本發(fā)明屬于氧化鋁生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種高濃度種分母液的蒸發(fā)方法。

背景技術(shù)：
種分母液(晶種分解的母液)蒸發(fā)是氧化鋁生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，既決定著氧化鋁的能耗，還對(duì)系統(tǒng)的循環(huán)效率影響很大，近年來隨著管式降膜蒸發(fā)器在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用，蒸發(fā)工序的能耗得到了大幅降低，老式的列管式蒸發(fā)器已基本淘汰，但是由于氧化鋁種分母液中存在著各種鹽類(主要以碳酸鈉為主)，隨著種分母液濃度的蒸高，這些鹽的析出非常明顯，造成管式降膜蒸發(fā)器堵管現(xiàn)象嚴(yán)重，最終導(dǎo)致運(yùn)行故障，因此這種蒸發(fā)技術(shù)限制濃度的進(jìn)一步提高。雖然近年來，開發(fā)出了強(qiáng)制循環(huán)以提高濃度進(jìn)行排鹽，但是由于強(qiáng)制循環(huán)存在汽耗高、電耗高、造價(jià)高的缺陷，同時(shí)強(qiáng)制循環(huán)泵故障較多的問題，已成為氧化鋁蒸發(fā)的一大難題，有些企業(yè)為了減少強(qiáng)制效的運(yùn)行時(shí)間，不惜降低蒸發(fā)濃度指標(biāo)，或者采取其他降低鹽濃度的辦法，最終都是以影響技術(shù)指標(biāo)為代價(jià)。另一方面，提高蒸發(fā)后種分母液濃度對(duì)氧化鋁生產(chǎn)的關(guān)鍵指標(biāo)循環(huán)效率意義重大，同時(shí)，蒸發(fā)的排鹽效果對(duì)氧化鋁后續(xù)的核心工序的運(yùn)行也起到?jīng)Q定作用，因此，高濃度蒸發(fā)對(duì)氧化鋁生產(chǎn)來講，無論是穩(wěn)定生產(chǎn)還是優(yōu)化指標(biāo)都有巨大的好處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的是提出一種種分母液的高濃度蒸發(fā)排鹽方法，通過采用兩步蒸發(fā)、負(fù)壓蒸水、混合排鹽技術(shù)，解決了氧化鋁生產(chǎn)過程中種分母液高濃度蒸發(fā)問題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種種分母液的高濃度蒸發(fā)排鹽方法，包括步驟：(1)第一步蒸發(fā)：將種分原液用降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)至Nk為250～280g/L，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，得到濃度以Nk計(jì)為270～300g/L的堿液，(2)排鹽：將步驟(2)換熱后得到Nk270～300g/L的堿液與濃度以Nk計(jì)為500～600g/L的堿液進(jìn)行調(diào)配攪拌以排鹽，調(diào)配后的混合堿液濃度以Nk計(jì)為380～400g/L，攪拌時(shí)間10～15分鐘；(3)過濾：將排鹽后的排鹽溶液用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，所述壓濾機(jī)為板框壓濾機(jī)；(4)第二步蒸發(fā)：將步驟(3)得到濾液采用降膜蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，濃度提高到Nk500～600g/L，出料溫度為101～121℃。其中，所述種分原液中氧化鋁含量40～80g/L，Nk含量100～150g/L(以Na2O計(jì)的濃度)，苛性化值αk為3～5。進(jìn)一步地，種分原液中碳?jí)A濃度Nc可以是5～20g/L，全堿濃度Nt可以是100～200g/L，硫酸鈉濃度Ns可以是4～8g/L。優(yōu)選地，步驟(1)閃蒸的真空度為0.06～0.1Mpa。其中，在步驟(1)至(4)完成至少一次后，步驟(1)之后進(jìn)行板式換熱步驟：將步驟(1)得到的Nk為270～300g/L的堿液與步驟(4)得到的堿液進(jìn)行板式換熱，Nk為270～300g/L的堿液換熱后溫度為100～120℃，進(jìn)入步驟(2)；步驟(4)得到的堿液經(jīng)板式換熱后溫度降到85℃以下，作為成品種分母液排出。本工藝首次起動(dòng)時(shí)，板式換熱步驟短路操作。更優(yōu)選地，所述步驟(2)中，調(diào)配的混合液中加入種子，所述種子為排鹽步驟排出的鹽，種子量8～15g/L。種子為排鹽步驟中排出的鹽，其成分主要是有結(jié)晶水的碳酸鈉。加入種子是為了改善析出的晶體形狀，獲得粗大的晶體，有利于過濾。其中，所述步驟(2)中，調(diào)配后的混合堿液濃度以Nk計(jì)為350～450g/L。所述步驟(2)中，在生產(chǎn)初期，濃度以Nk計(jì)為500～600g/L的堿液是用質(zhì)量濃度50％的液堿(氫氧化鈉溶液)配制；在步驟(1)至(4)完成至少一次后，所述濃度以Nk計(jì)為500～600g/L的堿液是步驟(4)第二步蒸發(fā)得到的堿液。其中，步驟(4)中閃蒸的真空度為0.06～0.1Mpa。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于：(1)本發(fā)明在氧化鋁傳統(tǒng)蒸發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出兩步蒸發(fā)工藝，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行及投資的最合理化，第一步蒸發(fā)采用汽耗低、投資少的常規(guī)材料的蒸發(fā)器，蒸發(fā)80％以上的水量，第二步蒸發(fā)采用投資較高、汽耗高的耐堿鎳材蒸發(fā)器蒸發(fā)剩余的水量。本發(fā)明提出的方法，在蒸發(fā)過程中有三個(gè)特點(diǎn)：一是不受碳?jí)A濃度影響，二是取消了運(yùn)行能耗較高、故障較高的強(qiáng)制循環(huán)環(huán)節(jié)，三是全部采用汽耗較低的降膜蒸發(fā)器。(2)利用高濃度堿液的沸點(diǎn)升高的特性，采用負(fù)壓蒸水技術(shù)，既節(jié)約了蒸汽，又保證了閃蒸后堿液的溫度。(3)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了排鹽技術(shù)的突破，通過調(diào)配法排鹽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了排鹽效果達(dá)到90％以上，排鹽非常徹底，解決了傳統(tǒng)種分母液蒸發(fā)因排鹽困難制約蒸發(fā)濃度的問題。(4)本發(fā)明通過解決排鹽問題，實(shí)現(xiàn)了用降膜蒸發(fā)器取代能耗高、操作困難、故障頻繁的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，保證了蒸發(fā)濃度的大幅提高，穩(wěn)定了蒸發(fā)工序的生產(chǎn)。附圖說明圖1為本發(fā)明種分母液的高濃度蒸發(fā)排鹽的流程圖。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中，如無特殊說明，所用方法和設(shè)備均為本領(lǐng)域常規(guī)的設(shè)備和方法。實(shí)施例1：本實(shí)施例處理的種分原液成分如表1。表1：實(shí)施例1種分蒸發(fā)原液成分成分AL2O3NkNcNtSiO2Nc/NtNsak含量(g/L)43.54108.8110.72119.530.228.97％4.294.1圖1示出了種分母液的高濃度蒸發(fā)排鹽的流程圖。首先將成分如表1的種分蒸發(fā)原液進(jìn)行一步蒸發(fā)，將種分原液用常規(guī)六效管式降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)至Nk260g/L(以Na2O計(jì)的濃度)，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，閃蒸罐的真空度為0.08MPa，濃度提高到Nk280g/L，此時(shí)的一步蒸發(fā)母液濃度接近于鹽的析出濃度，出料溫度為83℃。將閃蒸得到的一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到高濃度堿液的一部分在板式換熱器中進(jìn)行逆流換熱，將一步蒸發(fā)母液溫度提高到100℃以上，將二步蒸發(fā)母液溫度降到85℃以下，成為本技術(shù)的產(chǎn)品，即成品種分母液。將板式交換完的一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到的高濃度堿液按比例進(jìn)行混合排鹽，控制一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到的高濃度堿液混合后的堿液濃度Nk380g/L，攪拌時(shí)間為15分鐘，加種子量為10g/L(沒有用于混合的二步蒸發(fā)高濃度堿液則進(jìn)入板式換熱器)。將排鹽完成得到的排鹽溶液用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾。采用板框壓濾機(jī)，過濾介質(zhì)為濾布，采用常規(guī)壓濾操作，壓濾得到的固相鹽濾餅的附液量為32％，濾液中Nc(碳?jí)A含量)為0.95g/L。排鹽效果達(dá)到了92％。將壓濾得到濾液采用鎳材三效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，閃蒸罐的真空度控制為0.08MPa，出料濃度為Nk550g/L，然后將其分為兩部分，一部分與一步蒸發(fā)母液進(jìn)行換熱降溫，另一部分與一步蒸發(fā)母液進(jìn)行混合排鹽。實(shí)施例2表2：實(shí)施例2種分蒸發(fā)原液成分成分AL2O3NkNcNtSiO2Nc/NtNsak含量(g/L)57.02122.677.2129.870.325.54％5.213.54首先將成分如表2的種分蒸發(fā)原液進(jìn)行一步蒸發(fā)，將種分原液用常規(guī)六效管式降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)至Nk280g/L，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，真空度控制在0.08MPa，濃度提高到Nk300g/L，此時(shí)的種分母液濃度接近于鹽的析出濃度，出料溫度為86℃。將閃蒸得到的一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到高濃度堿液的一部分進(jìn)行板式逆流換熱，將一步蒸發(fā)母液溫度提高到100℃以上，將二步蒸發(fā)母液溫度降到88℃，成為本技術(shù)的產(chǎn)品，即成品種分母液。將板式交換完的一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到的高濃度堿液按比例進(jìn)行混合排鹽，兩種溶液混合后的堿液濃度Nk為400g/L，攪拌時(shí)間為10分鐘，加種子量為10g/L。將排鹽完成得到的排鹽溶液用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，濾餅附液量為32％，濾液的Nc為0.90g/L。將壓濾得到濾液采用鎳材三效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，真空度控制在0.08MPa，出料濃度控制到Nk500g/L，然后將其分為兩部分，一部分與一步蒸發(fā)母液進(jìn)行換熱降溫，另一部分與一步蒸發(fā)母液進(jìn)行混合排鹽。實(shí)施例3表3：實(shí)施例3種分蒸發(fā)原液成分成分AL2O3NkNcNtSiO2Nc/NtNsak含量(g/L)61.62130.2111.26128.810.318.74％5.023.60首先將成分如表3的種分蒸發(fā)原液進(jìn)行一步蒸發(fā)，將種分原液用常規(guī)六效管式降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)至Nk250g/L，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，真空度控制在0.08MPa，濃度提高到Nk290g/L，此時(shí)的種分母液濃度接近于鹽的析出濃度，出料溫度為86℃。將閃蒸得到的一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到高濃度堿液的一部分進(jìn)行板式逆流換熱，將一步蒸發(fā)母液溫度提高到100℃以上，將二步蒸發(fā)母液溫度降到88℃，成為本技術(shù)的產(chǎn)品，即成品種分母液。將板式交換完的一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到的高濃度堿液按比例進(jìn)行混合排鹽，兩種溶液混合后的堿液濃度Nk為350g/L，攪拌時(shí)間為10分鐘，加種子量為10g/L。將排鹽完成得到的排鹽溶液用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，濾餅附液量為32％，濾液的Nc為0.90g/L。將壓濾得到濾液采用鎳材三效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，真空度控制在0.08MPa，出料濃度控制到Nk500g/L，然后將其分為兩部分，一部分與一步蒸發(fā)母液進(jìn)行換熱降溫，另一部分與一步蒸發(fā)母液進(jìn)行混合排鹽。實(shí)施例4表4：實(shí)施例4種分蒸發(fā)原液成分成分AL2O3NkNcNtSiO2Nc/NtNsak含量(g/L)72.08140.2116.20156.410.3210.36％6.113.20首先將成分如表4的種分蒸發(fā)原液進(jìn)行一步蒸發(fā)，將種分原液用常規(guī)六效管式降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)至Nk250g/L，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，真空度控制在0.08MPa，濃度提高到Nk270g/L，此時(shí)的種分母液濃度接近于鹽的析出濃度，出料溫度為82℃。將閃蒸得到的一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到高濃度堿液的一部分進(jìn)行板式逆流換熱，將一步蒸發(fā)母液溫度提高到100℃以上，將二步蒸發(fā)母液溫度降到85℃以下，成為本技術(shù)的產(chǎn)品，即蒸發(fā)后母液。將板式交換完的一步蒸發(fā)母液與二步蒸發(fā)得到的高濃度堿液按比例進(jìn)行混合排鹽，混合排鹽控制條件為：混合后的堿液濃度Nk390g/L，攪拌時(shí)間為10分鐘，加種子量為10g/L。將排鹽完成得到的排鹽溶液用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，濾餅附液量可控制在32％，濾液Nc小于1g/L。將壓濾得到濾液采用鎳材三效降膜蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，然后再用負(fù)壓進(jìn)行閃蒸，真空度控制在0.08MPa，出料濃度控制到Nk600g/L，然后將其分為兩部分，一部分與一步蒸發(fā)母液進(jìn)行換熱降溫，另一部分與一步蒸發(fā)母液進(jìn)行混合排鹽。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)的替代，以及特征的等效變化或修飾，或者特征間的相互不同組合，都能實(shí)現(xiàn)本專利描述的功能和效果，不再一一舉例說明，均屬本專利保護(hù)范圍。