合流脫矽就是指部分燒結法粗液與爾法溶出礦漿在溶出末級閃蒸情進行合流脫矽,以減輕燒結法脫矽工序的負擔。合流後一方面充分利用了拜耳法溶出後漿液的餘熱,減少了粗液脫矽的汽耗另一方面由於燒結法粗液濃度低,合流後也起到了對拜耳法溶出液稀釋作用,,減少了拜耳法洗滌系統的加水量,從而減輕了蒸發負荷,降低了蒸發汽耗。合流脫矽後,取消了蒸汽直接加熱環節,避免了蒸汽直接加熱造成的溶液沖淡,從而減輕了蒸發負荷,降低了蒸發汽耗。
合流脫矽的理論依據:
燒結法粗液脫矽的原理是溶液中的矽酸鈉與鋁酸鈉在高溫條件下,生成鈉矽渣沉澱物,從而脫去溶液中的二氧化矽,脫矽過程需要熱量將粗液加熱到一定的溫度並保溫一定的時間,添加脫矽種子可以加快反應速度從而提高脫矽指數,而拜耳法溶出後的漿液溫度高,蘊含有大量的熱量,現採用了十級閃蒸以降低其溫度,回收其中的熱量。溶出液中的赤泥,其成分與鈉矽渣相似,可用作脫矽的種子,且該種子要比循環使用的矽渣種子的活性好,有利於提高脫矽效果。因此,將兩者合流,並保溫一定時間,即可滿足燒結法粗液脫矽的反應條件。同時,溶出後的溶出液在分離工序之前需要進行稀釋以降低溶液濃度,有利於溶液進行液固分離,並提高溶液的矽量指數。而燒結法粗液濃度低,合流後還可起到稀釋作用,從而可減少拜耳法洗滌過程中的進水量,減輕混聯法蒸發負荷。由此可見,燒結法粗液與拜耳法溶出液合流,從理論上分析是可行的,且可以大幅度降低汽耗。
合流脫矽工藝
1)合流位置
為確保合流後溶液溫度及停留時間,合流位置選擇在高壓溶出後的第八級閃蒸槽,該閃蒸槽來料溫度為169C,燒結法粗液溫度為80C,經熱平衡計算,合流後溫度為151℃,可滿足大於120℃合流脫矽的要求。為保證合流脫矽的停留時間,可將該閃蒸槽改為頂部進料、底部出料,並將頂部的閃蒸蒸汽管道隔離,則合流後混合液的保溫反應時間在12min以上,可滿足大於5min的停留時間。
2)種分母液去向合流的190m3/h粗液所產出的種分母液,主要用於給拜耳法補鹼,同拜耳法種分母液一齊送蒸發.剩餘部分種分母液,由於其濃度與現燒結法種分蒸發母液濃度相關不大,可直接送燒結法脫矽工序用於調整粗液的苛性比值。
3)合流脫矽工藝條件
(1)合流脫矽溫度不低於120℃,保溫時間不低於5min.
(2)合流比例:拜耳法溶出液:燒結法粗液=8 :2。
(3)稀釋後氧化鋁濃度為165g/L。
(4)稀釋後脫矽反應時間不低於3h,脫矽溫度不低於100℃。
(5)脫矽後溶液A/S不低於220。
合流脫矽工藝的特點
1)降低了汽耗
合流後,一方面充分利用了拜耳法溶出後漿液的餘熱,減少了粗液脫矽的汽耗;另一方面,由於燒結法粗液濃度低,合流後也起到了對拜耳法溶出液的稀釋作用,減少了拜耳法洗滌系統的加水量,從而減輕了蒸發負荷,降低了蒸發汽耗。
2)避免了脫矽過程的蒸汽沖淡
由於燒結法粗液脫矽採用了蒸汽直接加熱方式,加熱過程中,蒸汽冷凝水使溶液沖淡嚴重。合流脫矽後,取消了蒸汽直接加熱環節,避免了蒸汽直接加熱造成的溶液沖淡,從而減輕了蒸發負荷,降低蒸發汽耗。
3)減輕了燒結法部分工序的負荷
實施合流脫矽工藝後,燒結法粗液脫矽、矽渣分離、種分分解、種子過濾及種分母液蒸發等工序的物料流量大為減少,緩解了粗液脫矽及蒸發負荷緊張的局面,為燒結法進一步提產創造了條件。
4)減少了物料流量
由於部分燒結法粗液直接經拜耳法合流脫矽,該部分粗液不需要加種分蒸發母液及矽渣,從而減少了重新用於調整粗液苛性比、固含的種分蒸發母液量及矽渣種子量,經計算可減少種分蒸發母液40m?/h。另外合流後的燒結法精液氧化鋁濃度由原來的100g/L提高到165g/L,從而使溶液量得到濃縮,減少了物料流量。
5)提高了種分分解率
溶出液的苛性比可由純拜耳法的1.49降低到合流後的1.46,溶出液的苛性比的降低,有利於提高種分分解率。利用合流脫矽工藝科減輕燒結法蒸發及脫矽的負荷,可簡化混聯法工藝流程,減少物料流量,並可提高種分分解率,具有顯著的經濟效益。