[发明专利]一种铝土矿有机质脱除方法及装置

说明书

一种铝土矿有机质脱除方法及装置,有机质脱除装置包括：研磨振动筛分装置、铝土矿仓、上料装置、电晕放电系统、有机质处理腔、出料装置、处理后铝土矿仓、控制装置；研磨振动筛分装置连接铝土矿仓，铝土矿仓连接上料装置，上料装置连接有机质处理腔，电晕放电系统连接有机质处理腔，有机质处理腔连接出料装置，出料装置连接处理后铝土矿仓；处理后铝土矿仓连接拜耳法氧化铝生产工序；有机质脱除方法，包括是先将铝土矿研磨成40~100目颗粒并送入有机质处理腔中；启动电晕放电系统，使有机质处理腔内发生持续碰撞轰击并发生复合反应，从而实现消除掉铝土矿中有机物。本发明低成本且一次性脱除有机质。

技术领域

本发明涉及冶金新技术领域，具体涉及铝土矿有机质脱除的方法及装置。

背景技术

铝土矿中有机质一般是天然树皮、草根等自然条件下的木质素和纤维素以及木质素和纤维素分解后形成的腐殖质、黄腐酸、草酸、甲酸、沥青质等。国外进口的铝土矿中有机质含量一般在0.2%~0.6%wt之间，这些有机质对拜耳法生产氧化铝造成很大的困难。

拜耳法生产氧化铝的工艺特点是母液循环和高温高压高碱溶出，因此，铝土矿中有机质腐殖酸类50%以上被溶解到母液中并逐渐累积。母液中溶解的较大分子量的有机质会逐渐分解或氧化为小分子有机物，如腐殖酸、富里酸、木质素、纤维素、蛋白质变为小分子有机质草酸和乙酸等。这些小分子有机质会消耗苛性碱循环母液，导致铝酸钠溶液粘度升高，界面张力减小，碱耗用量增加，溶出速度降低，在搅拌及运输过程中容易起泡。不溶有机质则包覆铝土矿表面，阻碍铝土矿与母液的充分接触，降低氢氧化铝溶出率。在分解工序，分解原液中有机质浓度只要达到“临界值”毫克级，有机质就会占据铝酸根离子的活性点位，削弱晶种作用。有机质的存在还会导致所生产氢氧化铝白度降低，粒度降低，无法生产砂状氧化铝。

铝土矿中有机质对生产影响巨大，科研人员们在控制拜耳法生产中有机质含量方法的研究付出诸多努力。铝土矿焙烧法、洗涤法、沉淀法、离子交换、苛化法、分解母液焙烧法、溶液氧化法等都进入了研究视野，但工业应用中效果都不理想。本发明旨在不影响铝土矿溶出条件的情况下，利用大气微等离子体电晕放电方法离解铝土矿中有机质，从源头上消除有机质，从根本上解决铝土矿中有机质对拜耳法生产氧化铝的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供低成本且一次性脱除铝土矿有机质的方法。

一种铝土矿有机质脱除方法，包括以下步骤：

1、将铝土矿研磨筛分成40~100目颗粒并放入铝土矿仓中备用；

2、将筛分后的铝土矿送入有机质处理腔中；有机质处理腔包括腔体，腔体内设置履带式铝土矿处理床或搅拌器；履带式铝土矿处理床使铝土矿在反应时随履带移动，反应结束后随履带进入出料装置；搅拌器在等离子体反应发生的同时对铝土矿进行搅拌，保证反应快速、均匀并方便铝土矿出料；

3、启动电晕放电系统，将电磁能通过多相位电极输入有机质处理腔中，使有机质处理腔内空气发生电离产生微等离子体，微等离子体中电子和高能粒子与铝土矿粉发生持续碰撞轰击，由于有机质中C-H键键离解能较低而被离解出氢及活性基团，这些电子、氢、高能粒子及活性基团继续发生激发、电离、复合及三体复合反应，实现铝土矿中有机质无差别离解或氧化，从而实现消除掉铝土矿中有机物，不影响铝土矿中其他组分。

4、处理结束后铝土矿温度为100～150℃，铝土矿中有机质离解氧化成CO₂、CO、H₂O以及N₂；

5、处理完成后铝土矿通过出料装置进入处理后铝土矿仓，转送到拜耳法氧化铝生产工序。

6、整个流程用PLC或AI人工智能进行控制，保证各个工序连续有序并保证配合适当。