聯(lián)合法:處理中等品位礦石的工藝
2013年10月17日 9:25 8764次瀏覽 來源: 中國(guó)有色金屬報(bào) 分類: 科技創(chuàng)新 作者: 王祝堂
堿法是生產(chǎn)氧化鋁的基本工藝,拜耳法與燒結(jié)法都是堿法,它們各有優(yōu)缺點(diǎn)與適用性。根據(jù)鋁土礦化學(xué)成分、礦物組成及其他條件的不同,將拜耳法與燒結(jié)法聯(lián)為一體的工藝流程稱為聯(lián)合法。此法又可分為并聯(lián)法、串聯(lián)法與混聯(lián)法。究竟采用哪種工藝生產(chǎn)氧化鋁,主要決定于鋁土礦品位(礦石的鋁硅比A/S)以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從一般的技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看,低品位礦石(A/S為3~4)通常選用燒結(jié)法處理,中等品位的礦石(A/S為4~7)通常選用聯(lián)合法處理,高品位礦石(A/S大于8)則用拜耳法。
聯(lián)合法為處理高硅鋁土礦開創(chuàng)了一條新途徑,兩種工藝的有機(jī)結(jié)合不僅可以揚(yáng)長(zhǎng)避短,而且這種聯(lián)合為流程中兩個(gè)系統(tǒng)工藝和設(shè)備最佳化提供了新的可能。最近,在聯(lián)合法基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了一些新的聯(lián)合法工藝,如中國(guó)的選礦-拜耳法,國(guó)外的霞石拜耳水合法等。
并聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁。此法由拜耳法和燒結(jié)法兩個(gè)并行的生產(chǎn)線組成,以拜耳法處理低硅優(yōu)質(zhì)鋁土礦為主,燒結(jié)法處理高硅鋁土礦為輔,以補(bǔ)充拜耳法系統(tǒng)損失的苛性堿。因此,燒結(jié)熟料溶出的鋁酸鈉溶液脫硅后轉(zhuǎn)入拜耳法系統(tǒng)處理,將兩個(gè)系統(tǒng)的鋁酸鈉溶液混合進(jìn)行種子攪拌分解,分離洗滌氫氧化鋁,最后焙燒得到氧化鋁產(chǎn)品。
并聯(lián)法優(yōu)點(diǎn):可以合理利用鋁土礦資源,可以同時(shí)處理低硅和高硅鋁土礦,得到相對(duì)較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果;生產(chǎn)過程中的堿耗可用碳酸鈉補(bǔ)充,降低了生產(chǎn)成本;種分母液蒸發(fā)時(shí)析出的結(jié)晶堿(碳酸鈉和硫酸鈉復(fù)鹽)可直接送燒結(jié)法配料,取消了拜耳法的碳酸鈉苛化工序;燒結(jié)法系統(tǒng)中,低苛性化系數(shù)的鋁酸鈉溶液可降低拜耳法系統(tǒng)中溶液的苛性比,可提高種子分解速度,利于砂狀氧化鋁生產(chǎn)。
并聯(lián)法缺點(diǎn):拜耳法系統(tǒng)苛性堿的損失用燒結(jié)法系統(tǒng)的鋁酸鈉溶液補(bǔ)充,由于燒結(jié)法系統(tǒng)的鋁酸鈉溶液中含有較高碳酸鈉,使拜耳法系統(tǒng)各工序循環(huán)堿量增加,降低了經(jīng)濟(jì)效益;工藝流程也較為復(fù)雜。
串聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)。先以較為簡(jiǎn)單的拜耳法處理礦石,提取其中大部分的氧化鋁,然后再用燒結(jié)法回收拜耳法赤泥中的Al2O3和堿,燒結(jié)法系統(tǒng)生產(chǎn)的鋁酸鈉溶液補(bǔ)入拜耳法系統(tǒng)。用串聯(lián)法處理低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁可以獲得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。對(duì)于中等品位的鋁土礦(A/S為5~7的一水礦石)或品位更低但較為易溶的三水鋁石礦,采用串聯(lián)法往往比燒結(jié)法好。哈薩克斯坦的帕夫洛達(dá)爾氧化鋁廠,中國(guó)山西晉北氧化鋁廠(用A/S為5.6的一水硬鋁石鋁土礦)和重慶市南川氧化鋁廠都采用串聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁。
串聯(lián)法優(yōu)點(diǎn)是:礦石中大部分氧化鋁由加工費(fèi)用及投資比較低的拜耳法提取,僅少量由燒結(jié)法得到,減少了回轉(zhuǎn)窯數(shù)與燃料消耗,降低了生產(chǎn)成本;由于礦石中的氧化鋁經(jīng)過拜耳法與燒結(jié)法提取,總回收率高,堿耗低;由于全部氧化鋁由晶種分解法得到,品質(zhì)高。
串聯(lián)法的缺點(diǎn)是:拜耳法赤泥爐料的燒結(jié)往往較為困難,若礦石的Fe2O3含量低,在燒結(jié)法系統(tǒng)需要添加礦石才能解決補(bǔ)堿的問題,若Fe2O3含量過高,則赤泥爐料的燒結(jié)特性變差,整個(gè)生產(chǎn)的平衡穩(wěn)定受兩個(gè)系統(tǒng)相互影響程度比并聯(lián)法的大,給生產(chǎn)控制帶來一定的困難,赤泥熟料含Al2O3低,熟料折合比(生產(chǎn)1噸氧化鋁所需熟料量)高。
混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)。該法已成為中國(guó)獨(dú)特的氧化鋁生產(chǎn)工藝,在串聯(lián)法的燒結(jié)法系統(tǒng)不僅處理拜耳法赤泥,還配入部分較低品位的鋁土礦,拜耳法系統(tǒng)生產(chǎn)的赤泥進(jìn)入燒結(jié)法系統(tǒng)繼續(xù)處理,燒結(jié)法系統(tǒng)產(chǎn)出的一部分鋁酸鈉溶液又加入到拜耳法系統(tǒng),以補(bǔ)償其苛性堿的損失,從而把兩部分串聯(lián)起來。因?yàn)樗鼈兺瑫r(shí)具有串聯(lián)法和并聯(lián)法的工藝特點(diǎn),而燒結(jié)法又有獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng),故把此法稱為混聯(lián)法,混聯(lián)法為中國(guó)氧化鋁工業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。
混聯(lián)法的創(chuàng)造性亮點(diǎn)在于其在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)了拜耳法赤泥與低品位鋁土礦一起燒結(jié),是穩(wěn)定拜耳法赤泥熟料燒結(jié)作業(yè)的好工藝。生產(chǎn)實(shí)踐證明,混聯(lián)法是處理國(guó)內(nèi)高硅低鐵鋁土礦的有效工藝,氧化鋁總回收率高,品質(zhì)好,還解決了串聯(lián)法中拜耳法與燒結(jié)法兩個(gè)系統(tǒng)的相互制約、難以掌握生產(chǎn)平衡的問題,使整個(gè)生產(chǎn)更具靈活性,有利于最大限度發(fā)揮裝備的生產(chǎn)能力。
混聯(lián)法的缺點(diǎn)是:燒結(jié)法系統(tǒng)的產(chǎn)能比例比串聯(lián)法的大,單位產(chǎn)品的投資、能耗和成本也隨著上升,產(chǎn)品品質(zhì)也受到影響;流程長(zhǎng),設(shè)備龐大復(fù)雜,控制難。
責(zé)任編輯:曉曉
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