在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方法及系统

文档序号:162543 发布日期:2021-10-29 浏览:57次 >En<

阅读说明:本技术 在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方法及系统 (Method and system for removing sodium fluoride in alumina production process ) 是由 廖鹏 张福民 郑伟 张春光 何海军 宋大伟 解晓阳 柴洪云 张飞飞 郭起宝 莫远 于 2021-07-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及氧化铝生产技术领域,特别是涉及一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方法及系统。该方法包括:在氧化铝生产过程中,将流向循环母液槽的氧化铝生产循环母液中的第一部分母液引流至第一蒸发器;其中,所述氧化铝生产循环母液中除所述第一部分母液之外的其他母液继续流向所述循环母液槽;在所述第一蒸发器中,对所述第一部分母液进行氟化钠脱除处理;将进行了所述氟化钠脱除处理后的所述第一部分母液,从所述第一蒸发器引流至所述循环母液槽。该方法可以在不中断氧化铝生产的情况下,去除氧化铝生产循环母液中的氟化钠。(The invention relates to the technical field of alumina production, in particular to a method and a system for removing sodium fluoride in the alumina production process. The method comprises the following steps: in the production process of the aluminum oxide, a first part of mother liquor in the circulating mother liquor in the production of the aluminum oxide flowing to a circulating mother liquor tank is guided to a first evaporator; wherein, other mother liquor except the first part of mother liquor in the circulating mother liquor of the alumina production continuously flows to the circulating mother liquor tank; subjecting said first portion of mother liquor to a sodium fluoride removal process in said first evaporator; and draining the first part of mother liquor subjected to the sodium fluoride removal treatment from the first evaporator to the circulating mother liquor tank. The method can remove the sodium fluoride in the circulating mother liquor of the alumina production under the condition of not interrupting the alumina production.)

在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方法及系统

技术领域

本发明涉及氧化铝生产技术领域,特别是涉及一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方法及系统。

背景技术

氧化铝生产所用的铝土矿种类较多,不同种类的铝土矿所含的杂质不同。其中,很多铝土矿中氟化物含量较高。在使用此类矿石生产氧化铝时,在溶出工序,氟化物主要以氟化钠进入系统中。若不对氟化钠进行去除,其在系统中的浓度可能会越来越高,影响氧化铝的生产过程。具体而言,氟化钠在氧化铝生产循环母液中溶解度较低,并随苛性碱(也可以简称为苛碱)浓度的增加及溶液温度的降低而减小。而氧化铝生产循环母液在蒸发器中浓缩时,苛碱浓度会提高,并有负压蒸发降温的过程,从而导致氟化钠大量析出,对生产造成严重影响,主要有:

1、在蒸发器换热管束、过料管道及闪蒸器会大量析出氟化钠结疤,造成堵塞、仪表失真。蒸发器必须低效运行以减缓结疤生成,并频繁水洗去除已产生的结疤,导致蒸发器效率降低、运转率下降且消耗增加。特别是频繁水洗导致生产中断,影响生产效率。

2、在循环母液送往磨机、隔膜泵配配料时,温度进一步降低,也会在管道析出,造成管道堵塞,流量计等仪表失真失去参考意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点和存在的问题,本发明的目的在于提供一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方法及系统,用于在不中断生产的情况下,去除氧化铝生产循环母液中的氟化钠。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供了一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方法,包括:在氧化铝生产过程中,将流向循环母液槽的氧化铝生产循环母液中的第一部分母液引流至第一蒸发器;其中,所述氧化铝生产循环母液中除所述第一部分母液之外的其他母液继续流向所述循环母液槽;在所述第一蒸发器中,对所述第一部分母液进行氟化钠脱除处理;将进行了所述氟化钠脱除处理后的所述第一部分母液,从所述第一蒸发器引流至所述循环母液槽。

在本发明的一个实施例中,所述第一蒸发器具体为闪蒸器;所述氟化钠脱除处理包括:将所述闪蒸器内的氧化铝生产循环母液中苛碱浓度至少提升至265g/l,并将温度降至80℃以下,使得氟化钠从氧化铝生产循环母液中析出,并在所述闪蒸器中结疤。

在本发明的一个实施例中,所述将所述闪蒸器内的氧化铝生产循环母液中苛碱浓度至少提升至265g/l,并将温度降至80℃以下,包括:连通所述闪蒸器和负压蒸发器,以利用所述负压蒸发器的负压,抽吸所述闪蒸器中的蒸汽,以将所述闪蒸器内的氧化铝生产循环母液中苛碱浓度至少提升至265g/l,并将温度降至80℃以下。

在本发明的一个实施例中,所述负压蒸发器为六效蒸发器。

在本发明的一个实施例中,所述氟化钠脱除处理包括:所述闪蒸器每运行预设的第一时长,断绝所述第一部分母液进入所述闪蒸器;其中,所述第一时长大于或等于48小时;向所述闪蒸器中注水,并进行加热,得到热水;使用所述热水循环清洗所述闪蒸器,使得氟化钠结疤溶解到热水中;从所述闪蒸器,排除溶解有氟化钠的热水。

在本发明的一个实施例中,所述从所述闪蒸器,排除溶解有氟化钠的热水包括:将溶解有氟化钠的热水排放到苛化槽中;向所述苛化槽中加入石灰乳,以生成氟化钙,以从水中去除氟化钠。

在本发明的一个实施例中,所述氧化铝生产循环母液为从第二蒸发器流向所述循环母液槽的氧化铝生产循环母液;其中,所述第二蒸发器为一效蒸发器。

本发明还提供了一种在氧化铝生成过程中脱除氟化钠的系统,包括:第一管道,用于向循环母液槽输送氧化铝生成母液;第一蒸发器和第二管道,所述第二管道的一端连接到所述第一管道,另一端连接到所述第一蒸发器;其中,所述第二管道用于将所述氧化铝生产循环母液中的第一部分母液引流至所述第一蒸发器;所述第一蒸发器,用于对所述第一部分母液进行氟化钠脱除处理;第三管道,其一端连接所述第一蒸发器,另一端连接所述循环母液槽或所述第一管道;其中,当连接所述第一管道时,所述第三管道和所述第一管道的连接点位于第一连接点和所述循环母液槽之间,所述第一连接点为所述第二管道和所述第一管道的连接点。

在本发明的一个实施例中,所述第一蒸发器为闪蒸器;所述系统还包括负压蒸发器;其中,所述负压蒸发器与所述闪蒸器连通,以利用所述负压蒸发器的负压,抽吸所述闪蒸器中的蒸汽,以将所述闪蒸器内的氧化铝生产循环母液中苛碱浓度至少提升至265g/l,并将温度降至80℃以下。

在本发明的一个实施例中,所述负压蒸发器为六效蒸发器。

如上所述,本发明提供的在氧化铝生成过程中脱除氟化钠的方法及系统,具有以下有益效果:可以对部分氧化铝生产循环母液进行氟化钠脱除处理,其他部分的氧化铝生产循环母液可以支持氧化铝生产的持续进行;脱除氟化钠后的氧化铝生产循环母液可以和其他氧化铝生产循环母液混合,降低了氧化铝生产循环母液中氟化钠整体浓度。由此,可以在不中断氧化铝生产的情况下,实现氟化钠的去除。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠系统的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠方法的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知,本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供了一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方案,其将部分氧化铝生产循环母液中苛碱浓度提高,并降低温度,使得其中的氟化钠析出结疤,以从氧化铝生产循环母液中去除氟化钠。再将去除氟化钠的氧化铝生产循环母液和其他氧化铝生产循环母液混合,从而整体降低了氧化铝生产循环母液中的氟化钠浓度。由此,可以在不中断氧化铝生产的情况下,实现氟化钠的去除。

另外,在本发明提供的方案中,可以将析出的氟化钠结疤用热水溶解,加入氢氧化钙,保温搅拌,使氟化钠苛化生成氟化钙沉淀和氢氧化钠,过滤后将固体氟化钙排除至赤泥堆场。

接下来,结合附图,对本发明提供的方案进行示例说明。另外,在下文中,为描述方便,在无特殊说明时,氧化铝生产循环母液可以简称为循环母液。

参阅图1和图2,本发明实施例提供了一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的系统。

参阅图1,该系统可以包括第二蒸发器1和循环母液槽2。示例性,如图2所示,第二蒸发器1可以为一效蒸发器,在其中进行过蒸发处理的循环母液,可以被通过第一管道(未示出)被输送至循环母液槽2,以在循环母液槽2进行调配等工艺,以备后续工艺使用。

该系统还可以包括第一蒸发器3。示例性的,如图2所示,第一蒸发器3具体可以为闪蒸器。在第一管路和第一蒸发器3之间可以设置有第二管路(未示出)。通过第二管路可以将第一管路中部分循环母液引流至第一蒸发器3中,在第一蒸发器3中对循环母液进行氟化钠脱除处理。由于只是将部分循环母液引流至第一蒸发器3中,其他的循环母液可以继续流向循环母液槽2中,使得氧化铝生产可持续进行。在一个例子中,在系统刚开始运行的阶段,第二管路可以将第一管路中至少百分之三十的循环母液引流至第一蒸发器3中。在系统稳步运行后,可以根据氟化钠在第一蒸发器3中的析出情况及氧化铝的具体生产情况,选择合适比例的循环母液,并引流至第一蒸发器3中。

继续参阅图1和图2,该系统还可以包括负压蒸发器4。示例性的,图2所示,负压蒸发器4具体可以为六效蒸发器。

接下来,以第一蒸发器3为闪蒸器为例,具体介绍脱除氟化钠的过程。

将六效蒸发器和闪蒸器连通,使得六效蒸发器可以抽吸闪蒸器中的蒸汽。闪蒸器对其内的循环母液进行闪蒸,闪蒸出来的二次蒸汽,被抽吸到六效蒸发器中,实现负压闪蒸。通过负压闪蒸,使进入闪蒸器的循环母液苛碱浓度提升至265g/l以上、温度降至80℃以下,促使氟化钠大量析出,在闪蒸器中结疤。

闪蒸器可以将其内的循环母液通过第三管道(未示出)引流至循环母液槽2。在一个例子中,第三管道可以直接连通闪蒸器和循环母液槽2。即第三管道的一端连接到闪蒸器上,另一端连接到循环母液槽2上。在另一个例子中,第三管道的一端连接到闪蒸器,另一端连接到第一管路上。其中,第三管控和第一管路之间的连接点,位于第二管控和第一管路之间的连接点与循环母液槽2之间。如此,闪蒸器中的循环母液可以通过第三管路被输送至第一管路,再通过第一管路进入到循环母液槽2。

如此,闪蒸器运行48小时左右,其内的氟化钠结疤到一定程度之后,关闭闪蒸器和第二通道之间的阀门(即阻止循环母液进入到闪蒸器中)、关闭闪蒸器和六效蒸发器之间的通路以及关闭闪蒸器和第三管路之间的阀门。之后,向闪蒸器中注水,并通入蒸汽,将注入的水加热至95℃。然后,打开循环泵5使热水在闪蒸器中循环清洗5小时左右,使析出的氟化钠结疤溶解到热水中。之后将溶解有氟化钠的热水输送至苛化槽6中,并打开闪蒸器和第二通道之间的阀门、打开闪蒸器和六效蒸发器之间的通路以及打开闪蒸器和第三管路之间的阀门,再次使得循环母液进行入到闪蒸器中,并对闪蒸器中的循环母液进行氟化钠脱除处理,具体可见上文介绍,在此不再赘述。

接下来,介绍溶解有氟化钠的热水被输送至苛化槽6后的处理工艺。

在将溶解有氟化钠的热水输送至苛化槽6之后,向苛化槽6通入蒸汽,保证温度在80℃以上。可以向苛化槽6中加入石灰乳或者脱碱赤泥,然后搅拌1.5小时左右,以进行苛化反应。示例性的,可以按照CaO/NaF的分子比大于1.2的比例,加入石灰乳或者脱碱赤泥。

在本发明实施例中,涉及如下反应:

CaO+H2O=Ca(OH)2

2NaF+Ca(OH)2=CaF2↓+2NaOH

如此,可以将水中的氟化钠转化为氟化钙沉淀和氢氧化钠。

在进行苛化反应后,可以将苛化槽6中的浆液(含有氟化钙沉淀和氢氧化钠)进行压滤。具体可以使用压滤机进行压滤。压滤得到的滤饼(含氟化钙沉淀))可以混入到赤泥中,被排至赤泥堆场。压滤的滤液含有氢氧化钠等苛碱,可以被再次利用。因此,滤液可以配送往倒数第二赤泥沉积槽7中进行沉降,以便可被再次利用。

由此,通过上述工艺,可以在不中断氧化铝生产过程的情况下,可以去除循环母液中的氟化钠,降低循环母液中氟化钠的浓度。

基于上文介绍本发明实施例提供了一种在氧化铝生产过程中脱除氟化钠的方法。该方法可以应用于图1或图2所示的系统。

参阅图3,该方法包括如下步骤:

步骤301,在氧化铝生产过程中,将流向循环母液槽的氧化铝生产循环母液中的第一部分母液引流至第一蒸发器;其中,所述氧化铝生产循环母液中除所述第一部分母液之外的其他母液继续流向所述循环母液槽;

步骤302,在所述第一蒸发器中,对所述第一部分母液进行氟化钠脱除处理;

步骤303,将进行了所述氟化钠脱除处理后的所述第一部分母液,从所述第一蒸发器引流至所述循环母液槽。

在一个实施例中,所述第一蒸发器具体为闪蒸器;所述氟化钠脱除处理包括:将所述闪蒸器内的氧化铝生产循环母液中苛碱浓度至少提升至265g/l,并将温度降至80℃以下,使得氟化钠从氧化铝生产循环母液中析出,并在所述闪蒸器中结疤。

在该实施例的第一示例中,所述将所述闪蒸器内的氧化铝生产循环母液中苛碱浓度至少提升至265g/l,并将温度降至80℃以下,包括:连通所述闪蒸器和负压蒸发器,以利用所述负压蒸发器的负压,抽吸所述闪蒸器中的蒸汽,以将所述闪蒸器内的氧化铝生产循环母液中苛碱浓度至少提升至265g/l,并将温度降至80℃以下。

在第一示例的一个例子中,所述负压蒸发器为六效蒸发器。

在该实施例的第二示例中,所述氟化钠脱除处理包括:所述闪蒸器每运行预设的第一时长,断绝所述第一部分母液进入所述闪蒸器;其中,所述第一时长大于或等于48小时;向所述闪蒸器中注水,并进行加热,得到热水;使用所述热水循环清洗所述闪蒸器,使得氟化钠结疤溶解到热水中;从所述闪蒸器,排除溶解有氟化钠的热水。

在第二示例的一个例子中,所述从所述闪蒸器,排除溶解有氟化钠的热水包括:将溶解有氟化钠的热水排放到苛化槽中;向所述苛化槽中加入石灰乳,以生成氟化钙,以从水中去除氟化钠。

在一个实施例中,所述氧化铝生产循环母液为从第二蒸发器流向所述循环母液槽的氧化铝生产循环母液;其中,所述第二蒸发器为一效蒸发器。

本发明实施例提供的方法,可以在不中断氧化铝生产过程的情况下,可以去除循环母液中的氟化钠,降低循环母液中氟化钠的浓度。

综上所述,本发明能够有效克服现有技术中的缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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