生料浆
冶金工业学术语
生料浆是由拜耳赤泥浆、铝矿石、石灰石和碱粉等调配而成。
生料浆的分析
生料浆是由拜耳赤泥浆、铝矿石、石灰石和碱粉等调配而成。
对生料浆将进行水分、细度、二氧化硅三氧化二铁氧化铝氧化钙氧化钠以及固定碳的测定。
料浆的水分是一项重要的指标。因为料浆中水分的多少,直接关系到大窑的操作以及窑的产能和煤耗。假如把水分从41%下降到38%,可使大窑产量增加10%,但是水分不能下降得太低,否则会造成输送上的困难和使喷枪口阻塞。
控制生料浆中固体的粒度(要求120#筛上残留10%以下),是为了提高烧结过程中固态反应的速度。
测定生料浆中氧化铝及氧化钠等含量,以确定配料过程中添加纯碱或矿石的数量,使达到规定的指标。按烧结反应可知,在配料时,一分子的氧化铝及氧化铁需要加入一分子的氧化钠,此时配料的碱比应为1。生料浆碱比的大小是根据生产实践来确定和调整的,使烧成后的熟料的碱比略微小于1,这样可以获得最好的氧化铝溶出率和最小的碱耗。
测定二氧化硅和氧化钙的含量,是为了正确的调配生料的钙比。氧化钙与二氧化硅生成不溶性的硅酸二钙,在赤泥分离过程中予以分离。按上述烧结的生成物可知,1分子的氧化硅需要2分子的氧化钙相结合。但是矿石及拜耳赤泥中的氧化钛在烧结时,也与氧化钙相作用生成钛酸钙(),从而也要消耗一郎分氧化钙,所以石灰石(或石灰)的添加量应适当的增多。但是,氧化钙添加过多也会造成赤泥膨胀,使赤泥的沉降性能变坏,从而使铝酸钠溶液和赤泥的分离十分困难,生料浆的钙比大小由生产情况确定,必须保证获得钙比达到2.1左右的烧成熟料。
测定二氧化硅及氧化铝的另一目的是为了提高生产效率,因为过高过低的铝硅比的料浆会给烧结带来困难,所以料浆配料的铝硅比要在2.8左右。
测定生料中固定碳的目的是为了控制生料中煤的加入量。在熟料烧结的过程中,生料加煤4%左右(固定碳2%左右),是为了在窑内造成一氧化碳的还原气氛,有利于硫酸钠的还原,使有害的硫酸盐转化为二价硫化物从赤泥中排除。
生料浆的制备
炉料配方的选择应该以保证烧结过程的顺利进行,制得高质量的熟料,并且节约原料(碱和石灰石)和燃料为原则。要使烧结过程顺利进行,关键在于使炉料具有比较宽阔的烧结温度范围。
在确定炉料配方的时候,要综合考虑原料特点、烧结制度以及熟科溶出工艺等各方面的问题。例如矿石中的 含量、石灰石中的 含量、燃料中硫的含量以及窑灰循环量的大小都应该加以考虑。熟料作颗粒溶出时,它必须是气孔率较大的正烧结熟料,炉料应有更宽阔的烧结温度范围.而对于湿磨溶出的熟料则允许有适度的过烧结。
为了保证炉料中各组分在烧结时能生成预期的化合物,因此各组分间必须严格地保持一定的配合比例,即配料。烧结法生料浆的配料指标主要根据烧结反应来确定,即使各原料经烧结过程形成 和不溶于水的 以及 等。烧结法生产氧化铝配料主要包括碱比、钙比、铁铝比、铝硅比四项指标。
在生料掺煤的情况下,配方包括料浆中如下7项指标的确定:即铝硅比A/S,铁铝比F/A、碱比(又称钠铝铁比)N/(A+F)、钙比(又称钙硅比)C/S、水分含量、固定碳含量以及干生料的细度。铝硅比和铁铝比虽然是非常重要的指标,但是它们的数值已经由矿石品位所决定,只能在配矿时做小幅度的调节。水分、细度和固定碳含量三项指标比较易于确定。剩下碱比和钙比就成了配方中所应该确定的最重要的两项指标。
从理论上说N/(A+F)=1。C/S=2的饱和配方炉料最能保证 、 和 的生成,具有最好的烧结效果。
碱比大于1的配方称为高碱配方,即炉料中含有超出生成 和 所需要的碱。
碱比低于l的配方称为低碱配方或未饱和配方。 配量不足,使 和 不能全部转变成 和 。一部分 将与 结合成钙铝黄长石,一部分也将生成和系三元化合物,因而使,尤其是的溶出率降低。
钙比高于2的高钙配方炉料,多余的在熟料中游离存在,会在溶出时造成损失。而钙比低于2的炉料,由于不能完全分解,也造成和的损失。
由于炉料中铝硅比和铁铝比的不同,并且还有其他氧化物杂质存在.所以在生产条件下。烧结反应比在实验室的实验中复杂得多。饱和配方有时得不到溶出率最高的熟料,例如,我国长期的实践经验表明,质量较好的熟料是按以下配方得到的:
在这里表示了配方所允许的波动范围,它是根据原料配制的操作水平规定的。
生料浆调配
烧结法生料磨磨制出的生料浆成分波动较大,为了得到碱比、钙比、铝硅比等都符合生产要求的生料浆,必须进行生料浆调配工作。
氧化铝生产中生料浆调配多采用三次调配法(ABK调配法)配料。生料磨磨制出的生料浆进入A槽,在A槽进行第一次取样分析,测定生料浆的各项指标。根据分析结果挑选一批A槽矿浆使其混合后平均碱比和钙比合格,将这些A槽料浆混合后注人B槽。在B槽中进行第二次取样分析,根据二次分析结果,从B槽挑选出合乎要求的料浆混合后注入K槽。K槽中的矿浆作为合格矿浆,送入回转窑进行熟料烧结。
三次调配法调配周期长,调配槽数目多,近年由于生料浆调配控制水平及自动化水平的发展,三次调配法逐渐被两次调配法(AK调配法)配料取代。目前,氧化铝厂普遍研究开发生料浆自动调配系统。
参考资料
最新修订时间:2023-02-17 13:00
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