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烧结法氧化铝生产粗液脱硅新工艺研究

王玉玲  
【摘要】:山东铝业公司烧结法氧化铝生产中粗液的脱硅采用三段脱硅,一段采用加压脱硅,二段为钠硅渣不分离直接加石灰脱硅,然后在分离硅渣后加石灰三段脱硅。这样的脱硅工艺存在较大的不合理性,一段由于加压能耗很高;二段钠硅渣不分离,由于钠硅渣的溶解度小于水化石榴石,所以在脱硅过程中存在钠硅渣的沉淀转移,造成溶液Al_2O_3的额外损失且溶液A/S上升不大,脱硅效果不好。 本文针对山东铝业公司烧结法氧化铝生产中粗液脱硅工艺的现状,在对铝酸钠溶液脱硅过程动力学和热力学分析的基础上,探索了一段生成钠硅渣,硅渣分离后,二段加石灰常压脱硅的化学原理。在此基础上,探索了浓度、晶种量、种子活化、浮游物的量、脱硅时间等因素对脱硅量影响的规律,提出了常压脱硅的工艺条件:一段常压脱硅中,种子加入量:100~150g/l;温度:95~100℃;时间3~4小时;一次精液铝硅比:300;采用高效絮凝剂,一次精液浮游物小于0.5g/l;种子需要在球磨机中过一下,以避免多次循环后效率降低。二段常压脱硅:有效钙加入量:8~10g/l;温度:95~98℃;时间:2小时;二次精液铝硅比:1000。据预算,一段脱硅由加压改为常压,汽耗降低约55kg/m~3-脱硅原液;用钠硅渣分离二段常压脱硅替代现二段及三段脱硅,可净得收益45元/t-Al_2O_3。这样每年可产生效益约2700万元。 同时,本论文研究表明,从现在生产中取得的各种硅渣种子并不需要活化(磨细),种子只有在经过数次闭路循环后其活性的降低才会明显影响脱硅效果。在实际生产中需要对种子进行磨细活化,但只要进行简单的湿磨即可,一是因为循环长大后的种子结构松散,容易磨细,另外在本文确定的工艺中并不需要种子具有很高的活性。在第二段常压脱硅中提出使用高效絮凝剂来降低一次精液的浮游物,从而提高第二段脱硅的效果。 本研究提出的常压脱硅新工艺中,一段由加压改为常压,节约能耗;二段改为钠硅渣分离后加石灰脱硅,并去掉第三段脱硅,不仅减少了氧化铝损失及操作工序,而且得到的二次精液的A/S能够达到甚至超过现在三次精液的水平。


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