[发明专利]铝灰综合利用过程中一段溶出工序连续稳定运行的方法

说明书

本发明公开了一种铝灰综合利用过程中一段溶出工序连续稳定运行的方法，包括：将铝灰与水按一定比例混合后，用泵连续均匀加入一段溶出进料罐，与加入进料罐的碱液发生反应，进料罐的料浆用泵从进料罐连续向后推进，直至一段溶出反应完毕进入溶出液罐，再进入下一工序。采用两种一段溶出方式后，一段溶出产生的气体经过1～2级气液分离后，气体自压经管道输送至氨气吸收系统，气体经过氨气吸收处理后，再输送至燃烧系统，实现生产的连续运行及氢能源的稳定回收利用。本发明可避免铝灰添加过程中有氧气进入生产系统，导致因此给生产系统带来的不安全性。并实现了铝灰的连续进出料，保证整个生产过程连续运行。

技术领域

本发明属于铝灰综合利用技术领域，特别涉及铝灰综合利用过程中生产的连续稳定运行及氢气的安全、稳定利用的方法。

背景技术

随着铝工业的发展，如何实现铝灰的综合利用技术越来越紧迫，目前，铝灰综合利用技术的研究成果比较多，其中，两段溶出综合利用技术已经实现产业化推广应用。

在现有技术中，公开号为CN110980783A的发明专利申请文件公开了一种两段法溶出新工艺处理混合型铝土矿的方法，采用了带压液固分离设备，避免了传统两段法溶出工艺中第一段溶出后矿浆需要降温和稀释才能实现液固分离的弊端，在尽量提高氧化铝溶出率的同时降低了能量的消耗；第二段溶出的高温溢流返回到预脱硅段，可使预脱硅矿浆温度达到95℃以上，减少了预脱硅矿浆的加热流程。较传统一段溶出相比，该两段溶出工艺中进入第二段高温溶出的矿浆量较小，高温段设备投资低，汽耗低。该两段溶出工艺处理含一水软铝石或一水硬铝石混合型三水铝石矿能够降低运行成本、能耗以及碱的消耗，实现拜耳法经济处理混合型铝土矿生产氧化铝。

然而，现有技术依然存在不足，原因在于：(1)铝灰中含有一定量的单质铝，其与碱反应剧烈，会产生大量的氢气，而氢气的爆炸范围较宽：4％～84％，因此，如何实现铝灰的少量多点加入且杜绝空气进入生产系统是一个技术难题；(2)铝灰中单质铝、氮化铝等物质与碱的反应是剧烈的放热反应，会产生大量的热，如何平衡反应过程中放出的大量的热，也是原有技术难点；(3)如何确保反应产物—氢气量及压力的稳定，实现其有效利用，也是原有技术难题之一。

因此，现有技术的主要缺点是：(1)不能有效杜绝氧气进入生产系统，经常产生闪爆，带来一定安全隐患；(2)一段溶出反应剧烈，热量急剧增加，带来一定安全隐患；(3)一段溶出采用间断进料、间断出料的工艺技术，生产不能连续运行，从而导致过程中产生的氢气量波动大，不能实现其安全、稳定、有效利用。

发明内容

提供一种铝灰综合利用过程中一段溶出工序连续稳定运行的方法，以解决原有技术不能满足生产连续运行及氢气的安全、稳定、有效利用问题。

本发明采用的技术方案是：铝灰仓的铝灰采用锁气喂料螺旋加入料浆配料槽，将铝灰与工业水按一定比例混合后，连续加入一段溶出反应罐，与进入溶出反应罐中的分解母液混合并反应，分解母液经分解母液槽加入溶出反应罐中；具体分为以下两种溶出方式：

一段溶出方式一：溶出反应罐的料浆用泵从进料罐连续向后推进，直至一段溶出反应完毕进入溶出液罐，再进入下一工序；

一段溶出方式二：溶出反应罐呈阶梯分布，反应料浆自压从进料罐连续向后逐级推进，达到反应所需时间后进入出料罐，一段溶出反应完毕，出料至溶出液罐，然后再进入下一道工序；

一段溶出产生的气体经过1～2级气液分离器进行气液分离后，气体自压经管道输送至氨气吸收系统进行处理，氨气吸收处理后的气体再输送至燃烧系统回收其氢气能源，实现氢能源的安全、稳定、有效回收利用。

其中，铝灰采用锁气喂料螺旋加入料浆配料槽时，与水按一定比例调配，调配固含为500～1000g/l，调配时间小于60分钟。

作为进一步的优选方案，料浆配料槽容积为20～30m³。