拜耳法生产氧化铝05分解车间.ppt

第五章分解车间,概述,晶种分解就是将铝酸钠溶液降温，增大其过饱和度，再加人氢氧化铝作晶种，并进行搅拌，使其析出氢氧化铝的过程。它是拜耳法生产氧化铝的另外一个关键工序。该工序对产品的产量、质量以及全厂的技术经济指标有着重大的影响。晶种分解除得到氢氧化铝外，同时得到苛性比较高种分母液，作为溶出铝土矿的循环母液，从而构成拜耳法生产氧化铝的闭路循环。种分过程的主要技术指标有：氧化铝浓度、分子比、种分处温、终温、种子比、分解时间等。衡量种分过程效率的技术经济指标是:种分分解率、分解槽单位产能以及所得到Al(OH)3的质量。砂状氧化铝要求的物理性能主要取决于种分过程的控制。,本章目标,掌握晶种分解的原理熟悉晶种分解的工艺流程熟悉影响晶种分解的主要因素,主要内容,1.晶种分解的原理和工艺流程2.影响铝酸钠溶液种分分解的主要因素,1.晶种分解的原理和工艺流程,1.1晶种分解的原理经分离赤泥和叶滤的精液，Al2O3浓度约为120g/L，MR为1.7-1.8，在温度为100时是不稳定的，且随温度的降低，过饱和度增大。在加入晶种和搅拌状态下，过饱和的铝酸钠溶液按下式分解：,经晶种分解后得到的氢氧化铝凝胶浆液，需要进行液固分离才能得到需要的Al(OH)3和种分母液。Al(OH)3大部分不经洗涤返回流程作晶种，其余部分经洗涤过滤后成为Al(OH)3成品，送去焙烧车间，种分母液经蒸发浓缩后返回湿磨流程，从而形成拜耳法生产的闭路循环。,1.2晶种分解的工艺流程,铝酸钠溶液放入晶种分解与一般无机盐溶液的分解析出结晶的过程不同，而是及其复杂的。其中包括：（1）次生晶核的生成（又称二次成核，为晶种表面生长的树枝状结晶受到撞击破裂而形成的很多碎屑）；（2）Al(OH)3晶体的破裂与腐蚀为机械成核；（3）Al(OH)3晶体的长大；（4）Al(OH)3晶核的附聚。（1）和（2）过程导致Al(OH)3结晶变细，（3）和（4）过程导致Al(OH)3结晶变粗。有效地控制这些过程的进程，才能得到所要求的粒度和强度的Al(OH)3。,1.3我厂采用的分解车间工艺描述控制过滤工段来的精液进分解车间的精液热交换工序，精液在此工段经两次级换热，温度从100-105降为61-62，然后送种子过滤冲晶种。第一级为精液与分解母液换热，第二级为精液与循环水换热。,精液冲晶后，制备成固含为800g/L的氢氧化铝料浆，用晶种泵送往12号分解槽中，分解采用高浓度、大种子比，一段分解工艺制备砂状AH，在分解槽尾部适当位置设置两台水力旋流器机组，分级底流为粗颗粒AH料浆，作为本车间产品送往焙烧车间成品过滤工序。分级溢流返回分解槽中。分解倒数第二槽为种子出料槽，在槽上部适当位置出料后流进种子过滤机，经过滤后，晶种流进晶种槽中，过滤母液进锥形母液槽。,种分母液用泵输送，一部分送AH分级，调配料浆固含；另一部分送热交换，换热后母液温度从5055升至8590，送蒸发。为提高分解率，在分解槽顶部适当位置设有宽流道板式换热器作为中间降温设备。,2影响铝酸钠溶液种分分解的主要因素,(1)分解原液的浓度和摩尔比原液Al2O3浓度和摩尔比与工厂处理的铝土矿类型有关。目前处理一水硬铝石型铝土矿所得铝酸钠溶液Al2O3浓度一般为130160g/L，而适当提高溶液浓度可收到降低能耗和增加产量的显著效果。,但是，在其他条件相同时，随着溶液浓度的提高，分解率和循环母液摩尔比会降低，且对赤泥及Al(OH)3的分离洗涤有不利的影响，更不利于得到粒度较粗和强度较大的Al(OH)3，给砂状氧化铝的生产带来困难。因此需要采用洗涤的Al(OH)3作晶种、高晶种系数（2.3-3.0）、提高搅拌强度等措施来克服溶液浓度提高后对分解速度所产生的不利影响。,(2)温度先将精液从约100急剧地降至60-65，然后保持一定的速率缓慢降至分解终温40左右的降温制度（温度过低则会由于溶液黏度显著提高，溶液的稳定性增加而导致分解速率的降低），是有利于分解过程的，因为迅速降温破坏了铝酸钠溶液的稳定性，分解速率快，分解率较高。这样就使得分解的前半期生成大量的晶核，在后半期有足够的时间来长大，不至于明显地影响产品的粒度。,(3)种数量和质量晶种的数量和质量是影响分解速率和产品粒度的重要因素之一。铝酸钠溶液分解很突出的一个特点就是需要添加大量的晶种。晶种的数量和质量对Al(OH)3粒度的影响比较复杂。有关实验表明，晶种量过多或过少都会使Al(OH)3粒度变小，适量时得到的粒度才最大。目前，多数工厂采用晶种系数在1.0-3.0范围。,(4)搅拌速度保证种子与溶液有良好的接触使溶液的扩散速度加快，保持溶液浓度均匀加速分解过程的进行搅拌速度过慢，既起不到搅拌作用，甚至还会造成Al(OH)3沉淀；搅拌速度过快，会打碎生产的Al(OH)3晶体，产生很多的细粒子。因此，一般是根据具体情况确定最适宜的搅拌强度和搅拌方式。例如，分解槽多采用空气搅拌和机械搅拌。我厂采用的是机械搅拌。,5分解时间和母液摩尔比在分解前期析出的Al(OH)3最多，随着分解时间的延长，在相同时间内分解出来的Al(OH)3越来越少，母液摩尔比的增长也相应的越来越少，分解槽的单位产能也越来越低，产品细粒子也越来越多。,因此过分