一种铝土矿中有用组分的分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种铝土矿中有用组分的分离装置，包括分步实施的铝钠提取单元、硅提取单元、稀土萃取单元和絮凝剂提取单元。其中铝钠提取单元包括进水管路、铝钠溶液提取管路、铝钒土输送装置、活化剂输送装置、混料装置和混料装置后依次设置的烧结窑、水浸槽和一级过滤器；本实用新型专利技术最大限度内优化了铝土矿综合利用的生产线，使得水得到循环、酸得到利用，并尽可能与现有的氧化铝生产流程相对接，实现了工业的自动化，节约了人力成本，降低了环境对操作人员的影响。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于采矿和冶金
，涉及一种铝土矿中有用组分的分步骤分离 目.0
技术介绍
近年来，伴随我国铝工业的快速发展以及国内氧化铝产量大幅度增长，导致了对铝土矿(又称铝矾土)需求量的急剧增加。而我国目前铝土矿真正可开采且具有一定竞争力的储量不到2亿吨，而且国内铝土矿80%以上的A/S为5-8，甚至更小的中低品位铝土矿，现有氧化铝厂大多数只能利用铝硅比大于7以上品级的铝土矿。而我国铝硅比大于7的铝土矿只占总储量的30%左右，且以一水硬铝石型铝土矿为主，其溶出性差导致生产成本高。除此之外，目前的氧化铝生产技术还会排出数量巨大的废弃物一一赤泥及废弃的低品位铝土矿，造成了资源严重浪费及环境污染。近几年，科研领域也出现了多种低品位铝土矿的综合利用方法，其中包括将铝土矿煅烧后再将组分分步提取的方案，通过在铝土矿中加入活化成分进行高温煅烧，将硅和铝分离后再加入酸进行分步提取，但是这些仅限于实验室设计的方法，缺少在工业化应用的装置，实现大规模的自动化工业生产。
技术实现思路
本技术公开了一种用于铝土矿中有用组分的分离装置，无论低品位还是高品位铝土矿，均可对其中的铝、钠、铁和稀土金属的分步提取，基本可实现铝土矿的吃干榨尽，而且具有工业化实现简单、便于与现有的生产设备关联、工业化自动化强等特点。本技术的技术方案如下:一种铝土矿中有用组分的分离装置，包括铝钠提取单元，所述的铝钠提取单元包括进水管路、铝钠溶液提取管路、铝钒土输送装置、活化剂输送装置、混料装置和混料装置后依次设置的烧结窑、水浸槽和一级过滤器；进水管路将水注入水浸槽，一级过滤器的出液口与铝溶液提取管路相连通；铝钒土输送装置输送的铝矾土原料颗粒和活化剂输送装置输送的活化剂颗粒在混料装置中按比例均匀混合后，再置于烧结窑中进行烧结；烧结产物经过水浸槽水浸后，再经一级过滤器过滤后，一级滤液进入铝钠溶液提取管路，一级滤渣则进入下一步提取环节；铝钠溶液提取管路生产终端回收的活化剂再进入活化剂输送装置，实现活化剂的循环使用。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，一级过滤器的出液口与进水管路相连通，实现烧结物料的循环水浸，循环水浸后的一级滤渣进入下一步提取环节。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，水浸槽上设置有溶出磨，对烧结窑输出的物料进行研磨细化。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，还包括设置在铝钠提取单元之后的硅提取单元；所述的硅提取单元包括进酸管路、酸浸槽、陈化槽、二级过滤器和硅回收容器，所述的进酸管路将酸注入酸浸槽，所述的一级滤渣输送至酸浸槽，经过酸浸后转入陈化槽内进行陈化，然后经过二级过滤器过滤，二级滤渣输送至硅回收容器，二级滤液进入下一步提取环-K-T。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，二级过滤器的出液口与进酸管路相连通。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，还包括设置在装置末端的絮凝剂提取单元，所述的絮凝剂提取单元包括结晶装置和絮凝剂回收容器，上一步骤的输出溶液经过结晶装置后，固态物输送至絮凝剂回收容器，结晶后的液体则通过管道与进水管路相连通，使水得到循环使用。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，还包括在酸浸流程之后设置的的稀土萃取单元，所述的稀土萃取单元包括钛萃取装置或者级联的钛、钒、钪萃取装置，上一步骤滤液经过稀土萃取单元萃取后，输出溶液进入下一步环节。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，水浸槽、酸浸槽、陈化槽、结晶装置中均设置有温度传感器和PH检测器；所述的水浸槽、酸浸槽、陈化槽中均设置有搅拌装置。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，进水管路、进酸管路、一级过滤器出液口和二级过滤器出液口均设置有自动控制阀门，实现了生产流程的自动化操控。上述铝土矿中有用组分的分离装置中，酸浸槽中注入的酸为硫酸；所述循环酸浸的次数为2-7次，每次循环酸浸需要根据PH测量结果调整注入硫酸的摩尔数。本技术的有益技术效果如下:1、本技术给出铝土矿有用组分的分步提取装置，装置包含各个组分的提取单元，并设计了多种组合方案，便于厂家根据生产条件进行实地搭配，或进行全部组分的提取，也可只进行部分组分的提取。比如厂家可以根据自身条件只进行铝、钠提取，也可进行铝、钠、硅提取或者包括稀土在内的的全部组分提取。2、本技术根据铝土矿铝硅比参数，选择合适的温度、烧结时间和活化剂比例，可实现铝土矿中绝大部分铝元素反应为溶于水的成分，而铝土矿中硅、铁等元素则不溶于水，经过后续酸浸后得以分组分提取，无论对于铝硅比高的高品位铝土矿还是低品位铝土矿，均适用。3、本技术将首步骤获取的铝钠溶液通过管路传输并入氧化铝生产厂家的生产线中，进行碳分处理或晶种分离，获得氧化铝产品，并在生产终端回收了活化剂一一碳酸钠，使其可再次填入烧结窑中循环应用，节约了成本。4、本技术将一级过滤器的出液口通过阀门与铝钠溶液提取管路和进水管路相连通，实现了烧结物料的循环水浸，可以通过自动控制管路中的阀门，实现对物料设定次数的循环水浸后，再自动将溶液输出至铝钠溶液提取管路。5、本技术将二级过滤器的出液口通过阀门与进酸管路和下一步的溶液提取管路相连通，实现了对残渣的循环酸浸，可以通过自动控制管路中的阀门，实现对残渣设定次数的循环酸浸后，再自动将溶液输出至下一步提取流程中。6、本技术直接将硅提取之后的溶液结晶后直接一步提取为絮凝剂，其中包含硫酸铁、剩余未提取的硫酸铝及稀土元素，简化了提取步骤，避免了为提取剩余的少量铝而增加的工业成本，提高了生产效率，降低了成本和设备建设费用。7、本技术在酸浸步骤之后设置了稀土萃取单元，通过对铝土矿中的钛、钒、钪等稀土金属进行萃取，进一步提高了矿石的利用价值；同时上述稀土金属是在本技术已有的酸浸流程中通过树脂离子进行吸附，简化了萃取流程，节约了成本。8、本技术将稀土元素萃取之后的溶液结晶后直接提取为絮凝剂，其中包含硫酸铁、剩余未提取的硫酸铝及剩余未提取的稀土元素，简化了提取步骤，避免了为提取剩余的少量铝而增加的工业成本，提高了生产效率，降低了成本和设备建设费用。9、本技术将加入的硫酸直接转换为硫酸钙、硫酸铝、硫酸铁等产物，装置实施中无需对硫酸的回收，而将其转化为高附加值的产品，简化了生产步骤，提高了效率。10、本技术在水浸槽上安装了溶出磨，对烧结窑输出的物料进行研磨细化，使得进入水浸槽中的溶解料细化，从而提高了水浸溶解的效率和速度。11、本技术将絮凝剂结晶后的水与进水管路相连通，实现了生产线中水的循环使用，进一步节省了原料和排放成本。12、本技术在装置中设置了多个自动化控制阀门和温度、PH传感器，并结合实测的铝硅比参数，实现了生产的自动化控制，节约了人力成本，降低了环境对操作人员的影响。【附图说明】图1为本技术完整分离步骤的装置组成框图；图2为本技术单次水浸铝钠提取步骤的装置原理示意图；图3为本技术循环水浸铝钠提取步骤的装置原理示意图；图4为本技术带有溶出磨的水浸槽原理示意图；图5为本技术单次酸浸的分组分提取装置原理示意图；图6为本技术循环酸浸的分组分提取装置原理示意图；图7为本技术省略了稀土萃取步骤的装置原理示意图；图8为本技术稀土萃取步骤放置在酸浸步骤之后的装置原理示意图。附图标记如下:1-混料装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝土矿中有用组分的分离装置，其特征在于：包括铝钠提取单元(51)，所述的铝钠提取单元(51)包括进水管路(32)、铝钠溶液提取管路(12)、铝钒土输送装置(35)、活化剂输送装置(36)、混料装置(1)和混料装置(1)后依次设置的烧结窑(3)、水浸槽(4)和一级过滤器(5)；所述的进水管路(32)将水注入水浸槽(4)，所述的一级过滤器(5)的出液口与铝钠溶液提取管路(12)相连通；铝钒土输送装置(35)输送的铝矾土原料颗粒(61)和活化剂输送装置(36)输送的活化剂颗粒在混料装置(1)中按比例均匀混合后，再置于烧结窑(3)中进行烧结，烧结产物经过水浸槽(4)水浸后，再经一级过滤器(5)过滤后，一级滤液进入铝钠溶液提取管路(12)，一级滤渣则进入下一步提取环节；所述铝钠溶液提取管路(12)生产终端(63)回收的活化剂再进入活化剂输送装置(62)，实现活化剂的循环使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇峰，
申请(专利权)人：孙勇峰，
类型：新型
国别省市：山西;14