СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ БОКСИТА Российский патент 1996 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано в сфере автоклавного выщелачивания боксита.

Известен способ выщелачивания боксита (А.И.Лайнер. Производство глинозема. М. ГосНТИ литературы по черной и цветной металлургии, 1961, стр. 224, рис. 65), в котором пульпа прокачивается через паро-пульповые подогреватели, автоклавную батарею и самоиспарители первой, второй и третьей ступеней. Паром из самоиспарителя первой ступени подогревается пульпа во втором подогревателе, паром самоиспарения второй ступени в первом подогревателе, а низкотемпературный пар третьей ступени самоиспарения второй ступени в первом подогревателе, а низкотемпературный пар третьей ступени самоиспарения направляется в мешалку сырой пульпы, где нагревает последнюю контактным или глухим способом. Недостатком способа является неиспользование для регенерации тепла депрессии пульпы (соответствующей приблизительно 15^oC), поскольку невозможно образование пара самоиспарения при температуре пульпы 115-120^oC при атмосферном давлении.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выщелачивания боксита (см. Н.И.Еремин, А.Н.Наумчик, В.Г.Казаков. Процессы и аппараты глиноземного производства. М. Металлургия, 1980, стр. 150-156, рис. 52), по которому бокситовую пульпу прокачивают поршневым насосом через паропульповые подогреватели, батарею автоклавов и самоиспарители первой и второй ступени с получением пара и выщелоченной пульпы. Сырая пульпа нагревателя в паропульповых подогревателях паром самоиспарения первой ступени до 140-150^oC, затем поступает в два греющих автоклава, где окончательно нагревается до реакционной температуры 230-240^oС острым паром ТЭЦ и проходит батарею реакционных автоклавов, выщелачиваясь. Далее выщелоченная (вареная) пульпа подвергается дросселированию в двух самоиспарителях, при этом пар первой ступени самоиспарения направляется в паропульповые подогреватели на подогрев сырой пульпы, а пар второй ступени на подогрев промводы.

Недостатком способа является недостаточно полная регенерация тепла выщелочной пульпы, что снижает экономичность способа-прототипа.

Задача изобретения повышение экономичности способа.

Технический результат изобретения повышение температуры сырой пульпы перед автоклавной батареей путем более полной регенерации тепла выщелоченной пульпы.

Технический результат достигается тем, что перед паропульповыми подогревателями пульпу прокачивают через пульпо-пульповые подогреватели и выщелоченную пульпу, после самоиспарителя второй ступени подают в пульпо-пульповые подогреватели для подогрева сырой пульпы. Кроме того, выщелоченную пульпу после самоиспарителя второй ступени смешивают с пароконденсатной смесью паропульповых подогревателей посредством струйного насоса и им транспортируют выщелоченную пульпу из самоиспарителя второй ступени в пульпо-пульповые подогреватели.

На чертеже дан общий вид схемы предлагаемого способа.

Установка для выщелачивания боксита состоит из поршневого насоса 1, пульпо-пульповых подогревателей 2, паропульповых подогревателей 3, автоклавов 4 (указаны только два автоклава, всего их в батарее 8-10), самоиспарителей первой ступени 5 и второй ступени 6. Установка включает также струйный насос 7, перекачивающий выщелоченную пульпу за счет энергии струи пароконденсатной смеси подогревателей 3. Все аппаратуры установки при помощи трубопроводов (пульповых, паровых и конденсатных) образуют технологическую схему.

Способ осуществляется следующим образом.

Сырая бокситовая пульпа поршневым насосом 1, создающим давление 30 ати, прокачивается через греющие трубы пульпо-пульповых подогревателей 2, где нагревается от 90-95^oС до 102-107^oC, а затем через паропульповые подогреватели 3, где нагревается до 158-163^oC, и поступает в батарею автоклавов 4, где окончательно нагревается в двух первых греющих автоклавах до реакционной температуры 235-238^oC перегретым (350^oC) паром с ТЭЦ, имеющим давление 30 ати. Пройдя всю автоклавную батарею, пульпа выщелачивается и поступает в самоиспаритель 5 первой ступени, где за счет снижения давления до 7 ати самоиспаряется и охлаждается до температуры 183-185^oC. (с учетом депрессии 15^oC). Пар первой ступени самоиспарения с температурой 170^oC поступает в межтрубную часть паропульповых подогревателей 3, а выщелоченная пульпа в самоиспаритель 6 второй ступени, где за счет снижения давления до 0,4-0,6 ати самоиспаряется и охлаждается до температуры 123-127^oC.

Пар второй ступени самоиспарения с температурой 108-112^oC поступает в подогреватель промводы (на чертеже не указан), а пульпа в межтрубную часть пульпо-пульповых подогревателей 2, пройдя которые. направляется в мешалку разбавления (на чертеже не указана). Транспортировке пульпы из самоиспарителя 6 второй ступени в пульпо-пульповые подогреватели 2 способствует струйный насос 7, т.к. давление в самоиспарителе 6 незначительное (0,4-0,6 ати) и может оказаться недостаточным для преодоления сопротивления подогревателей 2, особенно при большой поверхности теплообмена. Энергии струи пароконденсатной смеси, образующейся от конденсации греющего пара в паро-пульповых подогревателях 3 при давлении 7 ати, вполне достаточно для прокачивания выщелоченной пульпы через пульпо-пульповые подогреватели 2 даже при их поверхности теплообмена в 200 м². При этом может быть использован не весь поток пароконденсатной смеси. Использование струйного насоса 7 выгодно еще тем, что температура пароконденсатной смеси равна 168-170^oC, т.е. больше, чем у перекачиваемой пульпы, что еще больше повысит регенерацию тепла в сфере выщелачивания. Кроме того, разбавление пульпы уменьшит степень осадкообразования на стенах труб пульпо-пульповых подогревателей 2.

Можно, конечно, вместо струйного насоса 7 использовать центробежный насос, но он более сложен и требует дополнительного расхода энергии. Разбавление же пульпы в струйном насосе 7 никоим образом не влияет отрицательно на технологию, т.к. процесс выщелачивания уже прошел, а выщелоченная пульпа все равно должна разбавляться в мешалке разбавления промводой от промывки шлама, часть потока которой составляет конденсат паропульповых подогревателей 3. При этом пара самоиспарения второй ступени вполне достаточно, чтобы нагреть оборотную воду для промывки шлама до температуры 95-97^oC, без использования тепла пароконденсатной смеси подогревателей 3.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет более полно производить регенерацию тепла выщелоченной пульпы в сфере автоклавного выщелачивания и повысить таким образом температуру предварительного нагрева сырой пульпы за счет тепла температурной депрессии выщелоченной пульпы (когда самоиспарение ее, с целью получения пара, практически уже невозможно). Поэтому только пульпо-пульповый, т. е. прямой, теплообмен может дать эффект: повышение температуры сырой пульпы перед автоклавной батареей на 8-13^oC (опытные данные) по сравнению со способом-прототипом.

Использование: в производстве глинозема при автоклавном выщелачивании боксита. Сущность: бокситовую пульпу последовательно прокачивают через пульпо-пульповые подогреватели, паропульповые подогреватели с получением пароконденсатной смеси, автоклавы и самоиспарители пульпы первой и второй ступени с получением пара и выщелоченной пульпы. Выщелоченную пульпу после самоиспарителя второй ступени подают в пульпо-пульповые подогреватели для подогрева сырой пульпы. Выщелоченную пульпу после самоиспарителя второй ступени смешивают с пароконденсатной смесью паропульповых подогревателей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ выщелачивания боксита, заключающийся в последовательном прокачивании бокситовой пульпы поршневым насосом через паропульповые подогреватели с получением пароконденсатной смеси, автоклавы и самоиспарители пульпы первой и второй ступени с получением пара и выщелоченной пульпы, отличающийся тем, что перед паропульповыми подогревателями пульпу прокачивают через пульпо-пульповые подогреватели и выщелоченную пульпу после самоиспарителя второй ступени подают в пульпо-пульповые подогреватели или подогрева сырой пульпы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелоченную пульпу после самоиспарителя второй ступени смешивают с пароконденсатной смесью паропульповых подогревателей. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что выщелоченную пульпу смешивают с пароконденсатной смесью паропульповых подогревателей посредством струйного насоса и им транспортируют выщелоченную пульпу из самоиспарителя второй ступени в пульпо-пульповые подогреватели.