溶出液與精液Rp差值技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目研究。該項(xiàng)目的主要研究?jī)?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(guò)程中的溶出效率分析；分離、沉降、洗滌過(guò)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(guò)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/177。，正常生產(chǎn)過(guò)程中溶出礦漿Rp≥，溶出赤泥A/S≤。②。③。6月初XX研究院項(xiàng)目組人員入駐XX鋁業(yè)有限公司開(kāi)展工作。相繼對(duì)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(duì)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/177。，正常生產(chǎn)過(guò)程中溶出礦漿Rp≥，溶出赤泥A/S≤。平盤(pán)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(guò)程和以化灰的方式加入石灰，是強(qiáng)化溶出過(guò)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。如對(duì)于A/177。，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/，溶出液Rp≥。2 拜耳法溶出液與精液△αK或△Rp差值的理論分析 Rp和αK的定義及其關(guān)系鋁酸鈉溶液中Na2O與Al2O3的比值，可以用來(lái)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(guó)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(lái)引進(jìn)法鋁技術(shù)的廠家則以Rp來(lái)表示，它是Al2O3：Na2O的質(zhì)量比；美國(guó)則慣用Al2O3：Na2O質(zhì)量比表示，符號(hào)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；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(guò)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(huì)降低稀釋礦漿的Rp。作為稀釋液一般主要有兩方面的來(lái)源：①赤泥洗液：赤泥一般需要經(jīng)過(guò)三至四次反向洗滌，洗滌過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，溶液濃度低，在洗滌過(guò)程的水解無(wú)法避免，因此赤泥洗液Rp較低是無(wú)法避免的，其它進(jìn)入洗滌過(guò)程的低Rp溶液，也會(huì)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(shì)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(guò)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(lái)的細(xì)氫氧化鋁會(huì)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(guò)程中都會(huì)有水解發(fā)生。稀釋分離洗滌過(guò)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(huì)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(huì)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(guò)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(guò)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(huì)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(huì)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(duì)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值幾乎是確定的。 氧化鋁生產(chǎn)過(guò)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(duì)來(lái)說(shuō)是比較穩(wěn)定的，因此，就只能通過(guò)降低溶出液與精液之間△Rp來(lái)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(yáng)市西南的新安縣，產(chǎn)能80萬(wàn)噸，包括兩個(gè)系列，每個(gè)系列40萬(wàn)噸。2006年12月第一系列建成投產(chǎn)，2008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(gòu)，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)。 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(lái)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(jí)單管二次蒸汽預(yù)熱至164℃左右，再經(jīng)緩沖槽，進(jìn)入四級(jí)機(jī)械攪拌反應(yīng)釜二次蒸汽預(yù)熱至201℃左右，七級(jí)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(jí)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：40~45min6月份石灰的主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。6月份礦石、溶出進(jìn)料及溶出結(jié)果見(jiàn)表5。表1 6月份石灰得主要化學(xué)成分（月平均值，%）月份CaOTMgO SiO2CaOf5 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?jī)H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(chēng)Al2O3（%）SiO2（%）Fe2O3（%）CaO（%）Na2O（%）A/SN/SC/S實(shí)際溶出率（%）相對(duì)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(chēng)Na2OT（g/L）Al2O3（g/L）Na2OK（g/L）固含（g/L）Rp液固比63μ（%）原礦漿258140232345Ⅰ溶出進(jìn)料233290Ⅰ溶出322341298232Ⅱ溶出進(jìn)料234292Ⅱ溶出323343298234表4 6月份溶出原料及溶出固相數(shù)據(jù)（6月份均值）料漿名稱(chēng)Al2O3（%）SiO2（%）Fe2O3（%）CaO（%）Na2O（%）A/SN/SC/S實(shí)際溶出率（%）相對(duì)溶出率（%）入磨鋁土礦 \\ \ \\\原礦漿 \\\Ⅰ溶出 Ⅱ溶出 外排赤泥 \\表5 6月份溶出工序漿液數(shù)據(jù)料漿名稱(chēng)Na2OT（g/L）Al2O3（g/L）Na2OK（g/L）固含（g/L）Rp液固比63μ（%）原礦漿257135231 344 Ⅰ溶出進(jìn)料232 293 Ⅰ溶出319 334 294 233 Ⅱ溶出進(jìn)料232 296 Ⅱ溶出320 335 295 236 從上表中可以看出6月份，礦石品位較低，入磨A/S僅為5左右，6月份與5月份相比，礦石品位有所下降，溶出赤泥A/S較低，，6月份有所降低，溶出赤泥N/。以入磨A/S計(jì)算相對(duì)溶出率都在95%以上，溶出效率較高。但由于受到礦石品位較低僅5左右，實(shí)際溶出率僅有76%。 稀釋、分離、洗滌現(xiàn)狀分析 工藝流程分析一期溶出料漿在稀釋槽與一次赤泥洗液混合后進(jìn)入稀釋后槽，之后進(jìn)入分離沉降槽。二期溶出料漿在稀釋槽與一次赤泥洗液、強(qiáng)濾液混合后，進(jìn)入稀釋后槽與葉濾渣混合之后，與一期稀釋后槽料漿在沉降槽進(jìn)料管與多點(diǎn)加入的絮凝劑混合后進(jìn)入分離沉降槽。當(dāng)前用的沉降槽為錐底沉降槽。采用一次分離四級(jí)反向洗滌方式。稀釋沉降槽的規(guī)格及停留時(shí)間見(jiàn)表6。末次洗滌后的部分底流經(jīng)轉(zhuǎn)鼓赤泥過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，赤泥濾餅強(qiáng)力攪拌后由GEHO泵送入赤泥堆場(chǎng)。其余底流送熱電廠由高壓泥漿泵直接泵入赤泥堆場(chǎng)。分離槽溢流進(jìn)入粗液槽，再泵入葉濾機(jī)（同時(shí)加入助濾劑），葉濾后進(jìn)入精液槽，精液與分解母液經(jīng)板式換熱后，與立盤(pán)過(guò)濾的晶種混合后進(jìn)入分解首槽，經(jīng)44小時(shí)高固含一段分解，分解后的漿液一部分經(jīng)平盤(pán)過(guò)濾機(jī)，過(guò)濾、洗滌后得到氫氧化鋁產(chǎn)品，同時(shí)得到分解母液和強(qiáng)濾液。稀釋分離沉降部分的工藝流程圖見(jiàn)圖1。Ⅱ稀釋后槽Ⅱ稀釋分離一洗二洗三洗赤泥過(guò)濾高壓泥漿泵外排粗液槽葉濾石灰乳Ⅰ稀釋Ⅰ稀釋后槽四洗絮凝劑苛化漿液精液水Ⅱ溶出礦漿Ⅰ溶出礦漿強(qiáng)濾液圖1 稀釋沉降工藝流程圖表6 沉降分離工序主要槽體的規(guī)格體積、流量及停留時(shí)間名稱(chēng)規(guī)格（mm）體積（m3）流量（m3/h）停留時(shí)間（min）稀釋槽5812672510稀釋后槽1324725110分離槽221648631450201一洗槽221648631023285二洗槽221648631011288三洗槽221854711126291末洗槽221854711163282 稀釋分離工藝技術(shù)條件及主要技術(shù)指標(biāo)6月份稀釋分離、葉濾的主要技術(shù)指標(biāo)分別見(jiàn)表8，6月份沉降槽的主要工藝指標(biāo)分別見(jiàn)表10。表7 5月份稀釋分離、葉濾的主要技術(shù)指標(biāo)料漿名稱(chēng)Na2OT（g/L）Al2O3（g/L）Na2OK（g/L）SiO2（g/L）固含（g/L）浮游物（g/L）RpA/SⅠ期稀釋礦漿191 194 175 108 Ⅱ期稀釋礦漿192 193 175 106 分離溢流195 194 178 粗液172 精液187 185 171 209一次洗液68 64