选精矿预热过程中结垢规律的研究.doc

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1、中南大学本科毕业论文题目选精矿预热过程中结垢规律的研究学生姓名伍依爱专业班级冶金0606指导老师李小斌，刘桂华学院冶金学院完成时间2011年6月摘要本文通过一系列实验和数据探讨铝土矿的溶出条件和溶出率，以及在这个过程中的硅的反应行为，以此获得选精矿在预热过程中的结垢规律。主要研究结果如下：（1）将石灰化灰了再添加进去的话，溶出率将比直接加干石灰要高。（2）化灰了的石灰添加量与溶出率成正比关系，干石灰成反比关系。（3）添加剂DPSN的效果要比PG-20效果要好。（4）Na2CO3第一章文献综述我国有23亿吨铝土矿，80%为中

2、低品位铝土矿。为满足拜耳法生产氧化铝对高品位铝土矿的要求，有的氧化铝企业采用选矿的方法以提高矿石品位。由于选精矿和原矿中矿物形态不同，铝土矿在矿浆预热过程中反应规律不同，造成结垢速率明显不同。目前，选精矿在矿浆预热过程中结垢明显快于原矿，造成氧化铝生产组织十分苦难你，单国内外没有研究报告和相关处理方案，因而研究选精矿预热过程中结垢规律十份迫切。铝土矿溶出是氧化铝生产的关键环节和核心工序，目的是使铝土矿中的氧化铝充分溶解进入铝酸钠溶液，所以铝土矿的溶出过程是提高氧化铝回收率、降低生产成本的关键。我国的铝土矿资源主要为一水硬铝

3、石，其具有高铝、高硅、低铁的特点，以中低品位铝土矿为主，高品位矿较少。由于我国矿石资源与世界上大部分国家有很大的差别．因此决定了我国的氧化铝溶出工艺与国外三水铝石的溶出工艺有着很大的差异。1我国氧化铝溶出工艺现状及特点我国目前采用的高压溶出技术主要有：管道预热、压煮器间接加热溶出技术，全管道间接加热溶出技术以及双流法溶出技术。其中山西铝厂和平果铝厂等引进了法国彼施涅铝业公司的“管道预热、压煮器间接加热溶出技术”：郑州铝厂引进了德国VAW公司的“管道化间接加热溶出技术”。现已发展成为“全管道预热、熔盐加热停留罐溶出技术”：中

4、州铝厂采用“双流法溶出技术”。1．1管道预热、压煮器间接加热溶出技术1．1．1工艺概述管道预热、压煮器间接加热溶出技术提高了各类矿石的溶出温度。该技术与过去的直接加热压煮溶出相比，可大幅度减少蒸发水量，降低能耗。适当提高溶出的温度，特别是对于一水硬铝石矿来说，可以提高碱的循环效率．降低溶出碱液浓度．对于改善溶出工艺的技术经济指标有明显的效果。中铝广西分公司氧化铝溶出工艺就是采用管道预热、压煮器间接加热溶出技术。其设计溶出温度为260℃．加热蒸汽温度大于280℃，压力6．0MPa，每吨氧化铝蒸汽消耗为2．10t。原矿浆由高压

5、隔膜泵注入溶出机组，矿浆首先经过单管预热器和带机械搅拌的间接加热预热压煮器。然后进入带机械搅拌间接加热的反应压煮器用来自锅炉房的新蒸汽加热到溶出温度。最后在压煮器保温停留达到溶出时间．溶出后料浆经过相应级别闪蒸槽降压降温，料浆进入稀释槽。根据料浆的浓度，向稀释槽内加入一次洗液。合格的稀释浆液送往溶出后槽停留。再送往沉降作业区。由于矿石的性质不同，有的需要增加预脱硅工序。预脱硅是指原矿浆在进入管道预热器之前，预先将溶出原矿浆中的SiO：转变成为含水铝硅酸钠的过程．这样处理后可避免溶出原矿浆在管道预热段和压煮器加热段的设备表面

6、生成严重的钠硅渣结垢。保持设备传热系数及产能。表1是国内部分氧化铝厂溶出的相关数据。1．1．2主要技术指标和工艺参数相对溶出率：η2≥93％；溶出液：Rp≥1．11；矿浆粒度：<500pm占100％,<315um占98.75%，<63um占70％-80％;循环母液浓度：Nk220-250g／L，Rp≤0．63；碳酸钠含量：Nc／NT<12％；溶出温度：256±3℃：新蒸汽：压力6.1～6.2MPa，温度275—277℃反应停留时间：30～45min;设备运转率：≥95％。1．1．3特点(1)原矿浆在单管预热器和带机械搅拌间

7、接加热的预热压煮器中加热，再进入带机械搅拌间接加热反应压煮器内。用来自锅炉房的新蒸汽加热到溶出温度停留一定时间进行溶出反应：(2)单管预热器结构简单，其中生成的硅结疤容易清洗：(3)在预热压煮器内形成难清理的钛结疤可以用火烧法处理：(4)相对溶出率比全管道预热、熔盐加热停留罐保温溶率低。管道预热、压煮器间接加热溶出技术是适宜处理一水硬铝石型铝土矿的高效、节能的溶出工艺。1．2全管道预热、熔盐加热保温停留罐溶出技术1．2．1工艺概述中铝河南分公司氧化铝厂溶出采用全套管预热、熔盐加热停留罐保温溶出工艺。700kt／a氧化铝生产

8、线溶出器组分南、北两个系列，每个系列2组，每组进料量340m3/h。原矿浆进入预脱硅槽脱硅后。补充循环母液对矿浆进行调整。达到溶出要求的矿浆送至高位槽，由隔膜泵经分料箱分成4根管的料浆进入矿浆预热段。每组溶出工序采用8级套管二次汽预热、然后熔盐加热、套管停留段和6个保温停留罐溶出、8级自蒸发的工艺流程。