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摘要:氧化铝的制备程序繁琐,涉及工序较多,本文主要针对溶出工序提出了优化措施,阐述了氧化铝是如何制得。氧化铝溶出方面存在很多待解决问题,所以选择两个方面的流程优化进行叙述,确保溶出高效率运行和成本的降低。为以后其它方面的优化做了铺垫。
关键词:现状;溶出工序;优化内容
氧化铝的制备工序有很多,所以整体会比较复杂。它的制备方法也有很多种,比如碱法等其他方式,碱法是现在很多企业普遍使用的。根据它的自身特性,它又被成为拜耳法。用它生产氧化铝,可以使用铝矿石与碱发生反应,因为铝矿石中含有氧化铝,这样两者反应可制得铝酸钠溶液,剩余不和碱反应或性质稳定的杂质则作为残渣处理。拜耳法制备氧化铝要经过多道工序,其中最重要的一步就是溶出,它也包括多个步骤。这一步骤旨在能够把氧化铝转变为铝酸钠。
一、发展现状
现在铝行业的发展前景非常的不乐观,因为制作工序所需原材料的价格不断上涨,而且还不见有下降的趋势,所以各个企业的发展都出现了淡季的情况,向前发展是越来越困难。既然原材料的价格不能改变,那么就要在工序上降低成本,所以如何在工序过程中降低企业的总体成本,并且不改变工作的效果,就成为了企业发展的首要任务。
相关的企业现在已经通过各个方面的努力,终于找到了优化方法。在预脱硅循环母液流程方面,既能减少了企业的成本,更加缩短了员工的工作时间,同时还能降低各种能耗比;还有在溶出机组压缩器填充方式上的改变,它通过把管道分为两段,同时进行填充,既加快了填充的速度,又加快了溶出速率。这两种方式的优化,为铝行业的发展提供了充分的条件。
二、溶出工序
2.1溶出工序的影响因素
对溶出的影响因素有很多。例如,温度,搅拌强度和循环母液浓度等。溶出包括高温溶出和低温溶出,当升高一定的温度时,铝矿石中的氧化铝能够与碱更好的反应,加快氧化铝的分解速度,溶液中的分子变得不再稳定,这时再使用浓度比较低的母浓液就可以得到溶出液。由于母液中含有氧化钠溶液,溶出液和它的浓度有一定的差距,所以大大的提高了碱的使用率,因此温度对溶出的影响是非常大的。
大家应该都知道,溶出工序涉及很多程序。管道溶出器和高压溶出器都是溶出的主要设备,溶出的主要流程就是矿浆和溶液反应生成所需溶液。在这个过程就需要用到高压溶出器,矿浆在其加热的机械搅拌下,不仅能改变它的流动方向,还能加快流动速度。
循环母液的浓度对溶出的影响也是非常大的。其他条件不变的情况下,循环母液的浓度越高,氧化铝在溶液中的含量就越高,得到的溶出液中含有的杂质就越少。所有的东西都是有一个极限的,当然母溶液中的氧化钠浓度也是一样的,所以母溶液的浓度不能太高,一旦太高了会对设备造成严重的负担。
三、工艺流程优化
3.1预脱硅循环母液过程中脱硅槽的优化
预脱硅也就是将原矿浆用相关的运送工具把它送到两段加热器中,经过加热器加热到一定的温度,就可以把它送进脱硅槽,用里面的搅拌器对它进行一定程度的搅拌。因为使用的脱硅槽较多,高度也存在差异,所以料浆经过势差会溢流至出料槽,期间母液流程从高压系统前加入,但长期来看,频繁调整母液添加情况会导致阀门磨损概率大为增加,导致备件费用增高。
通过进一步的优化。直接利用母液泵把循环母液加至出料槽,经过搅拌后使料浆和母液混合均匀,既能保证了流程的安全性,又让流程变得更加简单。经过计算,脱硅槽的改进不使得电量节省了很多,而且备件的费用也降低了,提高了溶出的效率。
3.2采用低温法
在氧化铝溶出过程中通常采用高温溶出法,高温溶出法的原理是将进行了预脱硅后符合相应温度的矿浆经必要的加压器进行加压,再将加压后的产物送入预热器中,通过一定程度的闪蒸将使得矿浆达到规定的温度,最后根据矿石的情况,将原来矿浆通过280摄氏度的新蒸汽,使其达到矿石情况下的溶出温度。把符合要求的矿浆放进相应的保温容器中进行一定时间的保温,再将矿浆投入闪蒸器,进行一定程度的降温,再进行二次闪蒸使其达到一定的高温,将最后的原矿浆与赤泥洗液进行综合,然后再对其混合物进行一定程度的稀释,将稀释后产物进行一定的分离工序即可。
高温溶出法有很多局限性和不经济性,且现在矿石品位不稳定所以现在很多企业都采用低温法进行氧化铝溶出,低温法的操作原理是把经过预脱硅后的矿浆加压送至预热器中进行加热而后送入保温系统中,再将溶出矿浆进行一定程度的闪蒸,实现减压流程。再将上一次闪蒸器剩余的气体进行二次闪蒸,从而加热原矿浆达到要求的温度。最后将一定温度的矿浆与规定洗液进行混合,并将其进行稀释,进行最后的流程操作就可完成了。
通过由高温溶出变成低温溶出,使用的预热器和闪蒸器的数量大幅降低,所以只需要通过分析不同类别的矿石的操作结果,在溶出过程中进行改变保温容器的数量,改变保温时的保温时长,大大节约了企业的成本,实现企业资源的充分利用。
四、结束语
氧化铝的生产的工序非常之复杂,步骤也非常的多,一个紧扣另一个。通过对以上两种方面的优化,企业的工作变得轻松,解决了企业资金难的问题,扩大了氧化铝的产量,节约各种资源,做到资源的充分利用,确保铝行业的进一步发展,为以后得优化奠定了基础。所以通过对工艺流程的不断优化,一定可以使的铝行业的发展前景不再萧条,迎来更好的未来。
参考文献
[1]石玉.浅谈工艺流程优化在氧化铝溶出中的应用[J].世界有色金属,2018(04):218-219.
[2]赵泳奇,吴呈祥.浅谈氧化铝生产溶出工序的结疤[J].中国金属通报,2018(11):243+245.
[3]张文康,李栋伟.浅析氧化铝溶出过程中的乏汽再利用[J].中国金属通报,2018(12):28+31.
[4]周立瑶,李和孝.隔膜泵在氧化铝行业中的应用[J].中国新技术新产品,2018(01):57-58.