公布日：2022.09.09

申請日：2022.08.11

分類號：C01F7/066(2022.01)I

摘要

本申請涉及一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備及工藝，一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備，包括反應(yīng)槽和分離器，分離器包括機(jī)架，機(jī)架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有重力脫水布帶和擠壓布帶，擠壓布帶包括上壓帶和下壓帶，上壓帶包括壓帶一和壓帶二，壓帶一和壓帶二之間留有淋洗間隙，淋洗間隙內(nèi)設(shè)有淋洗裝置。固體污泥經(jīng)過壓帶一進(jìn)行一次壓濾之后，固體污泥內(nèi)部大量的濾液被壓出，清洗液從淋洗噴頭噴出對被經(jīng)過一次壓濾的濾餅的表面進(jìn)行沖刷，將其表面的濾液去除，隨后再經(jīng)過壓帶二進(jìn)行二次壓濾，再次去除濾餅表面及內(nèi)部濾液，從而提高脫堿率。

權(quán)利要求書

1.一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備，包括反應(yīng)槽（1）和分離器（2），所述分離器（2）包括機(jī)架（3），所述機(jī)架（3）上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有重力脫水布帶（4）和擠壓布帶（5），所述重力脫水布帶（4）包括上重帶（41）和下重帶（42），所述機(jī)架（3）上設(shè)有位于上重帶（41）與下重帶（42）之間用于盛接濾液的集水板（43），所述上重帶（41）遠(yuǎn)離擠壓布帶（5）的一端為進(jìn)料端（411），靠近擠壓布帶（5）的一端為出料端（412），所述擠壓布帶（5）包括上壓帶（51）和下壓帶（52），所述上壓帶（51）和下壓帶（52）之間形成擠壓間隙（53），其特征在于：所述重力脫水布帶（4）位于下壓帶（52）的上方，所述機(jī)架（3）上設(shè)有位于下壓帶（52）下方的收集板（44），所述下壓帶（52）的長度大于上壓帶（51）的長度，所述下壓帶（52）朝向重力脫水布帶（4）的一端超出上壓帶（51）且延伸至重力脫水布帶（4）的下方，所述上壓帶（51）包括壓帶一（511）和壓帶二（512），所述壓帶一（511）和壓帶二（512）之間留有淋洗間隙（513），所述淋洗間隙（513）內(nèi)設(shè)有淋洗裝置，所述淋洗裝置包括淋洗管（7），所述淋洗管（7）上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有若干與下壓帶（52）正對的連接管（71），連接管（71）軸線與淋洗管（7）軸線相垂直，所述連接管（71）遠(yuǎn)離淋洗管（7）的一端設(shè)有淋洗噴頭（72），所述連接管（71）內(nèi)固定有傾斜設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪（73），所述進(jìn)料端（411）上設(shè)有用于攪動(dòng)赤泥的撥板（6），所述撥板（6）水平滑動(dòng)連接于上重帶（41）的上方，所述撥板（6）的運(yùn)動(dòng)方向與上重帶（41）的傳送方向相垂直，所述撥板（6）的下方設(shè)有若干撥爪（61），所述撥板（6）上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有若干豎直設(shè)置的撥桿（62），所述撥爪（61）設(shè)于撥桿（62）的下端，所述機(jī)架（3）上固定有與撥板（6）相平行的控制齒條（31），所述撥桿（62）上同軸固定有與控制齒條（31）相嚙合的控制齒輪（621），所述撥板（6）上開設(shè)有若干豎直的螺紋孔（64），所述撥桿（62）的上端穿過螺紋孔（64）且與螺紋孔（64）螺紋相連，所述撥桿（62）的上端固定有直徑大于螺紋孔（64）孔徑的限位板（622）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備，其特征在于：所述機(jī)架（3）上設(shè)有位于下壓帶（52）和下重帶（42）之間的沖洗管（8），所述沖洗管（8）上設(shè)有若干指向下重帶（42）的沖洗頭（81）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備，其特征在于：所述沖洗管（8）包括管體（82）和轉(zhuǎn)動(dòng)連接于管體（82）端部的環(huán)體（83），所述沖洗頭（81）安裝于管體（82）上，所述環(huán)體（83）與管體（82）內(nèi)部相連通，所述環(huán)體（83）與機(jī)架（3）轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述環(huán)體（83）內(nèi)傾斜固定有若干用于帶動(dòng)環(huán)體（83）轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片（84），所述管體（82）上同軸固定有轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪（85），所述機(jī)架（3）上水平滑動(dòng)連接有與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪（85）相嚙合的轉(zhuǎn)動(dòng)齒條（32），所述轉(zhuǎn)動(dòng)齒條（32）與機(jī)架（3）之間連有復(fù)位彈簧（33），所述機(jī)架（3）上水平滑動(dòng)連接有與轉(zhuǎn)動(dòng)齒條（32）固定相連的連動(dòng)齒條（34），所述環(huán)體（83）外壁同軸固定有與連動(dòng)齒條（34）相配合的不完全齒輪（86）。

4.一種拜耳法赤泥脫堿工藝，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備，其特征在于：包括：步驟一：混合，將赤泥與洗水在反應(yīng)槽中進(jìn)行混合，赤泥與洗水的比例為1∶1-10；洗水中含有添加劑，所述添加劑為氧化鈣，其中，反應(yīng)槽具有溫控系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，反應(yīng)槽中的溫度控制在20-200℃；步驟二：固液分離，將步驟一中得到的物料通入分離器中進(jìn)行固液分離，固體為濾餅，液體為濾液。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種拜耳法赤泥脫堿工藝，其特征在于：所述步驟一中反應(yīng)槽的溫度為80-90℃。

發(fā)明內(nèi)容

為了提供提高脫堿效果，本申請?zhí)峁┮环N拜耳法赤泥脫堿設(shè)備及工藝。

本申請的其中一個(gè)目的是提供一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備，采用如下的技術(shù)方案：

一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備，包括反應(yīng)槽和分離器，所述分離器包括機(jī)架，所述機(jī)架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有重力脫水布帶和擠壓布帶，所述重力脫水布帶包括上重帶和下重帶，所述機(jī)架上設(shè)有位于上重帶與下重帶之間用于盛接濾液的集水板，所述上重帶遠(yuǎn)離擠壓布帶的一端為進(jìn)料端，靠近擠壓布帶的一端為出料端，所述擠壓布帶包括上壓帶和下壓帶，所述上壓帶和下壓帶之間形成擠壓間隙，所述重力脫水布帶位于下壓帶的上方，所述機(jī)架上設(shè)有位于下壓帶下方的收集板，所述下壓帶的長度大于上壓帶的長度，所述下壓帶朝向重力脫水布帶的一端超出上壓帶且延伸至重力脫水布帶的下方，所述上壓帶包括壓帶一和壓帶二，所述壓帶一和壓帶二之間留有淋洗間隙，所述淋洗間隙內(nèi)設(shè)有淋洗裝置。

通過采用上述技術(shù)方案，赤泥和洗水在反應(yīng)槽中進(jìn)行反應(yīng)，從而將赤泥中的鈉離子進(jìn)行置換，使鈉離子溶于液態(tài)的溶液中。將赤泥與洗水的混合溶液添加至重力脫水布帶的進(jìn)料端，液態(tài)的濾液在自身重力的作用下向下滲透，從上重帶上滲透下漏至集水板上，集水板對濾液進(jìn)行收集，固態(tài)的固體污泥隨著上重帶向出料端方向輸送，直至從上重帶上落下落在下壓帶上，下壓帶將固體污泥輸送至擠壓間隙中，上壓帶和下壓帶對固體污泥進(jìn)擠壓，將固體污泥中的濾液擠出，固體污泥形成濾餅從端部排出，濾液從下壓帶的下方被壓出流至收集板上。最終得到含有鈉離子的濾液以及不含鈉離子的濾餅，達(dá)到去除赤泥中鈉離子的目的。固體污泥經(jīng)過壓帶一進(jìn)行一次壓濾之后，固體污泥內(nèi)部大量的濾液被壓出，清洗液從淋洗噴頭噴出對被經(jīng)過一次壓濾的濾餅的表面進(jìn)行沖刷，將其表面的濾液去除，隨后再經(jīng)過壓帶二進(jìn)行二次壓濾，再次去除濾餅表面及內(nèi)部濾液，從而提高脫堿率。

可選的，所述進(jìn)料端上設(shè)有用于攪動(dòng)赤泥的撥板，所述撥板水平滑動(dòng)連接于上重帶的上方，所述撥板的運(yùn)動(dòng)方向與上重帶的傳送方向相垂直，所述撥板的下方設(shè)有若干撥爪。

通過采用上述技術(shù)方案，上重帶對混合溶液進(jìn)行輸送時(shí)，撥板往復(fù)運(yùn)動(dòng)，撥爪對混合溶液進(jìn)行攪拌，從而對混合溶液中的固體固體污泥進(jìn)行進(jìn)一步的打散，使得固體污泥中殘留的鈉離子能夠與溶液接觸進(jìn)行置換，另一方面對固體污泥進(jìn)行攪拌，也可防止固體污泥沾覆在上重帶上影響濾液的滲透排出。

可選的，所述撥板上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有若干豎直設(shè)置的撥桿，所述撥爪設(shè)于撥桿的下端，所述機(jī)架上固定有與撥板相平行的控制齒條，所述撥桿上同軸固定有與控制齒條相嚙合的控制齒輪。

通過采用上述技術(shù)方案，撥板在往復(fù)滑動(dòng)過程中，撥板帶動(dòng)撥桿和控制齒輪同步運(yùn)動(dòng)，控制齒輪與控制齒條相配合，控制齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，撥桿在控制齒輪的帶動(dòng)下與撥爪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，即撥板在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，撥爪一方面繞撥桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面跟隨撥板線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。撥爪整體的攪動(dòng)范圍較大，對固體污泥的打散效果較好。

可選的，所述撥板上開設(shè)有若干豎直的螺紋孔，所述撥桿的上端穿過螺紋孔且與螺紋孔螺紋相連，所述撥桿的上端固定有直徑大于螺紋孔孔徑的限位板。

通過采用上述技術(shù)方案，撥板線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，撥桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，撥桿與螺紋孔螺紋配合，撥桿沿螺紋孔進(jìn)行豎向升降運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)撥爪上下運(yùn)動(dòng)。撥爪在撥桿的帶動(dòng)下，同步進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)、水平線性運(yùn)動(dòng)以及豎向線性運(yùn)動(dòng)，撥爪整體的運(yùn)動(dòng)范圍較大，對固體污泥的打散效果較好。

可選的，所述淋洗裝置包括淋洗管，所述淋洗管上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有若干與下壓帶正對的連接管，連接管軸線與淋洗管軸線相垂直，所述連接管遠(yuǎn)離淋洗管的一端設(shè)有淋洗噴頭，所述連接管內(nèi)固定有傾斜設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪。

通過采用上述技術(shù)方案，清洗液流入淋洗管內(nèi)，清洗液流經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪時(shí)，清洗液對轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪進(jìn)行沖擊，轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪在清洗液的帶動(dòng)下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)連接管轉(zhuǎn)動(dòng)，連接管帶動(dòng)淋洗噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而增大淋洗噴頭的淋洗范圍，提高淋洗效果。

可選的，所述機(jī)架上設(shè)有位于下壓帶和下重帶之間的沖洗管，所述沖洗管上設(shè)有若干指向下重帶的沖洗頭。

通過采用上述技術(shù)方案，大部分固體污泥從出料端的端部流下流至下壓帶上，少部分固體污泥粘在上重帶上跟隨上重帶流轉(zhuǎn)至下重帶上。沖洗頭對下重帶進(jìn)行沖洗，將粘留在下重帶上的固體污泥沖落至下壓帶上，防止固體污泥殘留，造成污染。

可選的，所述沖洗管包括管體和轉(zhuǎn)動(dòng)連接于管體端部的環(huán)體，所述沖洗頭安裝于管體上，所述環(huán)體與管體內(nèi)部相連通，所述環(huán)體與機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述環(huán)體內(nèi)傾斜固定有若干用于帶動(dòng)環(huán)體轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片，所述管體上同軸固定有轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，所述機(jī)架上水平滑動(dòng)連接有與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪相嚙合的轉(zhuǎn)動(dòng)齒條，所述轉(zhuǎn)動(dòng)齒條與機(jī)架之間連有復(fù)位彈簧，所述機(jī)架上水平滑動(dòng)連接有與轉(zhuǎn)動(dòng)齒條固定相連的連動(dòng)齒條，所述環(huán)體外壁同軸固定有與連動(dòng)齒條相配合的不完全齒輪。

通過采用上述技術(shù)方案，清洗液從環(huán)體流入管體內(nèi)，清洗液流經(jīng)環(huán)體時(shí)，清洗液對葉片進(jìn)行沖擊，葉片帶動(dòng)環(huán)體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。環(huán)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)不完全齒輪同步進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，不完全齒輪上的有齒部位與連動(dòng)齒條嚙合接觸時(shí)，不完全齒輪帶動(dòng)連動(dòng)齒條進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)，連動(dòng)齒條帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)齒條同步進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)齒條克服復(fù)位彈簧的彈力進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪帶動(dòng)管體進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。而當(dāng)不完全齒輪上的有齒部位與連動(dòng)齒條脫離時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)齒條在復(fù)位彈簧的作用下往回運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)管體反向轉(zhuǎn)動(dòng)，直至不完全齒輪上的有齒部位再次與連動(dòng)齒條嚙合。即管體在復(fù)位彈簧以及不完全齒輪的帶動(dòng)下，不斷進(jìn)行往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)沖頭進(jìn)行周期性擺動(dòng)，沖洗頭對下重進(jìn)行沖洗的區(qū)域較大，從而提高沖洗效果。

本申請的另一個(gè)目的是提供一種拜耳法赤泥脫堿工藝，采用如下的技術(shù)方案：

一種拜耳法赤泥脫堿工藝，應(yīng)用于上述的一種拜耳法赤泥脫堿設(shè)備，包括：

步驟一：混合，將赤泥與洗水在反應(yīng)槽中進(jìn)行混合，赤泥與洗水的比例為1∶1-10；洗水中含有添加劑，所述添加劑為氧化鈣，其中，反應(yīng)槽具有溫控系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，反應(yīng)槽中的溫度控制在20-200℃；

步驟二：固液分離，將步驟一中得到的物料通入分離器中進(jìn)行固液分離，固體為濾餅，液體為濾液。

通過采用上述技術(shù)方案，Na含量是衡量赤泥堿性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，而赤泥中的鈉離子存在的方式主要是沒有提煉完全的氫氧化鈉（NaOH），反應(yīng)轉(zhuǎn)變后的方鈉石（Na8A6Si6O24(OH2)和水合鋁硅酸鈉(Na・A203・2SiO2・XH2O)。而赤泥脫堿的最主要的方式就是去除赤泥中的鈉離子，即降低赤泥的鈉離子含量。

本申請通過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，方鈉石和水合鋁硅酸鈉鈣中的鈉能和石灰（CaO）中的鈣發(fā)生置換反應(yīng)，從而將鈉離子溶于溶液中。本申請將赤泥與洗水在反應(yīng)槽中進(jìn)行混合，并向其中添加氧化鈣，由于氧化鈣加入水中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，為赤泥的反應(yīng)提供了較多的熱量，因此，操作人員不需要再為赤泥的反應(yīng)提供大量的熱能，節(jié)約能源。赤泥中的鈉離子會(huì)和氧化鈣中的鈣離子進(jìn)行充分的置換，含有Na的分子大部分都被溶解，而Ca則以固體形式存在。然后將混合后的溶液通入分離器中進(jìn)行固液分離，鈉離子溶解于溶液中，而鈣離子被壓成濾餅，防止二次污染。本申請采用添加氧化鈣的方式進(jìn)行置換，一方面脫堿率較高，另一方面所消耗的能源較少，減少物料加熱成本，節(jié)能環(huán)保。

可選的，所述步驟一中反應(yīng)槽的溫度為80-90℃。

通過采用上述技術(shù)方案，本申請通過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)槽中的溫度處于該溫度下，置換速度較快，置換效果較好。

綜上所述，本申請包括以下有益技術(shù)效果：

本申請，通過擠壓布帶將濾餅內(nèi)部的濾液進(jìn)行擠出，再通過淋洗裝置對分離后的濾餅進(jìn)行淋洗，將濾餅表面殘留的濾液進(jìn)行沖刷，從而從內(nèi)到外對濾餅內(nèi)的堿液進(jìn)行去除，以提高脫堿效果。

（發(fā)明人：李斌;姜毅婕）