Способ выщелачивания боксита

 

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано в процессе автоклавного выщелачивания боксита. Способ выщелачивания боксита заключается в непрерывном прокачивании бокситовой пульпы через подогреватели регенеративного нагрева, автоклавы и самоиспарители выщелоченной пульпы, нагреве воды для отмывки шлама теплом выщелоченной пульпы. Регенеративный нагрев пульпы ведут в двух, поочередно сменяющих друг друга, режимах: паропульповом и паропульпопульповом. Изобретение позволяет повысить технологические возможности способа. 1 ил.

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано в сфере автоклавного выщелачивания боксита.

Известен способ выщелачивания боксита (Н.С.Мальц. Автоклавное выщелачивание бокситов, М., "Металлургия", 1980, стр.27, рис.4), по которому пульпа непрерывно прокачивается через автоклавную установку, состоящую из подогревателей, автоклавов и самоиспарителей. При этом для нагрева пульпы до температуры химической реакции она сначала предварительно нагревается в одну стадию в кожухотрубчатых подогревателях паром самоиспарения выщелоченной пульпы, а затем догревается окончательно до реакционной температуры 235-238^oC в двух первых по ходу пульпы автоклавах.

Тепло выщелоченной пульпы в данном способе используется и для нагрева воды для отмывки шлама после процесса сгущения и отделения алюминатного раствора. Для этого выщелоченная пульпа еще раз самоиспаряется (вторая стадия) и пар вместе с паром самоиспарения конденсата подогревателей направляется в подогреватель воды, а пульпа после самоиспарителя (сепаратора) второй ступени транспортируется в мешалку разбавления.

Нагретая вода (оборотная) после отмывки шлама идет на разбавление выщелоченной (вареной) пульпы.

Недостатком способа является малая степень регенеративного нагрева сырой пульпы (всего в одну стадию), в результате чего сырая пульпа нагревается в подогревателях перед батареей автоклавов не более 148-150^oC.

Известен способ выщелачивания боксита (А.И.Лайнер. Производство глинозема, М., "Металлургия", 1975, стр. 102, рис. 30), который в принципе ничем не отличается от вышеописанного за исключением того, что регенеративный нагрев сырой пульпы ведут не в одну, а три стадии. Сначала сырая пульпа нагревается при атмосферном давлении контактным способом в мешалках до температуры 105-108^oC паром третьей ступени самоиспарения выщелоченной (вареной) пульпы. Затем пульпа поршневым насосом подается в подогреватель, в котором нагревается паром второй ступени самоиспарения пульпы и далее - в подогреватель первой ступени, где нагревается до 155-158^oC. После этого пульпа поступает в батарею автоклавов, в первых двух которых по ходу пульпы окончательно нагревается паром ТЭС до температуры 235-238^oC и выщелачивается. Вареная пульпа, пройдя стадии самоиспарения, поступает в мешалку разбавления.

При работе подогревателей на поверхности их греющих труб образуется осадок, ухудшающий теплообмен, а значит снижающий температуру нагрева. Поэтому через 8-10 суток непрерывной работы подогреватели переключают на промывку, а в работу вводят другие подогреватели, бывшие на промывке при работе первых.

Недостатком способа является то, что тепло вареной пульпы не используется для нагрева воды, идущей на отмывку шлама, что ухудшает отмывку последнего. Это ведет к потере щелочи и алюминия вместе со шламом, откачиваемым на шлам-поле. В результате снижаются технологические параметры (возможности) способа.

Задача изобретения - устранение указанного недостатка, т.е. повышение технологических возможностей способа.

Техническим результатом изобретения является совмещение в одном способе достоинств способов аналога и прототипа, т.е. обеспечение, за счет тепла вареной пульпы, достаточно высокой температуры регенеративного нагрева (156-162^oC) сырой пульпы и необходимой температуры (не ниже 96-98^oC) нагрева воды для отмывки шлама.

Технический результат достигается тем, что регенеративный нагрев пульпы ведут в двух различных, сменяющих поочередно друг друга, режимах: паропульповом и паропульпопульповом. При этом паропульповой нагрев ведут в две стадии без подачи пара самоиспарения второй ступени на нагрев воды. При паропульповом режиме для нагрева воды используется только тепло конденсата, образовавшегося от конденсации пара при нагреве пульпы в подогревателях. А при паропульпопульповом режиме нагрева пульпы для нагрева воды используется не только тепло конденсата, но и пар второй ступени самоиспарения пульпы.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого способа выщелачивания боксита.

Схема включает в себя паропульповые подогреватели 1, 2, 3, пульпопульповой подогреватель 4, батарею 5 автоклавов, включая и последний по ходу пульпы автоклав 6, из которого отбирается вареная пульпа в подогреватель 4, самоиспарители 7, 8 вареной пульпы, мешалку 9 разбавления пульпы, бак 10 горячей воды, подогреватель 11 смешения и задвижки 12-23 на трубопроводах пульпы и пара для переключения с одного режима регенеративного нагрева пульпы на другой.

Способ осуществляется следующим образом. Поршневым насосом (на чертеже не показан) сырая пульпа с температурой 90-95^oC из мешалки подается, например, в паропульповые подогреватели 2,3, в которых нагревается паром из самоиспарителей (сепараторов) 7, 8 до температуры 156-158^oC. Далее пульпа поступает в первые два греющих автоклава батареи 5, где нагревается до реакционной температуры 235-238^oC и выщелачивается, выходя из последнего по ходу пульпы автоклава 6 в самоиспарители 7,8 и затем в мешалку 9 разбавления. При этом задвижки 18, 20, 21, 12, 14, 16 открыты, а задвижки 17, 19, 23, 22, 13, 15 закрыты. Нагрев оборотной воды в этом случае осуществляется в подогревателе 11 паром второй ступени самоиспарения пульпы другой автоклавной батареи цеха, а также конденсатом и паром самоиспарения конденсата подогревателей 2,3 (на чертеже эти трубопроводы не показаны, чтобы не усложнять схему). Этого тепла достаточно для нагрева воды до температуры 96- 98^oC. Если же давать в подогреватель 11 еще и пар из самоиспарителя 8, то вода, достигнув температуры 100^oC, перестанет конденсировать пар (бак 10 горячей воды находится под атмосферным давлением) и он будет бесполезно расходоваться. Пара второй ступени достаточно, чтобы быть использованным от одной автоклавной батареи для нагрева воды для отмывки шлама от двух батарей.

По мере зарастания греющих труб подогревателей 2, 3 осадком температура нагрева снижается и подогреватели 2, 3 и 1, 4 переключаются. Первые два переводятся на промывку пароконденсатной смесью (схема промывки для упрощения не указана), а другие два подогревателя, т.е. 1 и 4, переводятся в работу. При этом открываются задвижки 17, 19, 23, 22, 13, 15 и закрываются задвижки 18, 20, 21, 12, 14, 16. Автоклавная установка переходит с паропульпового на паропульпопульповой режим регенеративного нагрева сырой пульпы. Сырая пульпа прокачивается поршневым насосом через подогреватели 1 и 4, а вареная пульпа из автоклава 6 идет не в самоиспаритель 7, а в межтрубную часть подогревателя 4 для пульпопульпового теплообмена, а пар самоиспарения вареной пульпы идет из сепаратора 7 в межтрубную часть подогревателя 1 для паропульпового теплообмена. Сырая пульпа, нагретая в подогревателях 1,4 до температуры 158-162^oC поступает, как и в прежнем режиме в первые два по ходу пульпы автоклава батареи 5. В то же время другая автоклавная батарея (на чертеже не указана) работает в режиме паропульпового регенеративного нагрева, т.е. батареи меняются ролями, что обеспечивает на них обоих высокую температуру регенеративного нагрева сырой пульпы, необходимую температуру воды и степень разбавления выщелоченной пульпы. Если же допустить работу подогревателей 1, 4 и 2, 3 в одном режиме регенеративного нагрева, например паропульповом, тогда другая батарея все время должна работать в паропульпопульповом режиме, чтобы обеспечить паром второй ступени самоиспарения пульпы подогреватель 11. Но такое положение недопустимо, т.к. отбор вареной пульпы из автоклава 6 производится из его верхней части, чтобы исключить возможность забивки межтрубной части подогревателя 4 корками осадка, которые периодически отскакивают от стенок автоклавов, особенно при изменении производительности автоклавной установки, и попадают в пульпу. Так как другая батарея должна работать по той же схеме, что указана на чертеже, чтобы реализовать предлагаемый способ выщелачивания, то вышеприведенное рассуждение по поводу забивки корками осадка будет справедливо и для нее.

Корки осадка, а также твердая фаза пульпы ("пески") при отборе пульпы из верхней части автоклава 6 скапливаются в его нижней части. И если периодически их не удалять, например, при переключении на паропульповой режим работы, при котором отбор пульпы производится из нижней части автоклава 6, то они заполнят весь объем последнего и сделают его неработоспособным. Поэтому и нужна периодическая работа то в одном режиме, то в другом, как предлагается в данном способе.

Таким образом, предлагаемый способ выщелачивания боксита обладает одновременно достоинствами обоих способов - аналога и прототипа. Но при этом должно быть выполнено одно условие - одновременная работа, как минимум, двух автоклавных батарей по предложенному способу, что не трудно выполнить, т.к. в современном глиноземном цехе работают больше, чем две автоклавные батареи.

Формула изобретения

Способ выщелачивания боксита, заключающийся в непрерывном прокачивании бокситовой пульпы через подогреватели регенеративного нагрева, автоклавы и самоиспарители выщелоченной пульпы, нагреве воды для отмывки шлама теплом выщелоченной пульпы, отличающийся тем, что регенеративный нагрев пульпы ведут в двух, поочередно сменяющих друг друга, режимах - паропульповом и паропульпопульповом.

РИСУНКИ

Рисунок 1