一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统，包含脱硅粉煤灰烧结机构、氢氧化铝提取装置和焙烧装置，脱硅粉煤灰烧结机构包含第一球磨机、料仓、半悬浮炉、冷却机、第二球磨机、以及输送机构，该利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统不仅实现了低能耗，还进一步提高了生产率。本发明专利技术还公开了一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的方法。

A system and method for the production of alumina by using desilicon fly ash sintering method

The invention discloses a system using desiliconized fly ash sintered alumina production, including desiliconized fly ash sintering mechanism, aluminum hydroxide extraction device and roasting device, desiliconized fly ash sintering mechanism comprises a first ball mill, silo, semi suspension furnace, cooling machine, grinding machine, and the second conveying mechanism, the use of desiliconized fly ash sintering system alumina production has achieved low energy consumption, but also further improve the productivity. The invention also discloses a method for producing alumina by using the desilicon fly ash sintering method.

【技术实现步骤摘要】
一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统及方法
本专利技术涉及火法冶金设备
，尤其涉及一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统及方法。
技术介绍
目前从矿石中提取氧化铝的方法主要有：碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。碱石灰烧结法通常采用传统回转窑，粉状粉煤灰经回转窑烧结后成为块状，后续破碎能耗较大；并且回转窑内的熟料呈块状滚动烧结，易导致熟料块内外烧结程度不同等缺陷。由于传统回转窑的上述特点导致现有烧结工艺耗能高且产量低，在一定程度上限制了烧结法生产氧化铝的发展。因此，如何提高降低能耗、提高生产率成为烧结工序亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统及方法。依据本专利技术的一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统，包含脱硅粉煤灰烧结机构、氢氧化铝提取装置和焙烧装置，脱硅粉煤灰烧结机构包含第一球磨机、料仓、半悬浮炉、冷却机、第二球磨机、以及输送机构，其中，第一球磨机将原料混合制球，并将制得的原料球送入料仓储存；半悬浮炉包含炉体和设置于炉体内的活动停留平台，炉体包含由上至下依次连通的预热室、燃烧室和熟料区，预热室和熟料是分别通过第一烟道和第二烟道与外界环境连通；冷却机与半悬浮炉的出料口连接；第二球磨机对烧结后的物料进行湿磨溶出；输送机构包含连接第一球磨机和料仓的传送带、连接料仓和半悬浮炉的螺旋输送机、以及连接冷却机和第二球磨机的槽式输送机。进一步地，脱硅粉煤灰烧结机构包含筛分机和辊式破碎机，其中，冷却后的物料经筛分机筛分，粗料进入辊式破碎机破碎后进入第二球磨机进行湿磨溶出，细料直接进入第二球磨机进行湿磨溶出。进一步地，氢氧化铝提取装置包含供溶出料浆依次流过的溶出沉降槽、清液槽、管道脱硅器、叶滤机、脱硅沉降槽、多个碳分槽以及平盘过滤机。进一步地，燃烧室呈圆槽状，并且燃烧室侧壁上设置有第一燃烧器和第二燃烧器。进一步地，活动停留平台包含临近第一燃烧器设置的第一活动停留平台和临近第二燃烧器设置的第二活动停留平台，第一活动停留平台和第二活动停留平台之间留有第二物料下落通道，燃烧室的侧壁上设置有轨道，第一燃烧器和第二燃烧器可独立的沿轨道在垂直方向和水平方向上移动。依据本专利技术的一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的方法，方法使用权利要求1-5任一项的系统，方法包含以下步骤：步骤一：将质量比满足NaO2：Al2O3＝0.9～0.98，CaO：SiO2＝1.9～2.1的脱硅粉煤灰和石灰石、碳酸钠加入第一球磨机，以喷淋的方式添加粘结剂，制成1mm～3mm的原料球，并将原料球由传送带送入料仓储存；步骤二：通过螺旋输送机将原料球由料仓送入半悬浮炉在1200℃～1400℃的温度下进行烧结；步骤三：烧结后的物料进入冷却机冷却至150℃以下；步骤四：使用第二球磨机对冷却后的物料进行湿磨溶出；步骤五：将溶出料浆经的沉降槽沉降，所得清液流入清液槽储存，储存的清液依次进入管道脱硅器一段脱硅、经叶滤机过滤、以及进入脱硅沉降槽二次脱硅，得到脱硅后的铝酸钠溶液；步骤六：脱硅后的铝酸钠溶液先后流经多个碳分槽进行反应，得到含有氢氧化铝的料浆，其中每一碳分槽底部通入CO2气体；步骤七：含有氢氧化铝的料浆进入平盘过滤机进行过滤，得到氢氧化铝；步骤八：氢氧化铝经气态悬浮炉焙烧得到氧化铝。进一步地，步骤二包含：原料球由半悬浮炉上部进入，经预热室均匀预热后在活动停留平台上短暂停留，由燃烧器加热进行高温烧结反应。进一步地，步骤二包含：通过调整燃烧器的位置控制烧结区域；通过调节火焰长度控制烧结温度。进一步地，步骤四包含：冷却后的物料经筛分机筛分，粗料进入辊式破碎机破碎后进入第二球磨机进行湿磨溶出，细料直接进入第二球磨机进行湿磨溶出。进一步地，步骤五包含：将溶出沉降槽下部的料浆放入洗涤沉降槽中热水洗涤沉降，所得沉淀经压滤机压滤得到硅钙渣后排出；步骤七包含：过滤所得母液返回至碳酸钠蒸发站进行蒸发，结晶所得碳酸钠经过滤烘干后重新配料。由于采用于上技术方案，本专利技术与现有技术相比具有以下优点：(1)采用干法配料烧结的工艺，避免了湿法配料蒸发水分、预热物料带来的能耗较高的缺点；(2)烧结法和混联法中，浆料在回转窑以滚动状态焙烧，而物料均呈块状滚动，本工艺采用干法下料，散状物料在烟气中下落过程中预热，在炉膛高温区反应烧结成熟料，彻底避免了不同大小块状物料的传质速率不同导致的过烧和生烧的缺点。(3)半悬浮炉采取双燃烧器配置，可以保证有一个较大的温场。(4)在半悬浮炉的燃烧器前端、粉煤灰原料下料点下方，安装一个物料活动停留平台，粉煤灰原料落在平台上可停留一段时间再下落进冷却机，降低出现生烧、过烧熟料的比率。(5)半悬浮炉属于静态炉，比目前通用的回转窑维护方便，投资建设成本低。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得显而易见和容易理解，其中：图1是依据本专利技术的示例性系统的示意图；图2是依据本专利技术的示例性半悬浮炉的示意图；图3是图2所示脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉的截面图；图4是依据本专利技术的示例性方法的流程图。附图标记说明：1预热室，11第一入料口，12第二入料口，2燃烧室，21第一燃烧器，22第二燃烧器，3熟料室，31出料口，41第一活动停留平台，42第二活动停留平台，51第一物料下落通道，52第二物料下落通道，6第一烟道，7第二烟道，8冷却机。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，依据本专利技术的利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的示例性系统总体包含依次连接的脱硅粉煤灰烧结机构、氢氧化铝提取装置以及焙烧装置。具体地，脱轨粉煤灰烧结机构包含第一球磨机、传送带、料仓、螺旋输送机、半悬浮炉、冷却机、槽式输送机、筛分机、辊式破碎机以及第二球磨机。其中，第一球磨机用于将原料混合并制成1mm-3mm的小球，并通过传送带将小球送入料仓储存；料仓中的小球经螺旋输送机送入半悬浮炉中进行烧结，烧好的球团经连接至半悬浮炉出料口的单筒冷却机冷却至低于150℃；降温后的球团经筛分机筛分，所得细料直接进入第二球磨机进行湿磨溶出，粗料则经辊式破碎机破碎后再进入第二球磨机湿磨溶出，得到溶出浆料。氢氧化铝提取装置包含供溶出料浆依次流过的溶出沉降槽、清液槽、管道脱硅器、叶滤机、脱硅沉降槽、多个碳分槽以及平盘过滤机。溶出浆料经溶出沉降槽沉降，清液进入由清液槽、管道脱硅器、叶滤机、脱硅液沉降槽构成的脱硅系统得到脱硅液，泥料先后经过多个洗涤沉降槽进行热水洗涤沉降分离出硅钙渣料浆，再由压滤机压出含水量低的硅钙渣并将硅钙渣排出；脱硅液经多个由底部通入CO2气体的碳分槽后分解出氢氧化铝和氢氧化钠，其中，含氢氧化钠的母液返回蒸发系站进行蒸发，结晶所得碳酸钠经过滤烘干后重新配料，含氢氧化铝的浆料经平盘过滤机后产出氢氧化铝。所得氢氧化铝经焙烧装置焙烧即可得到氧化铝。在本专利技术的实施例中，焙烧装置选用气态悬浮炉，本领域技术人员也可以依据实际生产需要选择其他焙烧装置。本专利技术采用半悬浮炉替代传统的回转窑实现粉煤灰的烧结。如图2和图3所示，依据本专利技术半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统，其特征在于，包含脱硅粉煤灰烧结机构、氢氧化铝提取装置和焙烧装置，所述脱硅粉煤灰烧结机构包含第一球磨机、料仓、半悬浮炉、冷却机、第二球磨机、以及输送机构，其中，所述第一球磨机将原料混合制球，并将制得的原料球送入所述料仓储存；所述半悬浮炉包含炉体和设置于所述炉体内的活动停留平台，所述炉体包含由上至下依次连通的预热室、燃烧室和熟料区，所述预热室和所述熟料是分别通过第一烟道和第二烟道与外界环境连通；所述冷却机与所述半悬浮炉的出料口连接；所述第二球磨机对烧结后的物料进行湿磨溶出；所述输送机构包含连接所述第一球磨机和所述料仓的传送带、连接所述料仓和所述半悬浮炉的螺旋输送机、以及连接所述冷却机和所述第二球磨机的槽式输送机。

【技术特征摘要】
1.一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的系统，其特征在于，包含脱硅粉煤灰烧结机构、氢氧化铝提取装置和焙烧装置，所述脱硅粉煤灰烧结机构包含第一球磨机、料仓、半悬浮炉、冷却机、第二球磨机、以及输送机构，其中，所述第一球磨机将原料混合制球，并将制得的原料球送入所述料仓储存；所述半悬浮炉包含炉体和设置于所述炉体内的活动停留平台，所述炉体包含由上至下依次连通的预热室、燃烧室和熟料区，所述预热室和所述熟料是分别通过第一烟道和第二烟道与外界环境连通；所述冷却机与所述半悬浮炉的出料口连接；所述第二球磨机对烧结后的物料进行湿磨溶出；所述输送机构包含连接所述第一球磨机和所述料仓的传送带、连接所述料仓和所述半悬浮炉的螺旋输送机、以及连接所述冷却机和所述第二球磨机的槽式输送机。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱硅粉煤灰烧结机构包含筛分机和辊式破碎机，其中，所述冷却后的物料经所述筛分机筛分，粗料进入所述辊式破碎机破碎后进入所述第二球磨机进行湿磨溶出，细料直接进入所述第二球磨机进行湿磨溶出。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢氧化铝提取装置包含供溶出料浆依次流过的溶出沉降槽、清液槽、管道脱硅器、叶滤机、脱硅沉降槽、多个碳分槽以及平盘过滤机。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃烧室呈圆槽状，并且所述燃烧室侧壁上设置有第一燃烧器和第二燃烧器。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述活动停留平台包含临近所述第一燃烧器设置的第一活动停留平台和临近所述第二燃烧器设置的第二活动停留平台，所述第一活动停留平台和所述第二活动停留平台之间留有第二物料下落通道，所述燃烧室的侧壁上设置有轨道，所述第一燃烧器和所述第二燃烧器可独立的沿所述轨道在垂直方向和水平方向上移动。6.一种利用脱硅粉煤灰烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1-5任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：温雨鑫，张曦东，喻善均，王晓远，赵凯，孙芳芳，王雪彩，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11