[发明专利]一种拜耳法高碳碱溶液蒸发和析盐工艺改进的方法

说明书

本发明公开了拜耳法高碳碱溶液蒸发和析盐工艺改进的方法，根据蒸发原液碳全碱比N_C/N_T不同控制降膜蒸发器的出料浓度，当蒸发原液N_C/N_T0.12以内时，降膜蒸发器出料浓度N_K为230‑260g/L，当蒸发原液N_C/N_T在0.12≤N_C/N_T≤0.14之间时，降膜蒸发器出料浓度N_K为220‑240g/L，当蒸发原液N_C/N_T0.14时，降膜蒸发器出料浓度N_K为200‑220g/L；对碳全碱比N_C/N_T大于等于0.12的溶液，控制强制循环蒸发器出料浓度，并采取强制效出料闪蒸析盐或者加入片碱析盐。本发明可缩短降膜蒸发器以及强制效水洗周期，循环母液N_C/N_T由0.12以上逐步降到0.06‑0.08。

技术领域

本发明属于拜耳法高碳碱溶液蒸发和析盐工艺方法领域，具体涉及拜耳法生产氧化铝过程中针对高碳碱含量的原液蒸发工艺条件的优化及析盐工艺改进的方法。

背景技术

拜耳法生产氧化铝过程中，通过蒸发工艺实现水的平衡，同时提高浓度满足一水硬铝石矿溶出的需要。一般由原液浓度N_K160g/L左右，通过蒸发提高到母液N_K浓度240-260g/L左右，N_C/N_T一般在0.09以内。目前国内工业上一般采用节能的六效降膜蒸发器实现原液浓缩操作。由于矿石中CaO等碳酸盐矿物，添加剂石灰欠烧以及碱性溶液吸收空气中的CO₂等会导致系统碳碱升高，当循环母液N_C/N_T大于0.1以上时，都会根据生产情况，采用析盐措施。析盐方法一般为，先通过六效降膜蒸发器及四次闪蒸使母液浓度达到240-260g/L的浓度，再通过强制循环蒸发器进一步提高浓度至300g/L，乃至320g/L使碳酸钠在沉降槽析出，沉降槽底流进入排盐过滤机过滤后排出，沉降槽溢流进入合格碱槽调配循环母液。蒸发及析盐的工艺流程图见图1，一般浓度为N_K160g/L左右的蒸发原液，经过降膜蒸发器蒸至N_K240g/L左右，大部分进入低蒸母液槽，小部分进入强制循环蒸发器继续蒸至300g/L左右后，进入析盐沉降槽析盐，沉降槽底流进入立盘过滤机过滤后得到蒸发析盐，滤液和沉降槽溢流进入高蒸母液槽，低蒸母液、高蒸母液、小部分蒸发原液以及系统需要补加的碱液(片碱或液碱)调配至浓度N_K为240g/L的合格碱备用。一般情况下，降膜蒸发器每7至10天左右就要水洗一次，每月酸洗一次。强制循环蒸发器一般3-4天水洗一次。

由于使用的矿石中CaO等碳酸盐含量持续增加，而排盐跟不上，系统碳碱可能会持续升高，蒸发原液的N_C/N_T由0.1以内，可能会升高到0.14，甚至0.16直至0.20左右。某氧化铝厂蒸发原液N_C/N_T长期保持在0.14以上。这时给蒸发工序带来很大麻烦，蒸发汽耗增加，吨水汽耗0.30以上，蒸发的运转周期短，易结垢，水洗频繁，尤其是强制循环蒸发器一、两天就水洗一次，有时甚至一个班8小时就得水洗一次，否则流量衰减快，浓度难以蒸高。水洗加入的水分又需要蒸发掉，白白浪费蒸汽。浓度蒸不上去，盐就难以析出来，即便浓度蒸上去，但溶液粘度大，析出的碳碱细，也难以沉降。由于排盐不顺利，系统碳碱高，循环母液的N_C/N_T长期维持在0.12以上。