氧化鋁生產(chǎn)設(shè)備及典型故障

1、氧化鋁生產(chǎn)設(shè)備及典型故障氧化鋁生產(chǎn)設(shè)備及典型故障 溶出工藝溶出工藝 內(nèi)內(nèi) 容容 蒸汽壓煮器溶出工藝流程（物料走向、蒸汽壓煮器溶出工藝流程（物料走向、 典型故障）典型故障） 其他拜耳法技術(shù)（后加礦技術(shù)、選礦其他拜耳法技術(shù)（后加礦技術(shù)、選礦-拜耳拜耳 法、串聯(lián)法）法、串聯(lián)法） 拜耳法溶出新工藝拜耳法溶出新工藝 單單 管管 閃閃 蒸蒸 槽槽 1 號(hào) 緩號(hào) 緩 沖器沖器 隔 膜隔 膜 泵泵 稀 釋稀 釋 槽槽 后槽后槽 沉降沉降 工序工序 60bar新蒸新蒸 汽汽 冷 凝 水冷 凝 水 罐罐 冷 凝 水冷 凝 水 閃蒸槽閃蒸槽 6 巴 汽巴 汽 管網(wǎng)管網(wǎng) 蒸發(fā)沉降 熱熱 電電 沉沉 降降 冷凝冷凝 水

2、罐水罐g 冷凝冷凝 水罐水罐g 沉沉 降降 一次洗液一次洗液 85 160 2號(hào)緩沖號(hào)緩沖 器器 200 44bar260 加熱壓煮加熱壓煮 器器8-10 預(yù) 熱 壓預(yù) 熱 壓 煮器煮器 停 留 壓停 留 壓 煮器煮器 42bar250 1.2bar1 30 25bar230 圖1：高壓溶出工 藝流程簡圖 主要設(shè)備主要設(shè)備 緩沖器上方有一套通入高壓壓縮空氣的系 統(tǒng)，當(dāng)料位高高時(shí)，自動(dòng)充氣閥充氣閥的打開打開，壓 縮空氣進(jìn)入緩沖器；料位過低低時(shí)，自動(dòng)排排 氣閥氣閥打開打開，緩沖器上方的壓縮空氣排出， 這樣保持了緩沖器壓力和料位的平穩(wěn)平穩(wěn)；同 時(shí)緩沖器的壓力及料位與隔膜泵建立了連 鎖，如果壓力超壓超

3、壓或料位超高超高，隔膜泵自 動(dòng)停止停止，為溶出機(jī)組的安全運(yùn)行提供了安安 全保護(hù)。全保護(hù)。 二、緩沖器二、緩沖器 一、隔膜泵一、隔膜泵 三、單管三、單管 在單套管預(yù)熱段，料漿在單套管預(yù)熱段，料漿 走走內(nèi)管內(nèi)管，閃蒸后的二次蒸汽，閃蒸后的二次蒸汽 對應(yīng)加熱對應(yīng)加熱級數(shù)單管級數(shù)單管，蒸汽走，蒸汽走 外管與內(nèi)管之間的外管與內(nèi)管之間的夾套夾套，料，料 漿溫度從進(jìn)口的漿溫度從進(jìn)口的85左右左右， 經(jīng)過單管預(yù)熱之后達(dá)到經(jīng)過單管預(yù)熱之后達(dá)到 160左右左右。示意圖如右。示意圖如右。 溶出料漿溶出料漿 二次蒸汽二次蒸汽 圖2：單 套 管 剖 面 圖 四、預(yù)熱壓煮器四、預(yù)熱壓煮器 預(yù)熱壓煮器管束內(nèi)的蒸汽是來自對應(yīng)

4、閃蒸對應(yīng)閃蒸 槽槽來的二次蒸汽二次蒸汽，經(jīng)過預(yù)熱后，礦漿溫度 達(dá)到大于190。每臺(tái)壓煮器都有攪拌機(jī)攪拌機(jī)， 攪拌的目的是防止料漿沉淀同時(shí)改善換熱防止料漿沉淀同時(shí)改善換熱。 使用6臺(tái)預(yù)熱壓煮器，在線4（5）臺(tái)，備用 2臺(tái)。 冷凝水冷凝水 不凝汽不凝汽 圖圖3：加熱管束示意圖：加熱管束示意圖 上環(huán)管上環(huán)管 下環(huán)管下環(huán)管 蒸汽蒸汽 五、加熱壓煮器五、加熱壓煮器 規(guī)格型號(hào)與預(yù)熱壓煮器預(yù)熱壓煮器基本相同，管束里 用來換熱的蒸汽是來自熱電廠鍋爐熱電廠鍋爐的60bar 新蒸汽新蒸汽，在加熱段的前幾個(gè)前幾個(gè)壓煮器基本上 達(dá)到了溶出反應(yīng)溫度，后幾臺(tái)后幾臺(tái)壓煮器通進(jìn) 的少量蒸汽主要是補(bǔ)充補(bǔ)充溶出反應(yīng)進(jìn)行時(shí)的 反應(yīng)

5、熱和散熱損失反應(yīng)熱和散熱損失。 六、停留壓煮器六、停留壓煮器 停留壓煮器前面兩到三個(gè)是帶有加熱面積 一定的加熱管束加熱管束,作用是補(bǔ)充補(bǔ)充溶出反應(yīng)熱和反應(yīng)熱和 散熱損失散熱損失，接著是不帶不帶加熱管束只有只有攪拌攪拌 機(jī)機(jī)的壓煮器，只是讓料漿有個(gè)緩沖的空間， 起到延長延長溶出化學(xué)反應(yīng)時(shí)間的作用。 七、自蒸發(fā)器（閃蒸槽）七、自蒸發(fā)器（閃蒸槽） 溶出有11臺(tái)臺(tái)自蒸發(fā)器，在線10臺(tái)臺(tái)，備用1臺(tái)。 自蒸發(fā)器的壓力壓力隨著級數(shù)的降低而降低降低而降低， 容積容積是隨著級數(shù)的降低而增大降低而增大。它的壓力壓力 和液位和液位通過預(yù)先安裝好的孔板孔板和頂部的二 次汽閥的開度開度及相應(yīng)的預(yù)熱器冷凝水疏水 閥的開度

6、開度控制。自蒸發(fā)器的作用作用就是礦漿 降溫降壓降溫降壓，閃蒸出來的二次蒸汽用來預(yù)熱預(yù)熱 相應(yīng)的預(yù)熱級的料漿。結(jié)構(gòu)示意圖見圖4。 2m 蒸汽蒸汽 料漿 料漿 圖4：閃蒸槽結(jié)構(gòu)示意圖 八、冷凝水罐八、冷凝水罐 冷凝水罐的作用是收集預(yù)熱器和加熱器的冷凝水收集預(yù)熱器和加熱器的冷凝水。 冷凝水壓力隨著在各級冷凝水罐的閃蒸后，壓力 降至1bar左右，最后通過冷凝水泵送到沉降沉降。而 加熱斷的冷凝水被冷凝水罐收集后，閃蒸出來的 6bar蒸汽并入6bar汽管網(wǎng)汽管網(wǎng)，用于蒸發(fā)預(yù)熱或沉降， 由于加熱管束破損等原因，造成含堿濃度超標(biāo)的 送往沉降。 安全知識(shí)安全知識(shí) 高壓溶出具有高溫、高壓高溫、高壓和高堿度高堿度的

7、特點(diǎn)，最高 壓力達(dá)到80bar,最高溫度達(dá)到310，堿濃度達(dá)到 300g/l以上。操作壓力容器時(shí)嚴(yán)禁超溫、超壓，嚴(yán)禁超溫、超壓， 壓力容器安全閥每年至少定期校驗(yàn)一次每年至少定期校驗(yàn)一次。進(jìn)入高 壓溶出現(xiàn)場要提高安全意識(shí)提高安全意識(shí)，勞動(dòng)保護(hù)用品要穿 戴齊全，防堿衣服、安全帽、防護(hù)眼鏡等。進(jìn)入 溶出現(xiàn)場，聽到爆炸聲爆炸聲應(yīng)立即疏散并撤離，一旦 受堿液燒傷，應(yīng)馬上用水大量沖洗，并用硼酸水 沖洗，嚴(yán)重者送醫(yī)院治療，如果受硫酸燒傷應(yīng)立 即用水沖洗，并用23的碳酸氫鈉沖洗。 溶出過程典型故障溶出過程典型故障 隔膜泵的外部聯(lián)鎖隔膜泵的外部聯(lián)鎖 1緩沖器、2緩沖器超高料位 1緩沖器、2緩沖器超高壓力 壓煮器

8、過熱 前槽液位太低 離心泵的汽蝕現(xiàn)象離心泵的汽蝕現(xiàn)象 氣蝕現(xiàn)象: 現(xiàn)象：現(xiàn)象：泵異響、振動(dòng)；不上料 原因：原因：由于泵進(jìn)口來料壓力低壓力低，料進(jìn)入泵殼內(nèi) 在流道形成的最低壓力小于小于來料的飽和汽壓， 產(chǎn)生大量汽體汽體，一方面汽夾帶著料強(qiáng)力沖刷泵 殼，造成泵殼磨損泵殼磨損；另一方面，由于產(chǎn)生大量 汽體，使得進(jìn)入泵內(nèi)的料體積突然膨脹突然膨脹，阻止 了來料的吸入，造成泵不上料不上料。 汽蝕余量：汽蝕余量：為了防止來料進(jìn)入泵內(nèi)，在流道形成 的最小壓力小于小于料的飽和汽壓而產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象， 泵進(jìn)口的料來的壓力必須大于一定值必須大于一定值。 處理措施：處理措施：提高提高進(jìn)料槽的液位，以提高來料壓力。 關(guān)小關(guān)

9、小泵出口閥，開大開大進(jìn)槽來料閥。 加熱壓煮器管束破損（新蒸汽加熱）加熱壓煮器管束破損（新蒸汽加熱） 現(xiàn)象：故障壓煮器料漿溫度異常料漿溫度異常（偏高） 故障壓煮器攪拌電流下降攪拌電流下降 故障壓煮器內(nèi)異響內(nèi)異響 溶出機(jī)組壓力上升壓力上升，并隨著新蒸汽壓力波動(dòng)波動(dòng) 冷凝水取樣對比分析，故障壓煮器含堿度高含堿度高 在關(guān)閉故障壓煮器的冷凝水出口閥、蒸汽入 口閥的情況下，打開冷凝水排泄閥，可發(fā)現(xiàn)有料可發(fā)現(xiàn)有料 原因：原因：新蒸汽壓力比壓煮器里料漿的壓力壓力 高高，當(dāng)加熱管束破損時(shí)，新蒸汽直接進(jìn)入 料漿側(cè)，產(chǎn)生沖刷的聲音，造成機(jī)組壓力 上升，并隨著新蒸汽的壓力波動(dòng)，同時(shí)冷 凝水含堿度增高含堿度增高。 處理

10、措施：處理措施：新蒸汽冷凝水改送沉降改送沉降；關(guān)閉關(guān)閉 故障壓煮器冷凝水出口閥出口閥，根據(jù)機(jī)組溫度 壓力情況，關(guān)小蒸汽入口閥關(guān)小蒸汽入口閥；如果管束破 損嚴(yán)重，則停車處理停車處理。 預(yù)熱器管束破損（包括單管料漿管破損） 現(xiàn)象 機(jī)組壓力下降 預(yù)熱段冷凝水罐壓力上升，安全閥動(dòng)作 閃蒸槽壓力上升，甚至發(fā)生安全閥動(dòng)作 冷凝水排泄閥放出來的水帶生料 原因：原因：機(jī)組壓力比二次蒸汽高，管束破損 時(shí)，高壓料漿進(jìn)入蒸汽冷凝水系統(tǒng)，使 得機(jī)組壓力下降壓力下降，冷凝水罐、閃蒸槽壓力 上升，冷凝水受污染。 處理措施：處理措施：立即停車處理停車處理 相對溶出率偏低相對溶出率偏低 根據(jù)化學(xué)分析報(bào)告，檢查原礦漿的質(zhì)量，

11、如果細(xì)度過大，或下礦過多細(xì)度過大，或下礦過多，則聯(lián)系調(diào)整 檢查石灰的添加量添加量和石灰的有效鈣有效鈣是否符 合要求 檢查循環(huán)母液苛性堿濃度苛性堿濃度 溶出溫度是否偏低是否偏低 料漿溶出反應(yīng)的時(shí)間是否足夠時(shí)間是否足夠，定期排放 壓煮器料漿不凝汽不凝汽，以提高機(jī)組的滿貫率 溶出溫度偏低溶出溫度偏低 原因：新蒸汽壓力溫度低 冷凝水流通不暢 冷凝水系統(tǒng)竄汽 壓煮器空罐，換熱面積不足 加熱管束結(jié)疤嚴(yán)重，影響換熱效果 閃蒸系統(tǒng)控制不當(dāng)，造成預(yù)熱溫度低 保溫不好，散熱損失過大 措施：措施： 提高新蒸汽提高新蒸汽的壓力溫度 調(diào)整冷凝水出口閥調(diào)整冷凝水出口閥，保證冷凝水暢通，同時(shí) 要冷凝水罐有液位，防止竄汽 加

12、強(qiáng)排料漿不凝汽加強(qiáng)排料漿不凝汽，提高機(jī)組滿貫率，以增 大換熱面積 強(qiáng)化壓煮器管束結(jié)巴清理強(qiáng)化壓煮器管束結(jié)巴清理，縮短清理周期 合理選用閃蒸孔板尺寸合理選用閃蒸孔板尺寸，優(yōu)化閃蒸控制，提 高預(yù)熱溫度 降低機(jī)組進(jìn)料量降低機(jī)組進(jìn)料量 其他拜耳法氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)簡介其他拜耳法氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)簡介 其他拜耳法生產(chǎn)方法 1.選礦拜耳法選礦拜耳法 選礦拜耳法是指在拜耳法生產(chǎn)流程中增設(shè)選 礦過程，以處理高硅鋁土礦的氧化鋁生產(chǎn)方法。 a.選礦拜耳法工藝流程簡單、工程建設(shè)投資 費(fèi)用比混聯(lián)法節(jié)省三分之一左在。 b.選礦拜耳法工藝雖然由于增加了鋁土礦的 浮選過程而增加了選礦費(fèi)用，但由于該工藝沒有 高熱耗的熟料燒結(jié)過程及相

13、應(yīng)的濕法系統(tǒng)，可大 幅度節(jié)省能源，并使經(jīng)營費(fèi)用低于混聯(lián)法。 主要選礦方法 正浮選方法 自70年代初,我國對一水硬鋁石礦進(jìn)行了許多小型浮選 脫硅試驗(yàn),一般磨礦細(xì)度為95%98%-0 074mm,甚至更細(xì), 用碳酸鈉和氫氧化鈉調(diào)整pH至9左右,采用六偏磷酸鈉、硅 酸鈉、腐植酸鹽、木質(zhì)素和硫化鈉等作分散劑,油酸鈉等 試劑作捕收劑,流程多為二次粗選精選。 純礦物有可浮選性研究表明,采用油酸鈉作捕收劑,在 pH9左右時(shí)(與通常試驗(yàn)采用的pH值相近),-10m粒級高嶺 石的可浮選性遠(yuǎn)高于粗粒級,上浮率達(dá)80%左右,難免離子 (如Ca2+、Fe3+、Al3+等)對其有明顯的活化作用。并且六偏 磷酸鈉對-10

14、m粒級高嶺石抑制作用相對較弱。因此,應(yīng)盡 可能減少細(xì)粒高嶺石的產(chǎn)生,或采用藥劑抑制其上浮。 反浮選法 我國鋁土礦脫硅反浮選成功的實(shí)例未見 報(bào)道,這可能與我國一水硬鋁石礦的性質(zhì)有 關(guān)。其主要原因可能是:含硅礦物種類繁 多,可浮選性差異較大;大部分含硅礦物溶 解時(shí),產(chǎn)生硅酸鹽類物質(zhì)或膠體,抑制礦物上 浮;由于選擇性碎解作用,使含硅礦物粒度 細(xì)微,不易上浮;含硅礦物多為層狀結(jié)構(gòu),層 面與端面的電性差異較大,易發(fā)生聚團(tuán),影響 可浮性。鋁土礦反浮選脫硅研究工作尚在 進(jìn)一步深入研究之中。 礦石品位與氧化鋁生產(chǎn)能耗關(guān)系礦石品位與氧化鋁生產(chǎn)能耗關(guān)系 礦石品位與氧化鋁生產(chǎn)物料關(guān)系礦石品位與氧化鋁生產(chǎn)物料關(guān)系 石

15、灰-拜耳法 2342 2322 2()3() 3(62 )2(1) xNa SiONaAl OHCa OHaq CaO Al OxSiOx H Ox NaOH 石灰拜耳法用于處理我國高品位的一水硬鋁 石礦，包括由選礦拜耳法得到的高品位礦，同 樣可以取得優(yōu)于常規(guī)拜耳法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 用石灰拜耳法處理選精礦，可取得優(yōu)于用常規(guī) 拜耳法處理選精礦的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，獲得顯著 的經(jīng)濟(jì)效益，縮小我國與國際同行在氧化鋁生 產(chǎn)技術(shù)上的差距，提高國際競爭能力。 表表7 選礦選礦-拜耳法比較條件和結(jié)果拜耳法比較條件和結(jié)果 比較項(xiàng)目 石灰拜耳法選礦拜耳法拜耳法 （蘋果鋁廠） 拜耳法 （澳大利亞） 鋁礦成分 Al2O3

16、 %64.664.663.555.0 SiO2 %11.2911.294.235.6 A/S5.725.72159.82 鋁礦類型一水硬鋁石一水硬鋁石一水硬鋁石三水鋁石 主要消耗指標(biāo)（以1t產(chǎn)品氧化鋁計(jì)） 鋁礦，t2.1602.1191.8942.1 石灰石，t0.7800.2430.450.054 堿耗，kg （100%NaOH） 80.090.073.995.3 氧化鋁實(shí)收率， % 73.772.583.186.6 工藝能耗，GJ16.516.115.7811.7 續(xù)上表 后加礦增溶溶出技術(shù) 增溶溶出技術(shù)(Sweetening Process)是將 易溶出的鋁土礦磨制成礦漿直接泵入拜耳 法

17、溶出系統(tǒng)的末級溶出器或料漿自蒸發(fā)器 中，利用高溫溶出礦漿的余熱迅速升溫溶 出，進(jìn)一步降低溶出液的k。該技術(shù)的主 要優(yōu)點(diǎn)是可以提高拜耳法系統(tǒng)的循環(huán)效率， 因此，可以增加產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。 在我國采用增溶溶出技術(shù)，還有利于生產(chǎn)過程的 穩(wěn)定控制。我國的一水硬鋁石礦難溶出，要同時(shí) 達(dá)到較理想的赤泥鋁硅比和溶出液、有一定的困 難。而在后加礦溶出工藝中，第一步溶出一水硬 鋁石礦時(shí)，可適當(dāng)少配礦，提高第一段溶出漿液 的k，以使一水硬鋁石礦在較為寬松的溶出條件 下充分溶出，如較低的溶出溫度或較低的苛性堿 濃度，或者在原有的溶出條件下縮短溶出時(shí)間。 最終溶出液的k靠溶出后加礦來控制，這樣即可 保證有較理想的溶

18、出液k和赤泥鋁硅比。當(dāng)然， 溶出條件如何優(yōu)化組合應(yīng)由試驗(yàn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 的結(jié)果來確定。 后加礦技術(shù)優(yōu)勢 第一，無需進(jìn)行大量投資及現(xiàn)場改造即可 在我國各拜耳法或聯(lián)合法氧化鋁廠實(shí)現(xiàn)增 溶溶出工藝。 第二，在我國開發(fā)利用增溶溶出技術(shù)和我 國氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向不矛盾，在 我國氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)任一發(fā)展階段，都可 以利用該項(xiàng)技術(shù)。 第三，經(jīng)濟(jì)效益較好。 拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法 1.并聯(lián)法 并聯(lián)法包括拜耳法和燒結(jié)法兩個(gè)平行的 生產(chǎn)系統(tǒng)，以拜耳法處理鋁土礦，以燒結(jié) 法處理高硅鋁土礦或霞石等低品位鋁土礦。 但也有的廠燒結(jié)系統(tǒng)采用低硅鋁土礦，此 時(shí)燒結(jié)法爐料中不配入石灰，即采用所謂 兩組分爐料（鋁土礦與碳酸鈉）。燒

19、結(jié)法 系統(tǒng)的溶液并入拜耳法系統(tǒng)，以補(bǔ)償拜耳 法系統(tǒng)的苛性堿損失。 工藝流程 并聯(lián)法的主要優(yōu)點(diǎn)是： (1)可以在處理優(yōu)質(zhì)鋁土礦的同時(shí)，處理一可以在處理優(yōu)質(zhì)鋁土礦的同時(shí)，處理一 些低品位鋁土礦，充分利用本地區(qū)礦石資些低品位鋁土礦，充分利用本地區(qū)礦石資 源。源。 (2)種分母液蒸發(fā)時(shí)析出的一水碳酸鈉直接種分母液蒸發(fā)時(shí)析出的一水碳酸鈉直接 送燒結(jié)法系統(tǒng)配料，因而弱化了拜耳法的送燒結(jié)法系統(tǒng)配料，因而弱化了拜耳法的 碳酸鈉苛化工序。同時(shí)，一水碳酸鈉吸附碳酸鈉苛化工序。同時(shí)，一水碳酸鈉吸附 的大量有機(jī)物可在燒結(jié)法中燒掉，因而避的大量有機(jī)物可在燒結(jié)法中燒掉，因而避 免了有機(jī)物對拜耳法某些工序的不良影響。免了有

20、機(jī)物對拜耳法某些工序的不良影響。 當(dāng)鋁土礦中有機(jī)物含量高時(shí)，這一點(diǎn)尤為當(dāng)鋁土礦中有機(jī)物含量高時(shí)，這一點(diǎn)尤為 重要。重要。 （3）生產(chǎn)過程中的全部堿損失都用價(jià)格較 低的碳酸鈉補(bǔ)充，這比用苛性堿要經(jīng)濟(jì) （以Na2O計(jì)，我國體內(nèi)酸鈉與苛性堿的比 價(jià)為1：1.8）。實(shí)踐證明，當(dāng)其它條件相同 時(shí)，并聯(lián)法的產(chǎn)品成本低于單一的拜耳法。 有的資料指出，當(dāng)拜耳法系統(tǒng)處理的鋁土 礦的鋁硅比低于5及CO2含量高于1.6%時(shí)， 并聯(lián)法經(jīng)濟(jì)效果更為顯著。 并聯(lián)法的缺點(diǎn)主要有： （1）用鋁酸鈉溶液代替純苛性堿補(bǔ)償拜耳 法系統(tǒng)的苛性堿損失，使得拜爾法各工序 的循環(huán)堿量增加，從而對各工序的技術(shù)經(jīng) 濟(jì)指標(biāo)有所影響。 （2）工藝

21、流程比較簡單。拜耳法系統(tǒng)的生 產(chǎn)受燒結(jié)法系統(tǒng)的影響和制約，必須有足 夠的循環(huán)母液儲(chǔ)量，以免在燒結(jié)法系統(tǒng)因 某種原因不能供應(yīng)拜耳法系統(tǒng)以足夠的鋁 酸鈉溶液時(shí)使拜耳法系統(tǒng)減產(chǎn)。 拜耳燒結(jié)混聯(lián)法拜耳燒結(jié)混聯(lián)法 如果串聯(lián)法的燒結(jié)系統(tǒng)除處理拜耳赤泥 外，還同時(shí)處理一部分低品位礦石，使燒 結(jié)法系統(tǒng)的產(chǎn)能擴(kuò)大到超過補(bǔ)堿的需要， 將多余部分的燒結(jié)法溶液用碳酸化分解析 出氫氧化鋁，這種工藝流程稱為混聯(lián)，即 相當(dāng)于一個(gè)串聯(lián)法廠與一個(gè)燒結(jié)法廠同時(shí) 在生產(chǎn)。混聯(lián)法的工藝流程圖見下圖。 工藝流程圖 在工藝流程中，拜耳法處理低硅鋁土礦，燒結(jié)法除處理拜 耳法溶出殘?jiān)?，同時(shí)加入部分高硅鋁礦石。這是根據(jù)我 國一水硬鋁石型鋁土

22、礦的特點(diǎn)(高硅、低鐵)確定的。如果 采用單純的串聯(lián)法來生產(chǎn)。將會(huì)出現(xiàn)燒結(jié)法系統(tǒng)供堿不足 的問題。因此，針對這個(gè)問題采用在拜耳法赤泥中添加部 分低品位礦石進(jìn)行配料燒結(jié)。一方面為綜合利用礦產(chǎn)資源 創(chuàng)造了條件。另一方面添加低品位鋁上礦的目的是使熱料 鋁硅比提高；一則有利于補(bǔ)足堿，二則使熱料溶點(diǎn)提高， 燒成溫度范圍變寬。同時(shí)采用低堿高鈣的新配方，改善燒 結(jié)過程的操作條件，以獲得高質(zhì)量的熟料，從而提高溶出 率，降低折合比，減少單位能耗，增大窯的產(chǎn)能，這是我 國氧化鋁生產(chǎn)工藝的一個(gè)突出特點(diǎn)。在混聯(lián)法中,拜耳法 產(chǎn)品含硅低、含鐵高,而燒結(jié)法產(chǎn)品含硅高、含鐵低,這兩 種產(chǎn)品混合后,互相補(bǔ)充,能產(chǎn)出較優(yōu)質(zhì)的氧化

23、鋁產(chǎn)品。 但混聯(lián)法生產(chǎn)工藝盡管有總回收率高、堿 耗低，拜耳法、燒結(jié)法兩大部分各成系統(tǒng)， 易于調(diào)節(jié)兩大系統(tǒng)的產(chǎn)品比例、平衡組織 生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但仍無法避免工序多、流程 長、能耗高、成本高、單位產(chǎn)品建設(shè)投資 大的弱點(diǎn)，很不適應(yīng)目前已融通的國內(nèi)外 市場，難以參與市場競爭。因此，我國各 大鋁廠逐步采用新的生產(chǎn)方法串聯(lián)法對 現(xiàn)行的混聯(lián)法進(jìn)行改造，以獲得良好的經(jīng) 濟(jì)效益。 拜耳-燒結(jié)串聯(lián)法 對于中等品味的鋁土礦（例如鋁硅比為57 的一水鋁石礦）或品味雖然較低但為易溶 的三水鋁石型礦，采用串聯(lián)法往往比有利。 該法是先以較簡單的拜耳法處理礦石，提 取其中大部分氧化鋁，然后再用燒結(jié)法回 收拜耳法赤泥中的Al2O3

24、和堿，所得鋁酸鈉 溶液補(bǔ)入拜耳法系統(tǒng)。串連法的工藝流程 見下圖。 工藝流程 串連法具有并聯(lián)法的一些主要優(yōu)點(diǎn)。此外 由于礦石經(jīng)過拜耳法與燒結(jié)法兩次處理， Al2O3的總回收率高，堿耗降低。而礦石中 大部分Al2O3是由加工費(fèi)和投資都較低的拜 耳法提取的，每噸產(chǎn)品的熟料量比單純的 燒結(jié)法大為減少，總成本降低。同時(shí)對于 拜耳法的溶出條件和要求也可以適當(dāng)放寬， 產(chǎn)品質(zhì)量也高于燒結(jié)法。 串連法的主要缺點(diǎn)是： （1）拜耳法赤泥的燒結(jié)往往比較困難，而燒結(jié)過 程能否順利進(jìn)行以及熟料質(zhì)量的好壞又是串聯(lián)法 額關(guān)鍵。另外，當(dāng)?shù)V石中Fe2O3含量低時(shí)，在燒 結(jié)法系統(tǒng)需要添加礦石才能解決補(bǔ)堿的問題。礦 石中Fe2O3含

25、量過高則使赤泥爐料的燒結(jié)特性變 差。 （2）拜耳法和燒結(jié)法兩個(gè)系統(tǒng)的平衡和整個(gè)生產(chǎn) 的均衡穩(wěn)定受兩系統(tǒng)互相影響的程度比并聯(lián)法大， 給生產(chǎn)控制帶來一定困難。 （3）拜耳法赤泥由燒結(jié)法處理，進(jìn)入流程的 Na2SO4少了一個(gè)排除機(jī)會(huì)。 拜耳法溶出過程新工藝新技術(shù)拜耳法溶出過程新工藝新技術(shù) 該反應(yīng)器針對我國鋁土礦 存在難溶出，引進(jìn)國外的管道化 強(qiáng)化溶出設(shè)備溶出過程中設(shè)備結(jié)設(shè)備結(jié) 疤疤嚴(yán)重等問題，課題組設(shè)計(jì)了出 疊管式疊管式新型高效溶出反應(yīng)器。 該裝置在傳統(tǒng)管式反應(yīng)器的 基礎(chǔ)上，增加了攪拌裝置攪拌裝置，不僅 強(qiáng)化了混合效果，由于其持續(xù)刮 擦管壁，具有防結(jié)疤的作用。另 外，由于采用疊管式疊管式設(shè)計(jì)，節(jié)省

26、了占地面積又能強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)動(dòng) 力學(xué)條件。 新型反應(yīng)器設(shè)計(jì)新型反應(yīng)器設(shè)計(jì) 內(nèi)環(huán)流疊管式溶出反應(yīng)器內(nèi)環(huán)流疊管式溶出反應(yīng)器 鋁土礦低溫強(qiáng)化溶出鋁土礦低溫強(qiáng)化溶出 針對我國以水硬鋁石型鋁土礦溶出條件苛溶出條件苛 刻（高溫、高堿）刻（高溫、高堿）的現(xiàn)狀，為了進(jìn)一步優(yōu) 化鋁土礦強(qiáng)化溶出工藝條件，使用活化預(yù)活化預(yù) 處理及增溶溶出處理工藝處理及增溶溶出處理工藝應(yīng)用于一水硬鋁一水硬鋁 石礦石礦生產(chǎn)工藝中，在此基礎(chǔ)上形成了“一 水硬鋁石型鋁土礦低溫溶出工藝”技術(shù)原 型。 180200220240260 20 30 40 50 60 70 80 90 100 /% digestion temperature/ 焙

27、燒礦的溶出性能 原礦的溶出性能 180200220240260 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 k digestion temperature/ 原礦溶出液分 子 比 焙 燒礦溶出液分 子 比 溶出溫度對焙燒礦溶出液分 子比的影響 溶出溫度對焙燒礦溶出率的 影響 系統(tǒng)研究了靜態(tài)焙燒、回轉(zhuǎn)窯、外場（微波、強(qiáng)磁場）靜態(tài)焙燒、回轉(zhuǎn)窯、外場（微波、強(qiáng)磁場）等活 化焙燒預(yù)處理效果。結(jié)果表明：結(jié)果表明：礦石經(jīng)過焙燒活化后，溶出溫 度大幅降低降低，配料分子比情況也得到一定程度上的降低降低，赤泥 沉降性能也得到改善改善。溶出溫度從原礦260降低到220，同 時(shí)最佳溶出配料分子比及赤泥沉

28、降速度也有一定程度的提高提高。 微波活化焙燒結(jié)果表明微波活化焙燒結(jié)果表明：微波的活化過程是熱效應(yīng)熱效應(yīng)和非熱非熱 效應(yīng)效應(yīng)協(xié)同作用的效果。熱效應(yīng)熱效應(yīng)使微波對鋁土礦進(jìn)行選擇性 加熱，促進(jìn)礦物界面上裂縫的產(chǎn)生，可以有效的促進(jìn)有用 礦物的單體離解單體離解和增加有用礦物的有效反應(yīng)面積有效反應(yīng)面積。非熱效非熱效 應(yīng)應(yīng)使原子、分子、離子等微觀粒子得到活化，降低反應(yīng)的 活化能活化能，從而使礦物的晶型轉(zhuǎn)化過程和礦物表面的開裂過 程都得到了加速加速。 當(dāng)鋁土礦在微波加熱溫度為535，微波加熱時(shí)間為5min 的微波預(yù)處理?xiàng)l件下，焙燒礦的溶出性能得到極大改善極大改善， 在200的溶出溫度下，礦物中的氧化鋁就達(dá)到了理論溶理論溶 出率。出率。 目前，針對鋁土礦活化預(yù) 處理過程中的外場作用外場作用進(jìn) 行了深入的研究，考察強(qiáng)磁 場的作用鋁土礦活化預(yù)處理 過程的影響，主要考察磁場 作用對礦石中各種礦物在活 化過程中物相變化物相變化的影響， 力求找到適合我國氧化鋁工 業(yè)生產(chǎn)外場作用條件。磁磁 場作用下鋁土礦活化預(yù)處場作