氧化铝水溶除杂装置的制作方法

1.本实用新型涉及氧化铝除杂技术领域，具体而言，涉及一种氧化铝水溶除杂装置。


背景技术：

2.现有技术中通常采用盐酸法从粉煤灰中提取氧化铝，粉煤灰中除含有氧化铝，还含有钾、钠、铁、钙和镁等杂质，在酸浸出氧化铝的同时，粉煤灰中的钾、钠、钙和镁等碱金属杂质也会进入料浆中，最终影响氧化铝品质。
3.现有工业化除杂装置采用树脂除铁、除钙，其他杂质采用淋洗结晶氯化铝去除。除铁树脂及系统较成熟、投资低，除钙树脂为专有技术，投资成本过高，钾钠等杂质采用盐酸淋洗，又会导致部分结晶氯化铝溶解，降低系统产能，即现有技术中的除杂装置不能在保证除杂成本的同时保证除杂效果。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种氧化铝水溶除杂装置，以解决现有技术中除杂装置除杂成本和除杂效果不可兼得的问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种氧化铝水溶除杂装置，包括：送料部，送料部内具有杂质和氧化铝的混合物；洗涤部，送料部和洗涤部连通，以将混合物输送至洗涤部内，洗涤部用于洗涤混合物内的杂质；换热部，换热部和洗涤部连通，以对洗涤部输出的流体换热；过滤部，过滤部和换热部连通，以将换热部输出的流体过滤为氧化铝滤饼；循环管路，循环管路的两端分别和过滤部、洗涤部连通，以将过滤部产生的滤液输送回洗涤部内。
6.进一步地，洗涤部包括依次连通第一洗涤沉降部、第二洗涤沉降部和第三洗涤沉降部，送料部和第一洗涤沉降部连通，第三洗涤沉降部和换热部连通，循环管路的两端分别和过滤部、第三洗涤沉降部连通。
7.进一步地，第一洗涤沉降部包括第一洗涤沉降槽和第一溢流管路，送料部和第一洗涤沉降槽的上端连通，第一洗涤沉降槽的下端和第二洗涤沉降部连通，第一溢流管路的一端和第一洗涤沉降槽的侧壁连通，以将第一洗涤沉降槽内过量的流体排出。
8.进一步地，第二洗涤沉降部包括第二洗涤沉降槽、第二溢流管路和第一静态混合器，第二洗涤沉降槽的上端和第一洗涤沉降槽的下端连通，第一静态混合器设置在第二洗涤沉降槽和第一洗涤沉降槽之间，第三洗涤沉降部和第一静态混合器连通，第二洗涤沉降槽的下端和第三洗涤沉降部连通，第二溢流管路的两端分别和第二洗涤沉降槽的侧壁、第一洗涤沉降槽的侧壁连通，以将第二洗涤沉降槽内过量的流体输送至第一洗涤沉降槽内。
9.进一步地，第三洗涤沉降部包括第三洗涤沉降槽、第三溢流管路和第二静态混合器，第三洗涤沉降槽的上端第二洗涤沉降槽的下端连通，第二静态混合器设置在第三洗涤沉降槽和第二洗涤沉降槽之间，循环管路的两端分别和过滤部、第二静态混合器连通，第三洗涤沉降槽的下端和换热部连通，第三溢流管路的两端分别和第三洗涤沉降槽的侧壁、第
一静态混合器连通，以将第三洗涤沉降槽内过量的流体通过第一静态混合器输送至第二洗涤沉降槽内。
10.进一步地，换热部包括供汽部、蒸汽管路、流体管路和保温套管，流体管路的两端分别和洗涤部、过滤部连通，蒸汽管路套设在流体管路的外周面上，供汽部和蒸汽管路靠近洗涤部的一端连通，以向蒸汽管路供给高温蒸汽，供汽部和蒸汽管路的另一端连通，以回收换热后的蒸汽，保温套管套设在流体管路的外周面上，保温套管和蒸汽管路靠近过滤部的一端抵接。
11.进一步地，过滤部包括相互连接的闪蒸部和过滤洗涤组件，闪蒸部和换热部连通，以对换热部输出的流体降温，过滤洗涤组件用于将降温后的流体过滤为氧化铝滤饼，过滤洗涤组件的底部具有第一排流口和第二排流口，以分别排出过滤后产生的带有大量杂质的母液和带有少量杂质的滤液，循环管路的两端分别和第二排流口、洗涤部连通，以将过滤后产生的滤液输送至洗涤部内。
12.进一步地，闪蒸部包括闪蒸罐、溶出后槽和气液分离器，过滤洗涤组件包括平盘过滤机，第一排流口和第二排流口均位于平盘过滤机的底部，闪蒸罐与换热部、溶出后槽均连通，闪蒸罐用于对换热部输出的流体降温，溶出后槽和平盘过滤机连通，以将降温后的流体输送至平盘过滤机，气液分离器的两端分别和闪蒸罐、溶出后槽连通。
13.进一步地，送料部包括斗式提升机、料仓和称重螺旋给料机，斗式提升机和料仓连通，以通过斗式提升机将混合物输送至料仓内，称重螺旋给料机分别和料仓、洗涤部连通，以控制料仓输送至洗涤部的混合物的量。
14.进一步地，氧化铝水溶除杂装置还包括废水处理部和冷凝水供给部，废水处理部与洗涤部、过滤部均连通，以分别回收洗涤部溢流的过量流体、过滤部过滤产生的废混有大量杂质的母液，冷凝水供给部和过滤部连通，以向过滤部提供过滤所需的冷凝水。
15.应用本实用新型的技术方案，提供了一种氧化铝水溶除杂装置，包括：送料部，送料部内具有杂质和氧化铝的混合物；洗涤部，送料部和洗涤部的连通，以将混合物输送至洗涤部内，洗涤部用于洗涤混合物内的杂质；换热部，换热部和洗涤部连通，以对洗涤部输出的流体换热；过滤部，过滤部和换热部连通，以将换热部输出的流体过滤为氧化铝滤饼；循环管路，循环管路的两端分别和过滤部、洗涤部连通，以将过滤部产生的滤液输送回洗涤部内。采用该方案，送料部将混合物输送至洗涤部内并通过洗涤部进行洗涤，通过洗涤部对送料部输送至洗涤部内的混合物进行洗涤，使得混合物内的杂质和氧化铝分离，实现对混合物的常压水溶，洗涤部输出的流体为氧化铝料浆，氧化铝料浆输送至换热部内并通过换热部进行加热，实现了对氧化铝料浆的加热加压水溶，进一步保证对氧化铝料浆中杂质去除的可靠性，从加热部输送出的氧化铝料浆最终通过过滤部实现对氧化铝的过滤，过滤后的氧化铝形成氧化铝滤饼，并从装置中送出。其中，洗涤部20通过内部的洗涤液对混合物进行洗涤，过滤部过滤后的滤液会通过循环管路输送回洗涤部内和洗涤液混合并作为新的洗涤液，实现了对流体的循环利用，降低水耗。这样设置，通过本方案提供的氧化铝水溶除杂装置，实现了对带有杂质和氧化铝的混合物的常压水溶和加压水溶，保证除杂的可靠性，且本方案提供的氧化铝水溶除杂装置结构和工艺流程简单，易于操作，在保证氧化铝除杂装置除杂效果的同时降低了氧化铝除杂装置的除杂成本。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1示出了本实用新型的实施例提供的氧化铝水溶除杂装置的结构示意图。
18.其中，上述附图包括以下附图标记：
19.10、送料部；11、斗式提升机；12、料仓；13、称重螺旋给料机；20、洗涤部；21、第一洗涤沉降部；211、第一洗涤沉降槽；212、第一溢流管路；22、第二洗涤沉降部；221、第二洗涤沉降槽；222、第二溢流管路；223、第一静态混合器；23、第三洗涤沉降部；231、第三洗涤沉降槽；232、第三溢流管路；233、第二静态混合器；30、换热部；31、供汽部；32、蒸汽管路；33、流体管路；34、保温套管；40、过滤部；41、闪蒸部；411、闪蒸罐；412、溶出后槽；413、气液分离器；42、过滤洗涤组件；421、平盘过滤机；50、废水处理部；60、冷凝水供给部；70、循环管路。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种氧化铝水溶除杂装置，包括：送料部10，送料部10内具有杂质和氧化铝的混合物；洗涤部20，送料部10和洗涤部20连通，以将混合物输送至洗涤部20内，洗涤部用于洗涤混合物内的杂质；换热部30，换热部30和洗涤部20连通，以对洗涤部20输出的流体换热；过滤部40，过滤部40和换热部30连通，以将换热部30输出的流体过滤为氧化铝滤饼；循环管路70，循环管路70的两端分别和过滤部40、洗涤部20连通，以将过滤部40产生的滤液输送回洗涤部20内。
22.在本实施例中，送料部10将混合物输送至洗涤部20内并通过洗涤部20进行洗涤，通过洗涤部对送料部10输送至洗涤部20内的混合物进行洗涤，使得混合物内的杂质和氧化铝分离，实现对混合物的常压水溶，洗涤部20输出的流体为氧化铝料浆，氧化铝料浆输送至换热部30内并通过换热部30进行加热，实现了对氧化铝料浆的加热加压水溶，进一步保证对氧化铝料浆中杂质去除的可靠性，从加热部输送出的氧化铝料浆最终通过过滤部40实现对氧化铝的过滤，过滤后的氧化铝形成氧化铝滤饼，并从装置中送出。其中，洗涤部20通过内部的洗涤液对混合物进行洗涤，过滤部40过滤后的滤液会通过循环管路70输送回洗涤部20内和洗涤液混合并作为新的洗涤液，实现了对流体的循环利用，降低水耗。这样设置，通过本方案提供的氧化铝水溶除杂装置，实现了对带有杂质和氧化铝的混合物的常压水溶和加压水溶，保证除杂的可靠性，且本方案提供的氧化铝水溶除杂装置结构和工艺流程简单，易于操作，在保证氧化铝除杂装置除杂效果的同时降低了氧化铝除杂装置的除杂成本。
23.其中，利用洗涤水和氧化铝自带的温度和反应热，洗涤部20内的温度可达80～95℃。进一步地，含有氧化铝的混合物经过常压和高压两步水溶和过滤后，混合物中的钾、钠、钙、镁等杂质离子进入液相，实现杂质与氧化铝的分离除杂。洗涤部20中的洗涤液对混合物
进行洗涤，混合物内的部分杂质和混合物分离并使得洗涤部20内的洗涤液分层，杂质溶于液相并浮于洗涤液的上层区域，混合物沉于洗涤液的下层区域，实现杂质和洗涤后的混合物的分层。
24.具体地，洗涤部20包括依次连通第一洗涤沉降部21、第二洗涤沉降部22和第三洗涤沉降部23，送料部10和第一洗涤沉降部21连通，第三洗涤沉降部23和换热部30连通，循环管路70的两端分别和过滤部40、第三洗涤沉降部23连通。这样设置，通过第一洗涤沉降部21、第二洗涤沉降部22和第三洗涤沉降部23对混合物的进行三次洗涤，实现了对混合物的常压水溶，提高了对杂质的沉降效果，提高了对氧化铝流体的除杂效果。具体地，洗涤方式分为顺流洗涤和逆流洗涤，本方案优先选用逆流洗涤的洗涤方式。
25.如题1所示，第一洗涤沉降部21包括第一洗涤沉降槽211和第一溢流管路212，送料部10和第一洗涤沉降槽211的上端连通，第一洗涤沉降槽211的下端和第二洗涤沉降部22连通，第一溢流管路212的一端和第一洗涤沉降槽211的侧壁连通，以将第一洗涤沉降槽211内过量的流体排出。
26.在本实施例中，混合物从第一洗涤沉降槽211的第一上端入口进入，通过第一洗涤沉降槽211实现对混合物的一次洗涤，并将一次洗涤后的流体从第一洗涤沉降槽211的第一底端出口排出至第二洗涤沉降部22进行二次洗涤，实现第一洗涤沉降槽211对混合物的一次常压水溶，保证除杂的可靠性。具体地，第一溢流管路212和第一洗涤沉降槽211侧壁上的第一出液口连通，第一出液口位于第一上端入口和第一底端出口之间，以将第一洗涤沉降槽211内的过量流体排出。
27.进一步地，第一洗涤沉降部21还包括第一溢流泵和第一底流泵，第一底流泵设置在第一底端出口和第二洗涤沉降部22之间，以将第一洗涤沉降槽211内洗涤后的混合物流体输送至第二洗涤沉降部22内进行二次洗涤，第一溢流泵设置在第一溢流管路212上，以将第一洗涤沉降槽211内的过量流体快速排出，保证第一洗涤沉降部21的可靠性。其中，第二洗涤沉降部22和第一洗涤沉降槽211的第一上端入口连通。其中，第一洗涤沉降槽211输出的混合物流体的固体含量约为400～500g/l。
28.具体地，第二洗涤沉降部22包括第二洗涤沉降槽221、第二溢流管路222和第一静态混合器223，第二洗涤沉降槽221的上端和第一洗涤沉降槽211的下端连通，第一静态混合器223设置在第二洗涤沉降槽221和第一洗涤沉降槽211之间，第三洗涤沉降部23和第一静态混合器223连通，第二洗涤沉降槽221的下端和第三洗涤沉降部23连通，第二溢流管路222的两端分别和第二洗涤沉降槽221的侧壁、第一洗涤沉降槽211的侧壁连通，以将第二洗涤沉降槽221内过量的流体输送至第一洗涤沉降槽211内。
29.在本实施例中，第一洗涤沉降槽211第一底端出口输出的混合物流体流经第一静态混合器223并从第二洗涤沉降槽221的第二上端入口进入，通过第二洗涤沉降槽221实现对混合物流体的二次洗涤，并将二次洗涤后的流体从第二洗涤沉降槽221的第二底端出口排出至第三洗涤沉降部23进行三次洗涤，实现第二洗涤沉降槽221对混合物的二次常压水溶，保证除杂的可靠性。具体地，第一底流泵设置在第一底端出口和第二上端入口之间，第二溢流管路222的两端分别和第二洗涤沉降槽221侧壁上的第二出液口、第一洗涤沉降槽211的第一上端入口连通，第二出液口位于第二上端入口和第二底端出口之间，以将第二洗涤沉降槽221内的过量流体排出至第一洗涤沉降槽211内，该部分过量流体作为新的洗涤
液，实现对过量流体的回收利用。
30.进一步地，第二洗涤沉降部22还包括第二溢流泵和第二底流泵，第二底流泵设置在第二底端出口和第三洗涤沉降部23之间，以将第二洗涤沉降槽221内洗涤后的混合物流体输送至第三洗涤沉降部23内进行三次洗涤，第二溢流泵设置在第二溢流管路222上，以将第二洗涤沉降槽221内的过量流体快速输送至第一洗涤沉降槽211内，保证第二洗涤沉降部22的可靠性的同时，实现了对过量流体的回收利用。其中，第三洗涤沉降部23和第一静态混合器223连通。其中，第二洗涤沉降槽221输出的混合物流体的固体含量约为400～500g/l。
31.如图1所示，第三洗涤沉降部23包括第三洗涤沉降槽231、第三溢流管路232和第二静态混合器233，第三洗涤沉降槽231的上端第二洗涤沉降槽221的下端连通，第二静态混合器233设置在第三洗涤沉降槽231和第二洗涤沉降槽221之间，循环管路70的两端分别和过滤部40、第二静态混合器233连通，第三洗涤沉降槽231的下端和换热部30连通，第三溢流管路232的两端分别和第三洗涤沉降槽231的侧壁、第一静态混合器223连通，以将第三洗涤沉降槽231内过量的流体通过第一静态混合器223输送至第二洗涤沉降槽221内。
32.在本实施例中，第二洗涤沉降槽221第二底端出口输出的混合物流体流经第二静态混合器233并从第三洗涤沉降槽231的第三上端入口进入，通过第二洗涤沉降槽221实现对混合物流体的三次洗涤，并将三次洗涤后的流体从第三洗涤沉降槽231的第三底端出口排出至换热部30进行加压水溶，实现了第三洗涤沉降槽231对混合物的三次常压水溶，保证除杂的可靠性。具体地，第二底流泵设置在第二底端出口和第三上端入口之间，第三溢流管路232的两端分别和第三洗涤沉降槽231侧壁上的第三出液口、第一静态混合器223连通，第三出液口位于第三上端入口和第三底端出口之间，以将第三洗涤沉降槽231内的过量流体排出至第一静态混合器223内，该部分过量流体和第一洗涤沉降槽211输送至第一静态混合器223内的混合物流体汇流并共同流入第二洗涤沉降槽221内，该部分过量流体作为新的洗涤液，实现对过量流体的回收利用。
33.进一步地，第三洗涤沉降部23还包括第三溢流泵和第三底流泵，第三底流泵设置在第三底端出口和换热部30之间，以将第三洗涤沉降槽231内洗涤后的氧化铝料浆输送至换热部30内进行加压水溶，第三溢流泵设置在第三溢流管路232上，以将第三洗涤沉降槽231内的过量流体快速输送至第二洗涤沉降槽221内，保证第三洗涤沉降部23的可靠性的同时，实现了对过量流体的回收利用。其中，过滤部40通过循环管路70和第二静态混合器233连通，以将过滤部40内的滤液输送至第二静态混合器233内，该部分滤液和第二洗涤沉降槽221输送至第二静态混合器233内的混合物流体汇流，并共同流入第三洗涤沉降槽231内，该部分滤液作为新的洗涤液，实现了对滤液的回收利用。其中，第三洗涤沉降槽231输出的氧化铝料浆的固体含量约为300g/l左右。
34.具体地，换热部30包括供汽部31、蒸汽管路32、流体管路33和保温套管34，流体管路33的两端分别和洗涤部20、过滤部40连通，蒸汽管路32套设在流体管路33的外周面上，供汽部31和蒸汽管路32靠近洗涤部20的一端连通，以向蒸汽管路32供给高温蒸汽，供汽部31和蒸汽管路32的另一端连通，以回收换热后的蒸汽，保温套管34套设在流体管路33的外周面上，保温套管34和蒸汽管路32靠近过滤部40的一端抵接。
35.在本实施例中，第三洗涤沉降槽231输出的氧化铝料浆输送至流体管路33内，同时，供汽部31向蒸汽管路32内输送高温蒸汽，蒸汽管路32和与其接触的流体管路33换热实
现对流体管路33内的氧化铝料浆的加温加压，实现对氧化铝料浆的加压水溶除杂，进一步去除氧化铝料浆内除氧化铝之外的杂质，保证除杂的可靠性，换热后的低温蒸汽流回供汽部31。具体地，通过保温套管34实现对流体管路33内氧化铝料浆的保温，避免氧化铝料浆流至与蒸汽管路32分离的位置时温度快速下降导致除杂不彻底的情况，保证除杂的可靠性。其中，高温蒸汽的温度为160℃左右，加热后的氧化铝料浆温度为120～140℃。
36.进一步地，过滤部40包括相互连接的闪蒸部41和过滤洗涤组件42，闪蒸部41和换热部30连通，以对换热部30输出的流体降温，过滤洗涤组件42用于将降温后的流体过滤为氧化铝滤饼，过滤洗涤组件42的底部具有第一排流口和第二排流口，以分别排出过滤后产生的带有大量杂质的母液和带有少量杂质的滤液，循环管路70的两端分别和第二排流口、洗涤部20连通，以将过滤后产生的滤液输送至洗涤部20内。这样设置，通过闪蒸部41实现对氧化铝料浆的降温，避免高温料浆直接输送至过滤洗涤组件42并损坏过滤洗涤组件42，保证过滤洗涤组件42的结构的可靠性。
37.可选地，过滤洗涤组件42还包括真空泵、分离器、若干真空受液槽和滤液泵等。
38.具体地，闪蒸部41包括闪蒸罐411、溶出后槽412和气液分离器413，过滤洗涤组件42包括平盘过滤机421，第一排流口和第二排流口均位于平盘过滤机421的底部，闪蒸罐411与换热部30、溶出后槽412均连通，闪蒸罐411用于对换热部30输出的流体降温，溶出后槽412和平盘过滤机421连通，以将降温后的流体输送至平盘过滤机421，气液分离器413的两端分别和闪蒸罐411、溶出后槽412连通。
39.在本实施例中，通过闪蒸罐411实现对高温流体的降温，并将降温后的流体输送至溶出后槽内对其中的杂质进行沉降，实现对氧化铝料浆的加压沉降，沉降后输出的流体输送至平盘过滤机421上进行过滤，并最终的到氧化铝滤饼，完成对氧化铝的除杂。这样设置，通过对常压水溶后的氧化铝料浆再次进行加压水溶，进一步实现了对杂质的沉降，提高了除杂效果。具体地，气液分离器413用于收集闪蒸罐411内的气态流体并对该气态流体进行气液分离，分离后的流体部分输送至溶出后槽412进行沉降，分离后的气体从气液分离器的上端排气口排出。进一步地，平盘过滤机421过滤产生的滤液通过循环管路70输送至第二静态混合器233并和第二洗涤沉降槽221输送至第三洗涤沉降槽231的氧化铝料浆在第二静态混合器233内合流，共同输送至第三洗涤沉降槽231内，滤液作为新的洗涤液加入，实现对滤液的回收利用。
40.可选地，溶出后槽412内具有搅拌装置，通过搅拌装置使得溶出后槽412内的沉降物上浮，保证底端输出的流体的清洁程度。
41.在本实施例中，送料部10包括斗式提升机11、料仓12和称重螺旋给料机13，斗式提升机11和料仓12连通，以通过斗式提升机11将混合物输送至料仓12内，称重螺旋给料机13分别和料仓12、洗涤部20连通，以控制料仓12输送至洗涤部20的混合物的量。斗式提升机11的下端具有放料台，工作人员将混合物放置在放料台上，通过斗式提升机11将混合物提升至料仓12上方并卸料，上料方便。通过称重螺旋给料机13实现对料仓12送入洗涤部20内的混合物量的控制，操作方便。
42.如图1所示，氧化铝水溶除杂装置还包括废水处理部50和冷凝水供给部60，废水处理部50与洗涤部20、过滤部40均连通，以分别回收洗涤部20溢流的过量流体、过滤部40过滤产生的混有大量杂质的母液，冷凝水供给部60和过滤部40连通，以向过滤部40提供过滤所
需的冷凝水。这样设置，通过废水处理部50实现废水的回收处理，避免废水直接排放导致环境污染的情况。通过冷凝水供给部60实现对过滤部40中过滤洗涤组件42的供水，保证过滤洗涤组件42过滤的可靠性。具体地，第一溢流管路212和废水处理部50连通，平盘过滤机421的第一排流口和废水处理部50连通，以将第一洗涤沉降槽211内的过量洗涤水和平盘过滤机421过滤产生的母液输送至废水处理部50。
43.可选地，冷凝水的来源可以为盐酸法从粉煤灰中提取氧化铝蒸发结晶工序所排出的冷凝水。
44.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。