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选精矿对拜耳法生产过程的影响
-作 者: 绿脉环保     
-时 间: 2018/10/15 11:19:56
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由一水硬铝石型铝土矿采用浮选方法获得高铝硅比选精矿的过程中,使用了多种浮选药剂,其中捕收剂为有机化合物。随选精矿带入后续拜耳法系统的有机浮选药剂是否影响拜耳法溶出、赤泥沉降、及铝酸钠溶液的晶种分解过程,始终成为有关专家关注的焦点问题,这也是选矿拜耳法与铝土矿原矿拜耳法区别的关键技术之一。

在拜耳法溶出过程中,捕收剂在溶出液中的含量有一个饱和浓度,当进入溶出系统的量超过这个浓度时,多余的量就会随赤泥排走。大部分( ~60 %) 捕收剂随赤泥带走的根本原因是捕收剂与溶出体系中的共存离子Al3+、Fe3+、Ca2+ 可形成极难溶的化合物,以固相形式随赤泥排出拜耳法系统。除少部分由氢氧化铝带走外,其余部分在母液中循环。

选矿拜耳法溶液( 特别是铝土矿的有机物含量极高时) 中,含有各种性质差异很大的有机物,在矿浆预脱硅、预热和溶出过程中与通常矿石拜耳法溶出差别不大,但它们会对后续拜耳法生产系统的产生不可忽略的影响。

1、改变溶液的物理性质

溶液中的有机物将会改变溶液的物理性质,譬如溶液比重、粘度、沸点、比热均增加,界面张力降低,这些对拜耳法生产都会造成一定的负面影响。溶液中存在较多的腐植酸盐等高、中分子量有机物,使溶液的界面张力降低拜耳法湿法工序设备往往产生大量泡沫。

2、影响蒸发及排盐

有机物产生的泡沫,不仅影响蒸发器正常操作(如使蒸汽跑碱、结疤),而且占有蒸发器容积影响蒸发效率。

有机物杂质可使蒸发母液中的碳碱Nc浓度提高,亦即使溶液中Na2 CO3过饱和,有机物含量越高,这一影响越明显。  

有机物使析出的碳碱粒度变细,造成沉降和过滤分离困难,而且,有机物含量越高,这种危害越严重。即使在正常控制条件下,其母液蒸发排盐沉降槽溢流浮游物持续严重高跑。 另外, 在排盐工序, Na2O浓度大于 2 0 0 g/L以后,可以得到富含草酸钠的有机物滤渣。 

    3、产生泡沫的影响

某些有机物含量较高时,拜耳法湿法工序 ( 包括原矿浆储存、预脱硅、 赤泥沉降分离、 种分及母液蒸发等工序) ,由于溶液或浆液中往往产生大量泡沫而减小设备容积。产生泡沫的部位主要有:赤泥沉降分离槽、种分槽、蒸发原液槽等。赤泥沉降分离槽上表面泡沫积存厚度常达6~8 cm,使溢流流动性差,造成冒槽,同时也对絮凝剂的效果产生负作用;种分槽上表面泡沫积存后厚度约5~6 c m,使溜槽容易堵塞冒槽。

各溶液储槽和种分槽均有厚厚的泡沫层,已严重影响到生产控制。

    4、碱的损失

由于有机物与碱反应生成各种有机钠盐, 造成碱的损失。

    5、对种分工序及产品的影响

许多研究以及拜耳法厂的生产实践表明,晶种分解是受有机物影响最为严重的工序。其影响概括为如下几个方面 :  

(1)有机物对种分分解率的影响

从工厂生产数据可以看出,没有有机物的分解率都在48~53 %, 随着种分原液中有机物浓度的增大,分解率逐渐减低,但并非按比例减少,选矿拜耳法的分解率一般在44~47%,其原因在于疏水性的有机物膜覆盖在晶种表面阻碍分解的继续进行。

(2)有机物结疤的影响

由于草酸钠的共同析出,加速了种分槽、蒸发器、晶种槽、板式换热器内的结疤的生成速度,降低设备产能,也降低了传热系数,使清理和维护工作量增加。

(3)有机物对浆液处理的影响

随着有机物含量的积累,使分解浆液的粘度提高,不利于分解产物氢氧化铝的沉降、 过滤和分级;  

(4)有机物影响产品的物理质量----使产品粒度变细强度变差

有机物将使氢氧化铝粒度变细、易碎,在过滤尤其是煅烧过程中易碎裂,从而成为拜耳法厂生产砂状氧化铝的主要困难之一。 

随着有机物浓度的增大,产品氧化铝粒度中-45μm的细粒含量明显增多。其中,草酸钠对种分最主要的影响是生成细粒子氢氧化铝。其机理是由于过饱和的草酸钠以极细的针状结晶析出,这些针状晶体又作为二次晶核,促进了大量氢氧化铝细粒子的产生。氢氧化铝中的草酸钠结晶含量高时,其强度降低,在焙烧时,大量破损。并使氧化铝产品中的碱含量增加。

(5)有机物影响产品的化学质量

氢氧化铝中的草酸钠结晶使氧化铝产品中的碱含量增加,一般拜耳法厂的氧化铝Na2O含量在0.20~0.40%,选矿拜耳法厂的一般在0.40%以上。高分子腐殖酸钠遏制草酸钠的排除, 并使铝酸钠溶液呈黑褐色,氢氧化铝也带色。

有机物的存在使得溶液的硅平衡浓度增加,一般拜耳法厂的精液硅量指数在250~300,氧化铝产品的SiO2在0.02%左右,而选矿拜耳法厂的硅量指数在150~200,氧化铝产品的SiO2在0.04%左右。

国内、外科研工作者对常规拜耳法氧化铝生产中有机物积累的危害进行了大量的研究, 但实际应用效果并不理想。由选矿工艺决定了选矿拜耳法生产流程中有机物的积累速度更快,其危害更大,必须采取有效措施加以控制。

湖南绿脉环保科技有限公司娄世彬教授等专家通过连续多年对氧化铝行业研究,经过绿脉公司研发团队的持续不懈努力,开发出多个生产氧化铝创新技术,应用选矿拜耳法,采用选冶联合的方法处理一水硬铝石型铝土矿可充分发挥选冶特性,使选矿与冶炼很好地融合,共同发挥其优势。该方法可以经济地处理一水硬铝石型铝土矿,其生产流程简单,技术先进可靠,使大量的中低品位一水硬铝石型铝士矿资源得到经济有效地利用,将对氧化铝企业提质增产增效环保方面起到积极作用,且具有广阔的市场前景,具备推广价值。



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