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预脱硅溶出工艺的研究与设计

王志  
【摘要】: 近年来我国氧化铝工业发展迅猛,目前已成为世界第二大氧化铝生产国。但我国的铝土矿资源相对比较贫乏,且大多是中低品位的一水硬铝石型铝土矿,冶炼流程复杂,能耗高。因此我国从上世纪末开始进口三水铝石型铝土矿生产氧化铝,近几年来,利用进口三水铝石型铝土矿生产氧化铝的规模日益扩大。溶出作为该氧化铝生产工艺的关键工序,不仅占整个氧化铝生产蒸汽消耗的50%以上,而且是影响氧化铝工艺指标的关键工序。 本文首先分析了三水铝石型铝土矿的溶出机理,结合试验数据分析了预脱硅溶出工艺的可行性和优越性,充分利用三水铝石和可溶硅溶出与脱硅反应的时间差,提出了预脱硅溶出工艺。即采用套管间接换热技术,首先将矿浆加热到95~105℃常压脱硅的温度,而后保温6-8小时,使得70%以上的脱硅反应在预脱硅槽内完成,脱硅后的矿浆再进一步采用套管加热到145℃,完成铝土矿的溶出。 针对现有单套管溶出工艺存在的问题,为提高自蒸发系统能量分配的能力,研究优化了溶出自蒸发系统;采用蒸汽凝水闪蒸蒸汽加热矿浆技术,减少了预热器的换热面积,提高了热利用率。同时在分析三套管和多套管溶出预热器优缺点的基础上,选定三套管预热器作为间接加热的换热器。 根据确定的预脱硅溶出工艺,本设计完成了工艺计算。在此基础上完成了预脱硅溶出工艺的设计。根据本设计建成的生产线,铝土矿的溶出新蒸汽消耗可降低10%以上,三套管换热器的运行时间可大幅提高。 采用三套管预热预脱硅溶出新工艺,优化自蒸发系统,进一步降低了工艺能耗,提高了溶出工序的设备大型化和自动化控制水平,对我国利用进口三水铝石型铝土矿生产氧化铝具有重要的指导意义。


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