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粗液添加石灰乳的作用,氧化铝厂粗液脱硅与硅渣分离设计

更新时间:2020-11-29 22:24
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design of pregnant liquor desilication and DSP seperation of alumina refinery

简介

将氧化铝厂熟料溶出浆液中分离出的粗液进行加热脱硅、分离硅渣,获得纯净铝酸钠溶液(精液)的工艺设计。设计主要内容包括:工艺流程、设备选择、技术特点与设备配置和主要技术指标。

工艺流程 粗液中含有相当数量的氧化硅,如直接送去分解,其大部分会随氢氧化铝一起沉淀析出,影响氧化铝产品的质量。因此,分解之前,粗液必须进行加热脱硅。脱硅有一次脱硅和二次脱硅两种工艺。前者是将加有一定量硅渣、石灰或其它添加剂的粗液加热至170℃左右,反应0.5~1.0 h,溶液中95%以上的氧化硅转变为固体硅渣(如钠和钙的水合铝硅酸盐等)析出,然后将硅渣从溶液中分离,再返回生料配制系统,得到的精液送分解。一般,一次脱硅所得精液的硅量指数(溶液中氧化铝与氧化硅重量比)较低,溶液中未脱除的氧化硅浓度相对较高。如要得到纯净的溶液,需二次脱硅。即往一次脱硅后浆液中添加石灰乳,在约100℃下,搅拌约1h,使溶液中氧化硅进一步析出,生成硅渣固体,再分离硅渣,便可得到硅量指数更高的精液。对二次脱硅精液中的氧化硅残留量要求特别低时,一次脱硅后浆液,必须先分离硅渣,再向不含硅渣的溶液添加石灰乳,进行二次脱硅。粗液用蒸汽直接或间接加热。直接加热流程设备简单,间接加热蒸汽耗量较低。一般选用间接加热流程。间接加热粗液,亦可用熔盐作热源。

粗液一次脱硅及硅渣分离工艺流程图

1—粗液槽;2—加热器;3—脱硅器;4—自蒸发器;5—缓冲槽;6—沉降槽;7—底流槽;8—圆筒过滤机:9—真空受液槽;10—溢流槽;11—叶滤机;12—硅渣槽

粗液一次脱硅及硅渣分离工艺流程如图。

设备选择 脱硅系统的主要设备有加热器、脱硅器、自蒸发器、二次脱硅槽和硅渣分离设备等。间接加热设备有套管式和列管式加热器。两种加热器的优缺点见氧化铝厂铝矿石溶出设计。脱硅器和自蒸发器均为立式圆筒形中空压力容器。二次脱硅槽为机械搅拌槽。脱硅后浆液,可用袋式过滤机或单层沉降槽及圆筒真空过滤机分离硅渣。沉降槽溢流液和过滤机的滤液中含有少量残余悬浮固体,用叶滤机精滤。

技术特点与设备配置 主要为:(1)一次脱硅属中温、中压作业,设计中必须采取安全措施。(2)为降低热耗,对于间接加热粗液流程,要尽可能提高降压自蒸发产出的二次蒸汽利用率。(3)硅渣分离系统,散发湿、热并有带碱蒸汽,设计时须采取相应处理措施。(4)脱硅部分及沉降槽一般露天布置。

主要技术指标 在脱硅及硅渣分离中,精液硅量指数(指溶液中Al2O3和SiO2质量比),一次脱硅≥400,二次脱硅≥800;精液中固体悬浮物含量≤0.01g/L。

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