2022年醫(yī)學專題-拜耳法生產(chǎn)氧化鋁05分解車間-sn

第五章

分解(fēnjiě)車間第一頁，共十九頁。概述晶種分解就是將鋁酸鈉溶液降溫，增大其過飽和度，再加人氫氧化鋁作晶種，并進行攪拌，使其析出氫氧化鋁的過程。它是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的另外一個關(guān)鍵工序。該工序?qū)Ξa(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及全廠的技術(shù)經(jīng)濟指標有著重大的影響。晶種分解除得到氫氧化鋁外，同時得到苛性比較高種分母液，作為溶出鋁土礦的循環(huán)母液，從而構(gòu)成拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的閉路循環(huán)。種分過程的主要(zhǔyào)技術(shù)指標有：氧化鋁濃度、分子比、種分處溫、終溫、種子比、分解時間等。衡量種分過程效率的技術(shù)經(jīng)濟指標是:種分分解率、分解槽單位產(chǎn)能以及所得到Al(OH)3的質(zhì)量。砂狀氧化鋁要求的物理性能主要取決于種分過程的控制。第二頁，共十九頁。本章(běnzhānɡ)目標掌握晶種分解的原理熟悉(shúxī)晶種分解的工藝流程熟悉影響晶種分解的主要因素第三頁，共十九頁。主要(zhǔyào)內(nèi)容1.晶種分解的原理(yuánlǐ)和工藝流程

2.影響鋁酸鈉溶液種分分解的主要因素第四頁，共十九頁。1.晶種分解(fēnjiě)的原理和工藝流程

1.1晶種分解的原理經(jīng)分離赤泥和葉濾的精液，Al2O3濃度約為120g/L，MR為1.7-1.8，在溫度為100℃時是不穩(wěn)定的，且隨溫度的降低，過飽和度增大。在加入晶種和攪拌(jiǎobàn)狀態(tài)下，過飽和的鋁酸鈉溶液按下式分解：第五頁，共十九頁。經(jīng)晶種分解后得到的氫氧化鋁凝膠漿液，需要進行(jìnxíng)液固分離才能得到需要的Al(OH)3

和種分母液。Al(OH)3大部分不經(jīng)洗滌返回流程作晶種，其余部分經(jīng)洗滌過濾后成為Al(OH)3成品，送去焙燒車間，種分母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后返回濕磨流程，從而形成拜耳法生產(chǎn)的閉路循環(huán)。第六頁，共十九頁。1.2晶種分解(fēnjiě)的工藝流程第七頁，共十九頁。鋁酸鈉溶液(róngyè)放入晶種分解與一般無機鹽溶液(róngyè)的分解析出結(jié)晶的過程不同，而是及其復(fù)雜的。其中包括：（1）次生晶核的生成（又稱二次成核，為晶種表面生長的樹枝狀結(jié)晶受到撞擊破裂而形成的很多碎屑）；（2）Al(OH)3

晶體的破裂與腐蝕為機械成核；（3）Al(OH)3

晶體的長大；（4）Al(OH)3

晶核的附聚。（1）和（2）過程導致Al(OH)3

結(jié)晶變細，（3）和（4）過程導致Al(OH)3結(jié)晶變粗。有效地控制這些過程的進程，才能得到所要求的粒度和強度的Al(OH)3

。第八頁，共十九頁。1.3我廠采用的分解車間工藝描述

控制過濾工段來的精液進分解車間的精液熱交換工序，精液在此工段經(jīng)兩次級換熱，溫度從100-105℃降為61-62℃，然后(ránhòu)送種子過濾沖晶種。第一級為精液與分解母液換熱，第二級為精液與循環(huán)水換熱。第九頁，共十九頁。精液沖晶后，制備成固含為800g/L的氫氧化鋁料漿，用晶種泵送往1~2號分解槽中，分解采用高濃度、大種子比，一段分解工藝制備砂狀A(yù)H，在分解槽尾部(wěibù)適當位置設(shè)置兩臺水力旋流器機組，分級底流為粗顆粒AH料漿，作為本車間產(chǎn)品送往焙燒車間成品過濾工序。分級溢流返回分解槽中。分解倒數(shù)第二槽為種子出料槽，在槽上部適當位置出料后流進種子過濾機，經(jīng)過濾后，晶種流進晶種槽中，過濾母液進錐形母液槽。第十頁，共十九頁。種分母液用泵輸送，一部分送AH分級，調(diào)配料漿固含；另一部分送熱交換，換熱后母液溫度從50~55℃升至85~90℃，送蒸發(fā)(zhēngfā)。為提高分解率，在分解槽頂部適當位置設(shè)有寬流道板式換熱器作為中間降溫設(shè)備。第十一頁，共十九頁。2影響鋁酸鈉溶液種分分解(fēnjiě)的主要因素

(1)分解原液的濃度和摩爾比原液Al2O3濃度和摩爾比與工廠處理的鋁土礦類型有關(guān)。目前處理一水硬鋁石型鋁土礦所得鋁酸鈉溶液Al2O3濃度一般為130~160g/L，而適當(shìdàng)提高溶液濃度可收到降低能耗和增加產(chǎn)量的顯著效果。第十二頁，共十九頁。但是，在其他條件相同時，隨著溶液濃度的提高，分解率和循環(huán)母液摩爾比會降低，且對赤泥(chìní)及Al(OH)3的分離洗滌有不利的影響，更不利于得到粒度較粗和強度較大的Al(OH)3，給砂狀氧化鋁的生產(chǎn)帶來困難。因此需要采用洗滌的Al(OH)3作晶種、高晶種系數(shù)（2.3-3.0）、提高攪拌強度等措施來克服溶液濃度提高后對分解速度所產(chǎn)生的不利影響。第十三頁，共十九頁。(2)溫度先將精液從約100℃急劇地降至60-65℃，然后保持一定的速率緩慢降至分解終溫40℃左右的降溫制度（溫度過低則會由于溶液黏度顯著提高，溶液的穩(wěn)定性增加而導致分解速率的降低），是有利于分解過程的，因為迅速降溫破壞了鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性，分解速率快，分解率較高。這樣就使得分解的前半期生成大量的晶核，在后半期有足夠的時間來長大，不至于明顯地影響產(chǎn)品(chǎnpǐn)的粒度。第十四頁，共十九頁。(3)種數(shù)量和質(zhì)量晶種的數(shù)量和質(zhì)量是影響分解速率和產(chǎn)品粒度的重要因素之一。鋁酸鈉溶液分解很突出的一個特點就是需要添加(tiānjiā)大量的晶種。晶種的數(shù)量和質(zhì)量對Al(OH)3粒度的影響比較復(fù)雜。有關(guān)實驗表明，晶種量過多或過少都會使Al(OH)3粒度變小，適量時得到的粒度才最大。目前，多數(shù)工廠采用晶種系數(shù)在1.0-3.0范圍。第十五頁，共十九頁。(4)攪拌速度保證種子與溶液有良好的接觸使溶液的擴散速度加快，保持溶液濃度均勻加速分解過程的進行攪拌速度過慢，既起不到攪拌作用，甚至還會造成(zàochénɡ)Al(OH)3沉淀；攪拌速度過快，會打碎生產(chǎn)的Al(OH)3晶體，產(chǎn)生很多的細粒子。因此，一般是根據(jù)具體情況確定最適宜的攪拌強度和攪拌方式。例如，分解槽多采用空氣攪拌和機械攪拌。我廠采用的是機械攪拌。第十六頁，共十九頁。5分解時間和母液摩爾比在分解前期(qiánqī)析出的Al(OH)3最多，隨著分解時間的延長，在相同時間內(nèi)分解出來的Al(OH)3越來越少，母液摩爾比的增長也相應(yīng)的越來越少，分解槽的單位產(chǎn)能也越來越低，產(chǎn)品細粒子也越來越多。第十七頁，共十九頁。因此過分延長分解時間是不適宜的。分解時間太短就會過早的停止(tíngzhǐ)分解，分解率低，氧化鋁返回量多，母液摩爾比過低，不利于溶出，并增加了整個流程的物流量。所以要根據(jù)具體情況確定分解時間，以保證有較高的分解槽產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量，并達到一定的分解率。第十八頁，共十九頁。內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)第五章分解車間。Al(OH)3大部分不經(jīng)洗滌返回流程作晶種，其余部分經(jīng)洗滌過濾后成為Al(OH)3成品，送去焙燒車間，種分