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烧结法生产氧化铝工艺中,熟料溶出后的赤泥浆液要经过分离和洗涤。目前氧化铝厂一般采用沉降槽工艺分离和洗涤赤泥。经沉降槽分离后得到的粗液浓度为120-130g/L,分离后底流一般需经过6-8次反向沉降洗涤,分离洗涤时间长(约20个小时),二次反应损失严重。烧结法生产的发展趋势是提高湿法系统浓度,以提高生产的经济技术指标,关键在于采取有效的工艺措施,实现高浓度浆液的快速分离,以减轻二次反应的发生。然而目前工业采用的沉降槽方案无法分离高浓度的溶出浆液。科研人员一直在寻找一种能实现快速分离洗涤的新型赤泥分离洗涤工艺。本文将流态化技术引入到熟料溶出浆液的分离洗涤工艺中,利用流态化分离洗涤设备分别对中低浓度和高浓度溶出浆液的分离洗涤进行了实验,系统研究了此过程中的洗涤效果和二次反应,得出以下结论:(1)采用流态化技术处理Na20浓度为120-180g/L、液固比为9-12.5的熟料溶出浆液时,控制洗水流量为15-22L/h,可以将分离洗涤过程一步完成,并且能获得Na20浓度为85-140g/L的溢流(粗液),底流液固比为2.5-3,底流附液Na2O浓度为0.5-10g/L,平均分离洗涤效率在99%以上;采用流态化分离洗涤处理Na2O浓度为210-240g/L, A12O3为240-270g/L的熟料高浓度溶出浆液时,通过调节料浆流量为22.86-28.42L/h,洗水流量12-15L/h,能一步获得A1203浓度为160-240g/L的溢流(高浓度粗液),同时得到附液Na20浓度为5-20g/L,液固比为2.5-3的底流,平均分离洗涤效率在99%左右。(2)采用流态化技术处理熟料高浓度溶出浆液,平均初溶出率为92.69%,经过流态化分离洗涤后的平均净溶出率为92.53%,二次反应损失平均仅为0.16%。(3)建立了熟料溶出浆液流态化分离洗涤的数学模型,模型可以预测流态化分离洗涤所得溢流(粗液)浓度、底流附液浓度及压缩层内赤泥附液的轴向浓度分布。三个主要的模型公式为:式(1)可预测熟料溶出浆液流态化分离洗涤过程中溢流(粗液)的Na2O和Al2O3浓度。式(2)可预测熟料溶出浆液流态化分离洗涤过程中底流附液的Na20和Al2O3浓度。式(3)可预测熟料溶出浆液流态化分离洗涤过程中压缩层内赤泥附液的Na2O和Al2O3浓度。(4)流态化分离洗涤能一次实现熟料溶出浆液的分离和洗涤,具有单位面积处理量大、能处理高浓度溶出浆液、分离洗涤效果好和二次反应损失小等优点,工业应用前景良好。