本发明涉及
氧化铝生产技术领域，具体涉及一种提高成品矿浆细度的方法以及单锥角旋流器。
背景技术：
拜耳法1887年由奥地利工程师卡尔·约瑟夫·拜耳发明，其基本原理是用氢氧内化钠溶液将
氢氧化铝转化为铝酸钠，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出，剩余的氢氧化钠溶液重新用于处理下一批
铝土矿，实现了连续化生产。
目前采取拜耳法生产氧化铝已有100多年的历史，100多年来随着科学的发展、新技术的应用，成为世界上生产氧化铝的主要方法之一。拜耳法用在处理三水铝石型铝土矿时有溶出温度低(145℃左右)、流程简单、作业方便、能量消耗低、产品质量好等优点。
随着国内氧化铝产能的不断释放和国家环保政策的陆续出台，我国内陆一水铝石型矿石的供需平衡发生了重大变化。河南、山西铝土矿供应紧张，铝土矿价格暴涨，我国内陆氧化铝厂纷纷开始使用进口矿(三水铝石)作为原料补充成为当前氧化铝行业发展趋势。三水铝石型矿石虽然在低温条件下就能与碱液发生反应、反应时间短，但是三水铝石型矿石中有机物含量高，在氧化铝生产过程中易引起沉降槽跑浑、液固分离条件变差，造成絮凝剂消耗升高，进而给整个氧化铝生产带来很大破坏。
图3中所示的为现有氧化铝生产设备中的(三锥角)旋流器结构示意图，旋流器的直筒下端设置了锥角均为20度的大锥、中锥和小锥，旋流器的溢流管直径为dn350mm，旋流器的底流咀直径为dn90mm在氧化铝的生产过程中发现从旋流器的溢流管内流出的矿浆细度较小，导致矿浆的沉降速度比较慢而且絮凝剂的消耗量也较大，使用三水铝型矿石生产氧化铝的成本比较高。
技术实现要素：
本发明为解决现有技术的不足，提供了一种提高成品矿浆细度的方法以及单锥角旋流器，其能够提高矿浆的沉降速度，降低絮凝剂的消耗量，降低使用三水铝型矿石生产氧化铝的成本。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种提高成品矿浆细度的方法，包括以下步骤，
步骤一，对现有氧化铝生产设备中的旋流器进行改造，制成单锥角旋流器，改造过程包括，
1)取下旋流器下端的大锥、中锥和小锥并更换上一个单锥角锥体；所述单锥角锥体内部圆锥面的锥角为45度；
2)更换旋流器的溢流管，使旋流器的溢流管管径增大，以此来增加旋流器溢流矿浆量；
3)更换旋流器的底流咀，使旋流器的底流咀管径减小，以此来减少旋流器底流矿浆量；
步骤二，将矿石和碱液一起加入球磨机，对矿石进行磨制并制得原浆料；
步骤三，将球磨机内制得的原浆料进行分流，其中一部分原浆料通入矿浆槽，另一部分原浆料与经矿浆槽处理的原浆料混合，未经矿浆槽处理的原浆料与经矿浆槽处理的原浆料混合后制得备用浆料；
步骤四，将制得的备用浆料泵入经步骤一改造的单锥角旋流器，此时单锥角旋流器溢流管内流出的矿浆为成品矿浆，单锥角旋流器底流咀流出的浆料通过底流泵泵入球磨机进行重新磨制。
进一步的，所述单锥角旋流器溢流管的直径为dn400mm,所述单锥角旋流器底流咀的直径为dn85mm。
进一步的，所述步骤三中，未经矿浆槽处理的原浆料与经矿浆槽处理后的原浆料的比例为1:1。
本发明还提供了一种单锥角旋流器，包括进料体、直筒和单锥角锥体，所述进料体的顶部设置溢流管，所述进料体的侧面设置有进料管，所述进料体的下端与直筒上端连接，所述直筒的下端与锥体的上端连接，所述锥体的下端设置有底流咀；所述单锥角锥体内部圆锥面的锥角为45度；所述溢流管的直径为dn400mm；所述底流咀的直径为dn85mm
本发明所制得的成品矿浆与改造之前制得的成品矿浆相比，在使用同样絮凝剂添加量的情况下，有本发明制得的成品矿浆的沉速可提升10～20％；在本发明所制得的成品矿浆与改造之前制得的成品矿浆具有相同沉降速度的情况下，本发明所制得的成品矿浆消耗的絮凝剂量降低10～20％；在沉降通过的前提下本发明制得的成品矿浆中浮游物为0.3～0.4g/l，同比之前降低了0.1～0.2g/l。本发明还能使低温净溶出率由80.5％提高到81.5％以上。总之，本发明能够进一步降低使用三水铝型矿石生产氧化铝的制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中提高成品矿浆细度的方法的原理示意图；
图2是本发明中单锥角旋流器的结构图；
图3是现有技术中旋流器的结构示意图。
附图标记说明如下：
图中：1、矿石；2、碱液；3、球磨机；4、矿浆槽；5、单锥角旋流器；6、进料管；7、溢流管；8、进料体；9、直筒；10、单锥角锥体；11、底流咀；12、大锥；13、中锥；14、小锥。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1和图2所示，本发明提供了一种提高成品矿浆细度的方法，包括以下步骤：
步骤一，对现有氧化铝生产设备中的旋流器进行改造，制成单锥角旋流器5，改造过程包括，
1)取下旋流器下端的大锥12、中锥13和小锥14并更换上一个单锥角锥体10；所述单锥角锥体10内部圆锥面的锥角为45度；由此改变粗粒与细料在旋流器内部的分离效果，增大溢流矿浆中的粗粒量；
2)更换旋流器的溢流管7，使旋流器的溢流管7管径增大，以此来增加旋流器溢流矿浆量，提高溢流矿浆中粗粒含量；
3)更换旋流器的底流咀11，使旋流器的底流咀11管径减小，以此来减少旋流器底流矿浆量，增大溢流矿浆量。
步骤二，将矿石1和碱液2一起加入球磨机3，对矿石1进行磨制并制得原浆料。步骤三，将球磨机3内制得的原浆料进行分流，其中一部分原浆料通入矿浆槽4，另一部分原浆料与经矿浆槽4处理的原浆料混合，未经矿浆槽4处理的原浆料与经矿浆槽4处理的原浆料混合后制得备用浆料；未经矿浆槽4处理的原浆料与经矿浆槽4处理后的原浆料的比例为1:1。通过步骤三可以提高步骤四中单锥体旋流器的进料浓度，从而增加溢流矿浆粗颗粒量。
步骤四，将制得的备用浆料泵入经步骤一改造的单锥角旋流器5，此时旋流器溢流管7内流出的矿浆为成品矿浆，旋流器底流咀11流出的浆料通过底流泵泵入球磨机3进行重新磨制。最终实现旋流器溢流成品矿浆固含270-290g/l，成品矿浆+60#细度(250微米粗颗粒)10％以上。
本发明中，所述单锥角旋流器5溢流管7的直径为dn400mm,所述单锥角旋流器5底流咀11的直径为dn85mm。
本发明还提供了一种用于提高成品矿浆细度的单锥角旋流器5，包括进料体8、直筒9和单锥角锥体10，所述进料体8的顶部设置溢流管7，所述进料体8的侧面设置有进料管6，所述进料体8的下端与直筒9上端连接，所述直筒9的下端与锥体的上端连接，所述锥体的下端设置有底流咀11；所述单锥角锥体10内部圆锥面的锥角为45度；所述溢流管7的直径为dn400mm；所述底流咀11的直径为dn85mm。
为验证通过本发明所提供的提高成品矿浆细度的方法来降低使用三水铝型矿石生产氧化铝制造成本的可行性，在2020年1月2日至2020年2月1日进行了为期30天的试验，试验数据统计如下：
具体试验内容和试验数据分析结果如下：
1)在试验的首日(即2020年1月2日)将现有的fx660×2旋流器大锥12、中锥13、小锥14三个20°锥体改为一个45°锥体。
2)1月2日至1月8日，单锥角旋流器5采用直径的350mm溢流管，直径90mm的底流咀，溢流矿浆60#细度只有6～7％。
3)1月9日，单锥角旋流器5遂采用直径400mm溢流管7，底流咀1180mm，溢流矿浆60#细度达到8～9％，但旋流器出现底流咀11堵塞现象。
4)1月9日至2月1日，单锥角旋流器5遂采用直径400mm溢流管7，底流咀1185mm，旋流器底流咀11堵塞现象得以解决，同时矿浆固含稳定在280±10g/l，成品矿浆+60#细度达到10～11％。
本发明所制得的成品矿浆与改造之前制得的成品矿浆相比，在使用同样絮凝剂添加量的情况下，有本发明制得的成品矿浆的沉速可提升10～20％；在本发明所制得的成品矿浆与改造之前制得的成品矿浆具有相同沉降速度的情况下，本发明所制得的成品矿浆消耗的絮凝剂量降低10～20％；在沉降通过的前提下本发明制得的成品矿浆中浮游物为0.3～0.4g/l，同比之前降低了0.1～0.2g/l。使低温净溶出率由80.5％提高到81.5％以上，低温年产能按41万吨计算，边际利润200元/吨，估算年可创效＝(81.5-80.5)/81.5*41*200＝100.61万元。总之，本发明能够进一步降低使用三水铝型矿石生产氧化铝的制造成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
技术特征：
1.一种提高成品矿浆细度的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，对现有氧化铝生产设备中的旋流器进行改造，制成单锥角旋流器，改造过程包括，
1)取下旋流器下端的大锥、中锥和小锥并更换上一个单锥角锥体；所述单锥角锥体内部圆锥面的锥角为45度；
2)更换旋流器的溢流管，使旋流器的溢流管管径增大，以此来增加旋流器溢流矿浆量；
3)更换旋流器的底流咀，使旋流器的底流咀管径减小，以此来减少旋流器底流矿浆量；
步骤二，将矿石和碱液一起加入球磨机，对矿石进行磨制并制得原浆料；
步骤三，将球磨机内制得的原浆料进行分流，其中一部分原浆料通入矿浆槽，另一部分原浆料与经矿浆槽处理的原浆料混合，未经矿浆槽处理的原浆料与经矿浆槽处理的原浆料混合后制得备用浆料；
步骤四，将制得的备用浆料泵入经步骤一改造的单锥角旋流器，此时单锥角旋流器溢流管内流出的矿浆为成品矿浆，单锥角旋流器底流咀流出的浆料通过底流泵泵入球磨机进行重新磨制。
2.根据权利要求1所述的一种提高成品矿浆细度的方法，其特征在于：所述单锥角旋流器溢流管的直径为dn400mm,所述单锥角旋流器底流咀的直径为dn85mm。
3.根据权利要求1所述的一种提高成品矿浆细度的方法，其特征在于：所述步骤三中，未经矿浆槽处理的原浆料与经矿浆槽处理后的原浆料的比例为1:1。
4.一种单锥角旋流器，其特征在于：包括进料体、直筒和单锥角锥体，所述进料体的顶部设置溢流管，所述进料体的侧面设置有进料管，所述进料体的下端与直筒上端连接，所述直筒的下端与锥体的上端连接，所述锥体的下端设置有底流咀；所述单锥角锥体内部圆锥面的锥角为45度；所述溢流管的直径为dn400mm；所述底流咀的直径为dn85mm。
技术总结
本发明公开了一种提高成品矿浆细度的方法，包括以下步骤，步骤一，对现有氧化铝生产设备中的旋流器进行改造，制成单锥角旋流器；步骤二，将矿石和碱液一起加入球磨机，对矿石进行磨制并制得原浆料；步骤三，将球磨机内制得的原浆料进行分流，其中一部分原浆料通入矿浆槽，另一部分原浆料与经矿浆槽处理的原浆料混合，未经矿浆槽处理的原浆料与经矿浆槽处理的原浆料混合后制得备用浆料；步骤四，将制得的备用浆料泵入单锥角旋流器，此时单锥角旋流器溢流管内流出的矿浆为成品矿浆，单锥角旋流器底流咀流出的浆料通过底流泵泵入球磨机进行重新磨制。本发明有利于提高矿浆的沉降速度，降低絮凝剂的消耗量，降低使用三水铝型矿石生产氧化铝的成本。
技术研发人员：李泽民;郝跃鹏;王鹏;石亚飞;曹金龙;柳权;马跃天;张丰涛;张涛
受保护的技术使用者：中铝矿业有限公司
技术研发日：2020.09.07
技术公布日：2021.01.08
声明：
“提高成品矿浆细度的方法以及单锥角旋流器与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中铝矿业有限公司
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