СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ БОКСИТА Российский патент 1999 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в глиноземном производстве.

Известен способ выщелачивания боксита, в котором путем непрерывного прохождения бокситовой пульпы через автоклавную установку с предварительным нагревом пульпы в подогревателях и окончательным нагревом в двух первых по ходу пульпы греющих автоклавах.

В качестве теплоносителя в подогревателях используется пар самоиспарения выщелаченной пульпы в самоиспарителях первой и второй ступени. При этом первоначально пульпа нагревается в мешалке сырой пульпы паром самоиспарения выщелаченной пульпы в самоиспарителе третьей ступени. После прохождения всей установки: подогревателей, автоклавов и самоиспарителей, пульпа поступает в мешалку разбавления (см. Производство глинозема / А.И. Лайнер, Н.И. Еремин, Ю.А. Лайнер, И.З.Певзнер.-М.: Металлургия, 1978-102с., рис.30.).

Недостатком способа является неиспользование тепла конденсата, получаемого в подогревателях, для технологических нужд. Например, для нагрева оборотной воды, используемой для отмывки шлама.

Известен способ выщелачивания боксита, являющийся наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков.

По данному способу пульпа также непрерывно прокачивается поршневым насосом через автоклавную установку, состоящую из подогревателей, автоклавов и двух самоиспарителей выщелаченной пульпы.

Предварительный нагрев пульпы производится в одну стадию в трех подогревателях, в межтрубную часть которых подается пар из самоиспарителя первой ступени, а в трубную часть поступает пульпа из мешалки. Окончательный нагрев пульпы также осуществляется в первых двух греющих автоклавах контактным способом, паром ТЭЦ. После прохождения автоклавной установки выщелаченная пульпа поступает в мешалку разбавления.

Конденсат, получаемый в подогревателях, при конденсации пара подается в самоиспаритель конденсата. Полученный в нем пар подается в струйный (конденсационный) подогреватель, куда подается также пар второй ступени самоиспарения выщелаченной пульпы. В этом подогревателе происходит нагрев оборотной воды, используемой для отмывки шлама.

Конденсат (вторичный) из самоиспарителя конденсата подается в бак горячей воды, дополнительно нагревая в нем воду.

Таким образом, нагрев воды производится в две стадии, что позволяет более полно утилизировать тепло конденсата подогревателей пульпы.

Эта схема является самой распространенной на глиноземных заводах России, где применяется автоклавное выщелачивание боксита (см. Мальц Н.С. Автоклавное выщелачивание бокситов. - М.: Металлургия, 1980.27 с., рис.4).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результаты при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе предварительный нагрев пульпы производится в одну стадию, что не позволяет более полно утилизировать тепло выщелаченной пульпы, несмотря на двухстадийный нагрев оборотной воды.

Задача изобретения - повышение степени регенерации тепла без ущерба для нагрева воды.

Технический результат достигается тем, что пар самоиспарения пульпы первой ступени подается в два из трех подогревателей сырой пульпы, а пар самоиспарения второй ступени - в первый по ходу пульпы подогреватель.

При этом для компенсации тепла пара второй ступени нагрева воды последнюю нагревают не в две, а в три стадии. Для этого конденсат из подогревателей, питаемых паром первой ступени, подают непосредственно в струйный подогреватель оборотной воды жидкостно-жидкостного типа.

В результате этого, т. е. без самоиспарения конденсата, а значит, без снижения давления и температуры, нагрев воды происходит более эффективно, что позволяет часть пара второй ступени самоиспарения использовать для нагрева сырой пульпы в одном из ее подогревателей (первом по ходу пульпы), конденсат из которого используется также для нагрева воды, но уже в баке горячей воды. Таким образом, вода греется в три стадии, а пульпа в две, а в способе-прототипе в две и одну соответственно.

На чертеже дана схема предлагаемого способа.

Схема включает в себя поршневой насос 1, подогреватель 2 второй ступени, подогреватели 3 первой ступени, автоклавную батарею 4, самоиспарители 5, 6 первой и второй ступени самоиспарения выщелаченной (вареной) пульпы, подогреватели 7, 8 оборотной воды, бак 9 горячей воды для отмывки шлама и мешалку 10 разбавления пульпы.

Способ осуществляется следующим образом. Сырая пульпа из мешалки (на чертеже не указана) поршневым насосом 1 подается в подогреватели 2, 3, в которых нагревается от температуры 90-950^oC до 155-158^oC и далее поступает в батарею 4 автоклавов, где окончательно нагревается контактным способом (в первых двух автоклавах по ходу пульпы) до 235-238^oC и выщелачивается. Выщелаченная пульпа поступает в самоиспаритель 5, а затем в самоиспаритель 6, в которых за счет снижения давления до 6-7 ати в первой ступени и 0,5-0,8 ати во второй самоиспаряется и охлажденная поступает в мешалку 10.

Предварительный (регенеративный) нагрев сырой пульпы производится паром второй и первой ступеней самоиспарення пульпы, поступающим в подогреватели 2, 3 из самоиспарителей 6, 5 соответственно. При этом паром второй ступени греется и оборотная вода, о чем будет сказано ниже.

Конденсат из подогревателей 3 с температурой 165-169^oC поступает в струйный подогреватель 7, в который также подается вода с температурой 50-55^oC. А конденсат из подогревателя 2 с температурой 110-115^oC подается в бак горячей воды, как в способе-прототипе.

Предварительный нагрев воды в подогревателе 7 до 70-75^oC позволяет снизить расход пара из самоиспарителя 6 в подогреватель 8 и поэтому часть пара поступает в подогреватель сырой пульпы. Без предварительного нагрева вода в подогревателе 7 пар второй ступени просто бы не пошел в подогреватель 2, т. к. исходная температура пульпы (90-95^oC) значительно выше исходной температуры воды (50-55^oC) и тогда бы не было нагрева пульпы перед подогревателями 3. При увеличении же температуры воды в подогревателе 7 до указанной температуры (70-75^oC) и даже выше часть пара второй ступени идет в подогреватель 2, в котором нагревает пульпу с 90-95 до 98-103^oC. В результате регенеративный нагрев возрастает по сравнению со способом-прототипом с 148-152^oC до указанной температуры 155-158^oC.

В принципе можно нагревать воду конденсатом из подогревателей 3 и во вторую стадию, т.е. после предварительного нагрева ее паром второй ступени, установив подогреватель 7 после подогревателя 8 по уходу воды. В этом случае тоже будет меньше расход пара второй ступени для нагрева воды, т.к. надо будет нагревать воду с 50-55^oC не до температуры 96-98^oC, а ниже. Но в этом случае надо будет регулировать расход пара второй ступени, что усложняет схему, а в данном случае расход пара второй ступени устанавливается автоматически.

Таким образом предложенный способ позволяет без снижения температуры оборотной воды (необходимо иметь 96-98^oC) увеличить температуру регенеративного нагрева сырой пульпы, что дает экономию 30 ати пара ТЭЦ, подаваемого в автоклавную батарею.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в глиноземном производстве. Способ включает регенеративный нагрев сырой пульпы в подогревателях паром первой и второй ступеней самоиспарения выщелоченной пульпы, нагрев и выщелачивание ее в батарее автоклавов, самоиспарение выщелоченной пульпы и ее последующее разбавление, регенерацию тепла конденсата подогревателей, питаемых паром первой ступени самоиспарения. При этом регенерацию тепла конденсата подогревателей осуществляют путем подачи конденсата в подогреватель воды. Воду из подогревателя используют для отмывки шлама. Изобретение позволяет повысить степень регенерации тепла без ущерба для нагрева воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ выщелачивания боксита, включающий регенеративный нагрев сырой пульпы в подогревателях паром первой ступени самоиспарения выщелоченной пульпы, нагрев и выщелачивание ее в батарее автоклавов, самоиспарение выщелоченной пульпы и ее последующее разбавление, регенерацию тепла конденсата подогревателей, питаемых паром первой ступени самоиспарения, отличающийся тем, что нагрев сырой пульпы ведут также паром второй ступени самоиспарения, регенерацию тепла конденсата подогревателей осуществляют путем подачи конденсата в подогреватель воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду из подогревателя используют для отмывки шлама.