冶金畢業(yè)設(shè)計(jì)氧化鋁溶出車間設(shè)計(jì)范本

168/193 江西理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：年產(chǎn)110萬噸氧化鋁石灰拜耳法溶出車間設(shè)計(jì)學(xué)院：冶金與化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)：冶金工程班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師：職稱：時(shí)刻：2013江西理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書冶金與化學(xué)工程學(xué)院冶金工程專業(yè)2009級(jí)（2013屆）班號(hào)題目：年產(chǎn)110萬噸氧化鋁石灰拜耳法溶出車間設(shè)計(jì)原始依據(jù)(包括設(shè)計(jì)（論文）的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等)：在做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前我們來到中鋁山西分公司80萬噸氧化鋁廠進(jìn)行了一次實(shí)習(xí)，此次實(shí)習(xí)的目的之一確實(shí)是為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)，因此畢業(yè)設(shè)計(jì)也是參照中鋁山西分公司的實(shí)際情況進(jìn)行的。為了檢驗(yàn)我們對(duì)冶金專業(yè)知識(shí)的掌握程度和為了培養(yǎng)我們?cè)谝苯鸸こ填I(lǐng)域從事科學(xué)研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和治理工作等方面的能力，就對(duì)我們進(jìn)行工藝制定、工程設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使我們達(dá)到具有開發(fā)新技術(shù)、新工藝及工業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)組織治理的能力。此次設(shè)計(jì)，能夠使我們學(xué)生對(duì)國(guó)內(nèi)外的氧化鋁生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)、工藝流程、要緊的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、工藝參數(shù)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備連接、冶金計(jì)算、廠房布置等方面有個(gè)比較全面的了解和掌握，使我們學(xué)生真正達(dá)到冶金工程專業(yè)的目標(biāo)要求，成為合格的具備冶金工程專業(yè)素養(yǎng)的合格人才。要緊內(nèi)容和要求：（包括設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容、要緊指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并依照課題性質(zhì)對(duì)學(xué)生提出具體要求）：廠址及生產(chǎn)能力的選擇與講明：由于學(xué)生是在中鋁山西分公司80萬噸氧化鋁廠進(jìn)行實(shí)習(xí)的，因此畢業(yè)設(shè)計(jì)也是參照中鋁山西分公司的實(shí)際情況進(jìn)行的。因此，廠址的選擇、生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)差不多上以此為基礎(chǔ)來進(jìn)行的。生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇與論證：生產(chǎn)方法、工藝流程的選擇必須有兩種以上的材料進(jìn)行對(duì)比、論證，然后選擇技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的結(jié)論，并繪制詳細(xì)的工藝流程圖，對(duì)其工藝過程進(jìn)行簡(jiǎn)單的講明。要緊技術(shù)條件的選擇依照原材料來源、質(zhì)量、成分，確定合理經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方法和工藝流程后，應(yīng)該選擇先進(jìn)的工藝技術(shù)條件和合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及產(chǎn)品的質(zhì)量要求等方案。全廠的物料平衡計(jì)算：要求列出物料收支平衡表。全廠的設(shè)備選型計(jì)算：以全年處理量為依據(jù)，計(jì)算設(shè)備的日處理量和小時(shí)處理量，算出各個(gè)工序所需設(shè)備的負(fù)荷、容量，確定設(shè)備的尺寸、規(guī)格以滿足生產(chǎn)的需要。每噸氧化鋁產(chǎn)品的成本計(jì)算;高壓溶出車間的工藝流程、工藝條件的選擇與論證：高壓溶出車間的選擇必須有兩種以上的方案進(jìn)行對(duì)比、論證，然后選擇技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的結(jié)論，并繪制詳細(xì)的工藝流程圖，對(duì)其工藝過程進(jìn)行簡(jiǎn)單的講明。高壓溶出車間的熱平衡計(jì)算;高壓溶出車間的設(shè)備選擇計(jì)算；圖紙要求：高壓溶出的主題設(shè)備圖一張（最好是三視圖）、車間的工藝流程圖一張、車間的設(shè)備連接圖一張、車間的平面布置圖一張。盡可能用CAD軟件繪圖。翻譯一篇與本課題緊密相關(guān)的外文資料。日程安排：第3-5周：進(jìn)工廠實(shí)習(xí);第6-7周：收集原始資料，查閱文獻(xiàn)資料，翻譯外文資料，撰寫開題報(bào)告：第8-9周：冶金計(jì)算及設(shè)備選擇計(jì)算；第10-14周：圖紙繪制及論文撰寫；第15周：畢業(yè)答辯要緊參考文獻(xiàn)：[1]畢詩文.氧化鋁生產(chǎn)工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2006，112～130.[2]付高峰等.氧化鋁生產(chǎn)知識(shí)問答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007，12～25.[3]A.A.阿格拉諾夫斯基等[蘇]沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)院氧化鋁專業(yè)組譯.氧化鋁生產(chǎn)生產(chǎn)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1974，103～120.[4]H.A.特洛依茨基[蘇]，白楊譯.氧化鋁工藝計(jì)算[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1977，114～128.[5]吳金水.拜耳法與混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)工藝物料平衡計(jì)算[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2002，5～45.[6]楊重愚.輕金屬冶金學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1991，21～48.[7]郭年祥.化工過程及設(shè)備.北京：冶金工業(yè)出版社，2007，32～78.指導(dǎo)教師（簽字）：年月日注：本表可自主延伸，各專業(yè)依照需要調(diào)整。江西理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告冶金與化學(xué)工程學(xué)院冶金工程專業(yè)2009級(jí)（2013屆）班號(hào)題目：年產(chǎn)110萬噸氧化鋁石灰拜耳法溶出車間設(shè)計(jì)（原料二）本課題來源及研究現(xiàn)狀：我國(guó)鋁工業(yè)是上世紀(jì)中葉進(jìn)展起來的，目前我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量和品種不段增加，質(zhì)量日益提高，在生產(chǎn)技術(shù)上取得了一系列重要成就，然而我國(guó)氧化鋁工業(yè)從整體上與世界先進(jìn)水平相比，還有一定的差距，要緊表現(xiàn)在技術(shù)裝備水平和某些要緊技術(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)上。如生產(chǎn)過程的能耗高和生產(chǎn)率低，氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量不是專門高，因此本設(shè)計(jì)依照我國(guó)的實(shí)際情況，采納國(guó)外較先進(jìn)的技術(shù)。如用管道化壓煮代替高壓溶出罐，采納多級(jí)自蒸發(fā)，多級(jí)預(yù)熱的管道化溶出，提高了溶出溫度，縮短了溶出時(shí)刻，提高了回收率，減輕了蒸發(fā)負(fù)擔(dān)，降低了能耗；再如采納先進(jìn)的閃速焙燒氫氧化鋁技術(shù)，其節(jié)能，且自動(dòng)化程度高，維護(hù)檢修容易，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。還引進(jìn)一些大型高效設(shè)備，氧化鋁生產(chǎn)裝備普遍向大型化進(jìn)展，以減少設(shè)備散熱面積，降低熱損失，提高設(shè)備效率[1-4]。我國(guó)氧化鋁工業(yè)通過20年，特不是近十年的科技進(jìn)步，技術(shù)水平和裝備水平已大大提高，要緊技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已得到優(yōu)化，與世界先進(jìn)氧化鋁工業(yè)的差距已明顯縮小，但礦石資源明顯貧化、能源仍相對(duì)高、產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足電解鋁要求等可持續(xù)進(jìn)展的問題差不多日趨明顯?，F(xiàn)在我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)方面的技術(shù)差不多達(dá)到比較先進(jìn)的水平，然而氧化鋁生產(chǎn)降低能耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減少環(huán)境污染等方面的技術(shù)還需要進(jìn)一步提高的，況且我國(guó)的生產(chǎn)技術(shù)水平與國(guó)外還有一定的差距，因此我還得進(jìn)一步提高自己，要走在世界的先進(jìn)行列。我國(guó)氧化鋁工業(yè)界應(yīng)更系統(tǒng)全面地認(rèn)識(shí)和研究我國(guó)的鋁土礦資源，加快開發(fā)應(yīng)用可處理我國(guó)中低品位一水硬鋁石礦資源的新工藝、新技術(shù)，擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外可經(jīng)濟(jì)利用的鋁資源量，進(jìn)行高效、節(jié)能、清潔的氧化鋁生產(chǎn)，是我國(guó)的鋁土礦資源的利用和氧化鋁工業(yè)可持續(xù)進(jìn)展[8-11]。隨著中國(guó)氧化鋁產(chǎn)能的迅速擴(kuò)張，鋁土礦的需求也大幅增長(zhǎng)，可能2006年～2010年間，中國(guó)對(duì)鋁土礦需求的年均增長(zhǎng)率將達(dá)到22%。依照美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)目前鋁土礦已探明的儲(chǔ)量為7億噸，按照目前對(duì)鋁土礦的需求狀況，能維持約20年的生產(chǎn)。近年來，隨著我國(guó)改革開放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步快速的進(jìn)展，市場(chǎng)對(duì)氧化鋁的需求大幅度增長(zhǎng)。這就要求我國(guó)的氧化鋁工業(yè)重新調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，既適應(yīng)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，又要科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理地配置使用資源，促進(jìn)我國(guó)鋁工業(yè)的可持續(xù)進(jìn)展。我國(guó)有豐富的鋁土礦資源，其儲(chǔ)量為23億噸，排名居世界第6位，80%以上屬于A/S<8的中低品位礦。我國(guó)的鋁土礦99%屬于高鋁、高硅、低鐵、低鋁硅比的一水硬鋁石型鋁土礦，耐磨難溶，一般需要在較高的溫度、堿液濃度和較高的壓力下才能溶出，而且溶出時(shí)刻較長(zhǎng)，較難處理。改良石灰拜耳法生產(chǎn)氧化鋁新工藝確實(shí)是在拜耳法生產(chǎn)工藝中添加較常規(guī)拜耳法適當(dāng)過量的石灰添加劑，選擇適宜的工藝條件，使得其脫硅產(chǎn)物要緊生成為水合鋁硅酸鈣(水化石榴石)，在堿耗同意的前提下采納純拜耳法流程生產(chǎn)氧化鋁，建設(shè)投資少，大幅度降低了生產(chǎn)能耗，生產(chǎn)成本，產(chǎn)品質(zhì)量高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。選石灰拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工藝設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題，通過此課題使我們對(duì)氧化鋁生產(chǎn)工藝流程、要緊技術(shù)指標(biāo)、冶金計(jì)算、冶金設(shè)備等實(shí)際生產(chǎn)情況得以全面的了解和掌握，同時(shí)能夠?qū)ξ覀兊膶I(yè)課進(jìn)行系統(tǒng)的考察，為以后從事氧化鋁行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和手段：目標(biāo)：通過用石灰拜耳法處理中鋁山西分公司鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的設(shè)計(jì)，使我們更深了解氧化鋁的生產(chǎn)方法、工藝流程、要緊技術(shù)條件、冶金設(shè)備、國(guó)內(nèi)外氧化鋁生產(chǎn)的現(xiàn)狀和進(jìn)展趨勢(shì)等實(shí)際情況[1]，使我們成為符合氧化鋁生產(chǎn)的合格的專業(yè)技術(shù)人才。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外氧化鋁現(xiàn)狀及進(jìn)展趨勢(shì)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的要緊內(nèi)容、方法和手段如下：(1)地址及生產(chǎn)能力的選擇與講明：由于學(xué)生是在中鋁山西分公司80萬噸氧化鋁廠進(jìn)行的實(shí)習(xí)，因此其畢業(yè)設(shè)計(jì)也是依照中鋁山西分公司的實(shí)際情況進(jìn)行的，因此，廠址的選擇、生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)差不多上以此基礎(chǔ)來進(jìn)行的。(2)生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇與論證：生產(chǎn)方法、工藝流程的選擇必須有兩種以上的材料進(jìn)行對(duì)比、論證，然后選擇技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的結(jié)論，并繪制詳細(xì)的工藝流程圖，對(duì)其工藝過程進(jìn)行簡(jiǎn)單的講明。(3)要緊技術(shù)條件的選擇依照原材料來源、質(zhì)量、成分，確定合理經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方法和工藝流程后，應(yīng)該選擇先進(jìn)的工藝技術(shù)條件和合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及產(chǎn)品的質(zhì)量要求等方案。（4）全廠的物料平衡計(jì)算：要求列出物料收支平衡表（5）全廠的設(shè)備選型計(jì)算：以年處理為依據(jù)，計(jì)算設(shè)備的日處理量和小時(shí)處理量，算出個(gè)工序所需設(shè)備的負(fù)荷、容量，確定設(shè)備的尺寸、規(guī)格以滿足生產(chǎn)的需要。（6）每噸氧化鋁產(chǎn)品的成本計(jì)算：（7）高壓溶出車間的工藝流程、工藝條件的選擇與論證：高壓溶出車間的選擇必須有兩種以上的方案進(jìn)行對(duì)比、論證，然后選擇技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的結(jié)論，并繪制詳細(xì)的工藝流程圖，對(duì)其工藝過程進(jìn)行簡(jiǎn)單的講明。（8）高壓溶出車間的熱平衡計(jì)算；（9）高壓溶出車間的設(shè)備選擇計(jì)算；（10）圖紙要求：高壓溶出的主體設(shè)備圖一張（最好是三視圖）、車間的工藝流程圖一張、車間的設(shè)備連接圖一張、車間的平面布置圖一張,盡可能用CAD軟件繪圖。（11）翻譯一篇與本課題緊密相關(guān)的外文資料。設(shè)計(jì)（論文）提綱及進(jìn)度安排：第3-5周：進(jìn)工廠實(shí)習(xí);第6-7周：收集原始資料，查閱文獻(xiàn)資料，翻譯外文資料，撰寫開題報(bào)告：第8-9周：冶金計(jì)算及設(shè)備選擇計(jì)算；第10-14周：圖紙繪制及論文撰寫；第15周：畢業(yè)答辯要緊參考文獻(xiàn)：[1]XuJin,SupplyandDemandofChinaAluminum(R).China&AsiaAiuminiumMarkets'99,20-21May,Beijing,China.[2]顧松青等.我國(guó)鋁工業(yè)現(xiàn)狀及邁人21世紀(jì)對(duì)策[A].中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)第三屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,1997.[3]沈賢春，馬志成.論自焙鋁電解槽技術(shù)改造[J].輕金屬，1998（1l），24-28.[4]畢詩文主編，氧化鋁生產(chǎn)工藝，北京；化學(xué)工業(yè)出版社，2006.1[5]沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院石灰拜耳法生產(chǎn)氧化鋁新工藝研究[Z]，1992.[6]中州分公司.2004年生產(chǎn)技術(shù)年報(bào)[Z].[7]河南分公司.2006年7月生產(chǎn)技術(shù)月報(bào)[Z].[8]畢詩文.氧化鋁生產(chǎn)工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2006，112～130.[9]付高峰等.氧化鋁生產(chǎn)知識(shí)問答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007，12～25.[10]A.A.阿格拉諾夫斯基等[蘇]沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)院氧化鋁專業(yè)組譯.氧化鋁生產(chǎn)生產(chǎn)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1974，103～120.[11]H.A.特洛依茨基[蘇]，白楊譯.氧化鋁工藝計(jì)算[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1977，114～128.[12]吳金水.拜耳法與混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)工藝物料平衡計(jì)算[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2002，5～45.[13]楊重愚.輕金屬冶金學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1991，21～48.[14]郭年祥.化工過程及設(shè)備.北京：冶金工業(yè)出版社，2007，32～78.[15]尹中林，李新華，范衛(wèi)東.石灰拜耳法新工藝及其應(yīng)用前景[C].第四屆全國(guó)輕金屬冶金學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,150.[16]陳學(xué)森.論提高我國(guó)氧化鋁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[J].綜述與專論，2000年8月第4期.[17]王平升，賈海龍.我國(guó)氧化鋁工業(yè)可持續(xù)進(jìn)展探討[J].輕金屬，2004（11）：3.[18]尹中林，顧松青，秦正.進(jìn)展我國(guó)氧化鋁工業(yè)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].輕金屬，2001，（8）：9.[19]姜躍華.氧化鋁生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[J].輕金屬，2007，（2）：11.[20]趙福輝,蘆東./kns50/detail.aspx?dbname=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e6%9c%9f%e5%88%8a%e5%85%a8%e6%96%87%e6%95%b0%e6%8d%ae%e5%ba%93&filename=QJSS200005003&filetitle=%e6%8b%9c%e8%80%b3%e6%b3%95%e4%b8%80%e6%ac%a1%e6%b4%97%e6%b6%a4%e6%b2%89%e9%99%8d%e6拜耳法一次洗滌沉降槽運(yùn)轉(zhuǎn)周期縮短的緣故分析及應(yīng)對(duì)措施[J].輕金屬,2000,(05)：52～65.[22]張東波,王鈞,鄭敏.試論入世對(duì)中國(guó)氧化鋁工業(yè)的阻礙[J].輕金屬,2003,(07)：27～34.[16]吳鋼,閆晉鋼.加快分析技術(shù)進(jìn)步支持鋁工業(yè)進(jìn)展創(chuàng)新[J].輕金屬,2003,(07)：18～23.[23]李春潮,呂子劍./kns50/detail.aspx?dbname=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e6%9c%9f%e5%88%8a%e5%85%a8%e6%96%87%e6%95%b0%e6%8d%ae%e5%ba%93&filename=YSXK200402011&filetitle=%e9%ab%98%e5%b2%ad%e7%9f%b3%e4%b8%8e%e4%b8%80%e6%b0%b4%e7%a1%ac%e9%93%9d%e7%9f%b3%e5高嶺石與一水硬鋁石反浮選分離藥劑研究[J].有色金屬(選礦部分),2004,(02)：25～31.[25]郭鍵,任愛軍,方啟學(xué),胡永平./kns50/detail.aspx?dbname=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e6%9c%9f%e5%88%8a%e5%85%a8%e6%96%87%e6%95%b0%e6%8d%ae%e5%ba%93&filename=ZYXZ200101027&filetitle=%e4%b8%80%e6%b0%b4%e7%a1%ac%e9%93%9d%e7%9f%b3%e5%9e%8b%e9%93%9d%e5%9c%9f%e7%9f%bf%e9一水硬鋁石型鋁土礦鋁硅浮選分離的溶液化學(xué)[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2001,(01)：27～36.指導(dǎo)教師審核意見：指導(dǎo)教師（簽字）：年月日注：本表可自主延伸摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn)110萬噸氧化鋁的工廠，以山西鋁廠的鋁土礦（一水硬鋁石）為原料進(jìn)行生產(chǎn)。其生產(chǎn)方法是采納目前工藝流程最簡(jiǎn)單、綜合能耗較低的拜耳法，其生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)采納目前國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的高壓溶出工藝。依照所學(xué)的理論知識(shí)并相關(guān)的工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行了各項(xiàng)冶金計(jì)算，如全廠物料平衡、全廠設(shè)備選擇、高壓溶出車間的設(shè)備選擇計(jì)算、高壓溶出工藝流程與技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的選擇論證及高壓溶出車間熱平衡，并進(jìn)行了廠址和生產(chǎn)的選擇與論證，生產(chǎn)110萬噸氧化鋁產(chǎn)品的輔助材料單耗和成本計(jì)算，最后繪制了有關(guān)的圖紙。關(guān)鍵詞：拜耳法；石灰；氧化鋁；鋁酸鈉溶液； ABSTRACTThisgraduationprojectdutyistodesignfactoryof1100，000tonspre-yearalumina.ItisadoptedatpresentBayertechnicalprocessmethod,whichhaspropertiesofsimpleprocess,lowcomprehensiveenergyconsumption.Thedesignusesmoreadvancedtechnologyofindirectheatinghighpressuretodissolvethecraft,carriesontheproductiontotaketheShanxiCounty’sbauxiteastherawmaterial.Accordingtotheorykonwledgeandunionrelatedplantproductiondatamaterial,eachmetallurgycalculationwascarriedon,liketheentirefactorymassblance,theentirefactoryequipmentchoice,theequipmentchoicecalculationofthehighpressuredissolutionplant,thehighpressuredisslovesthetechnicalprocessandthetechnologycurrenteconomicconditionchoiceproofandthehighpressuredissolutionplantheatcalculation,choiceandproofofthefactorysiteandtheproductionmethod.Thetonaluminaproductoriginalauxiliarymaterialconsumptionandcostwascalculated.Finally,therelatedblueprintwasdrawnup.Keyword:Bayer-procss;Lime;Alumina;Sodiumaluminate;目錄第一章概述 1第二章廠址和生產(chǎn)能力的選擇與論證 42.1廠址的選擇和論證 42.2生產(chǎn)能力的選擇與論證 4第三章生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇與論證 63.1生產(chǎn)方法的選擇與論證 63.2工藝流程的選擇與論證 6第四章要緊技術(shù)條件的選擇 104.1破裂與磨碎 104.2預(yù)脫硅 104.3高壓溶出 104.4赤泥的沉降分離與洗滌 104.5精濾 114.6種子分解 114.7母液蒸發(fā) 114.8氫氧化鋁過濾 114.9焙燒 114.10混礦計(jì)算氧化鋁回收率 12第五章全廠物料平衡計(jì)算 135.1原料成分 135.2生產(chǎn)過程中的要緊技術(shù)條件 135.3以1000kg碎鋁土礦為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 145.3.1石灰添加量 145.3.2配堿計(jì)算 145.3.3進(jìn)入濕磨的成重量 175.3.4進(jìn)入溶出礦漿液的成重量 185.3.5進(jìn)入溶出液的成重量 185.3.6進(jìn)入溶出赤泥的成重量 185.3.7溶出過程中水的平衡 195.3.8進(jìn)入分離赤泥的成重量 195.3.9赤泥沉降分離 205.4晶種攪拌分解 215.5產(chǎn)品Al(OH)3分離、洗滌與焙燒 235.6種分母液蒸發(fā) 245.7蘇打?yàn)V餅及其附液量 255.8蒸發(fā)水量計(jì)算 265.9Al(OH)3焙燒 265.10生產(chǎn)1t產(chǎn)品氧化鋁的物料平衡計(jì)算 295.10.1破裂平衡 295.10.2濕磨平衡 305.10.3溶出平衡 305.10.4溶出礦漿稀釋及赤泥沉降分離平衡 325.10.5赤泥洗滌平衡 355.10.6粗液葉濾平衡 375.10.7晶種攪拌分解平衡 385.10.8晶種與產(chǎn)品Al(OH)3分離平衡 405.10.9產(chǎn)品Al(OH)3洗滌平衡 425.10.10Al(OH)3焙燒平衡 445.10.11種分母液蒸發(fā)平衡 455.10.12蘇打結(jié)晶濾餅苛化 47第六章全廠設(shè)備選擇計(jì)算 526.1全廠物料流量平衡 526.2全廠要緊設(shè)備選擇 566.3全廠要緊設(shè)備 56第七章噸氧化鋁產(chǎn)品成本估算 57第八章高壓溶出車間工藝條件的選擇與論證 58第九章高壓溶出車間熱平衡計(jì)算 609.1自蒸發(fā)各級(jí)參數(shù) 609.2計(jì)算自蒸發(fā)水量 609.3礦漿預(yù)熱 61第十章高壓溶出車間設(shè)備選擇計(jì)算 6410.1預(yù)熱器計(jì)算 6410.2間接加熱壓煮器加熱面積 6510.3計(jì)算自蒸發(fā)器 6510.4給料油泵計(jì)算 66參考文獻(xiàn) 67外文資料 68中文翻譯 72致謝 79小論文 80第一章概述由于鋁及其合金具有許多優(yōu)良性能，而且鋁的資源又專門豐富，由于鋁及其合金具有許多優(yōu)良性能，而且鋁的資源又專門豐富，因此，鋁工業(yè)問世以來進(jìn)展十分迅速。2005年世界原鋁產(chǎn)量差不多達(dá)到3193萬噸，其中我國(guó)產(chǎn)量780萬噸。目前世界上生產(chǎn)氧化鋁的國(guó)家有30余個(gè)，氧化鋁廠85座。要緊集中在澳大利亞、中國(guó)、美國(guó)、巴西和俄羅斯，這5個(gè)國(guó)家氧化鋁產(chǎn)能占世界總產(chǎn)能的70%左右，其中澳大利亞鋁土礦資源得天獨(dú)厚，氧化鋁產(chǎn)能占世界的25%左右。全球氧化鋁廠中規(guī)模在100萬噸/年以上的有30家，生產(chǎn)能力占全球總產(chǎn)能的50%以上其中300萬噸/年以上的3家均在澳大利亞。世界氧化鋁的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)要緊集中在6家跨國(guó)企業(yè)集團(tuán)手中，其中美鋁和加鋁操縱了全球30%以上的氧化鋁生產(chǎn)能力[2]。冰晶石－氧化鋁熔體電解仍然是目前工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的唯一方法，因此鋁生產(chǎn)包括從鋁礦石生產(chǎn)氧化鋁以及電解鋁冶煉兩個(gè)要緊過程。每生產(chǎn)1t金屬鋁消耗近2t氧化鋁，因此隨著電解煉鋁的迅速增長(zhǎng)，氧化鋁生產(chǎn)也迅速進(jìn)展起來，2005年世界氧化鋁產(chǎn)量達(dá)到6131萬噸，其中我國(guó)產(chǎn)量858萬噸。90％以上的氧化鋁是供電解煉鋁用，之外使用的氧化鋁稱之為非冶金用氧化鋁或多品種氧化鋁。鋁或多品種氧化鋁。我國(guó)具有較豐富的鋁土礦資源，迄今已探明保守儲(chǔ)量23億噸，位居世界第4，具備進(jìn)展氧化鋁工業(yè)的資源條件。據(jù)2004年以來的不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)已公布的氧化鋁投資項(xiàng)目達(dá)27個(gè)，測(cè)算總規(guī)模達(dá)1604.1萬t。即使不考慮利用國(guó)外鋁土礦資源和到海外投資辦廠的項(xiàng)目，總規(guī)模也達(dá)到2814.1萬t。2006年底，中鋁公司氧化鋁生產(chǎn)952萬t，除目前已公布在建的氧化鋁規(guī)模外，全國(guó)還有擬建氧化鋁總規(guī)模1992萬t接近國(guó)外所有擬建(擴(kuò)建)氧化鋁項(xiàng)目的總和。氧化鋁工業(yè)的迅速進(jìn)展不同于以往的低水平重復(fù)建設(shè)，而是上規(guī)模、高水平，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，極大地提升了我國(guó)氧化鋁工業(yè)整體水平和競(jìng)爭(zhēng)力。然而，假如這種投資熱接著無序膨脹，勢(shì)必造成產(chǎn)品相對(duì)過剩[3].。目前我國(guó)氧化鋁企業(yè)達(dá)40多家，已建和在建產(chǎn)能達(dá)4350多萬噸/年，其中處理國(guó)內(nèi)鋁土礦的產(chǎn)能為3250萬噸/年。2010年全國(guó)氧化鋁產(chǎn)量2896萬噸，是世界第一大氧化鋁生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)是鋁消耗大國(guó)，目前我國(guó)電解鋁的生產(chǎn)原料氧化鋁存在不足的現(xiàn)象，隨著電解鋁生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展，自動(dòng)化電子計(jì)算機(jī)操縱程度的提高和環(huán)境愛護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，電解鋁廠要求供應(yīng)砂狀氧化鋁?，F(xiàn)在我國(guó)處理一水硬鋁石型鋁土礦，采納拜耳法生產(chǎn)工藝，加上現(xiàn)有的技術(shù)，能夠生產(chǎn)出砂狀氧化鋁，其質(zhì)量指標(biāo)能夠達(dá)到國(guó)際砂狀氧化鋁規(guī)定的水平。因此本設(shè)計(jì)降采納拜耳法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)砂狀氧化鋁[1]。由于鋁及鋁合金具有許多優(yōu)良的性能，而且鋁的資源又專門豐富，因此，鋁工業(yè)自問世以來進(jìn)展十分迅速。1890~1990年，全世界金屬鋁的總產(chǎn)量約為2.8萬噸，到20世紀(jì)50年代中葉，鋁的產(chǎn)量已超過銅而居有色金屬之首，僅次于鋼鐵。1990年世界原鋁產(chǎn)量超過1600萬噸（此外，還有占鋁消耗量20%左右的再生鋁），約占世界有色金屬總產(chǎn)量的40%。而2005年世界原鋁產(chǎn)量達(dá)到3189萬噸。冰晶石-氧化鋁熔體電解仍然是目前工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的唯一方法，因此鋁生產(chǎn)包括從鋁礦石生產(chǎn)氧化鋁以及電解鋁兩個(gè)要緊過程。每生產(chǎn)1噸金屬鋁消耗近2噸氧化鋁。因此，隨著電解鋁的迅速增長(zhǎng)，氧化鋁生產(chǎn)業(yè)迅速進(jìn)展起來。當(dāng)前氧化鋁生產(chǎn)大部分以鋁土礦為原料，生產(chǎn)方法只要是拜耳法，因?yàn)榇朔椒軌蚪档拖?、提高勞?dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本且產(chǎn)品質(zhì)量佳。氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高，要緊是由于工藝過程不斷完善的結(jié)果。例如在拜耳法生產(chǎn)中采納管道化溶出代替高壓溶出進(jìn)行鋁土礦的溶出，用流態(tài)化煅燒代替回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氫氧化鋁的煅燒，在母液蒸發(fā)中采納在氧化鋁生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)大的比重，降低能耗仍是當(dāng)前氧化鋁生產(chǎn)中的重大任務(wù)[6]。目前，氧化鋁工業(yè)總的進(jìn)展方向是充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，廣泛研究新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)以強(qiáng)化生產(chǎn)，降低能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，綜合利用資源，減少或消除對(duì)環(huán)境的污染，提高生產(chǎn)過程的連續(xù)化、自動(dòng)化水平，利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全流程集中操縱[12]。我國(guó)鋁工業(yè)是上世紀(jì)中葉進(jìn)展起來的，目前我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量和品種不段增加，質(zhì)量日益提高，在生產(chǎn)技術(shù)上取得了一系列重要成就，然而我國(guó)氧化鋁工業(yè)從整體上與世界先進(jìn)水平相比，還有一定的差距，要緊表現(xiàn)在技術(shù)裝備水平和某些要緊技術(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)上。如生產(chǎn)過程的能耗高和生產(chǎn)率低，氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量不是專門高，因此本設(shè)計(jì)依照我國(guó)的實(shí)際情況，采納國(guó)外較先進(jìn)的技術(shù)。如用管道化壓煮代替高壓溶出罐，采納多級(jí)自蒸發(fā)，多級(jí)預(yù)熱的管道化溶出，提高了溶出溫度，縮短了溶出時(shí)刻，提高了回收率，減輕了蒸發(fā)負(fù)擔(dān)，降低了能耗；再如采納先進(jìn)的閃速焙燒氫氧化鋁技術(shù)，其節(jié)能，且自動(dòng)化程度高，維護(hù)檢修容易，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。還引進(jìn)一些大型高效設(shè)備，氧化鋁生產(chǎn)裝備普遍向大型化進(jìn)展，以減少設(shè)備散熱面積，降低熱損失，提高設(shè)備效率[1-4]。我國(guó)氧化鋁工業(yè)通過20年，特不是近十年的科技進(jìn)步，技術(shù)水平和裝備水平已大大提高，要緊技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已得到優(yōu)化，與世界先進(jìn)氧化鋁工業(yè)的差距已明顯縮小，但礦石資源明顯貧化、能源仍相對(duì)高、產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足電解鋁要求等可持續(xù)進(jìn)展的問題差不多日趨明顯?，F(xiàn)在我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)方面的技術(shù)差不多達(dá)到比較先進(jìn)的水平，然而氧化鋁生產(chǎn)降低能耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減少環(huán)境污染等方面的技術(shù)還需要進(jìn)一步提高的，況且我國(guó)的生產(chǎn)技術(shù)水平與國(guó)外還有一定的差距，因此我還得進(jìn)一步提高自己，要走在世界的先進(jìn)行列。我國(guó)氧化鋁工業(yè)界應(yīng)更系統(tǒng)全面地認(rèn)識(shí)和研究我國(guó)的鋁土礦資源，加快開發(fā)應(yīng)用可處理我國(guó)中低品位一水硬鋁石礦資源的新工藝、新技術(shù)，擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外可經(jīng)濟(jì)利用的鋁資源量，進(jìn)行高效、節(jié)能、清潔的氧化鋁生產(chǎn)，是我國(guó)的鋁土礦資源的利用和氧化鋁工業(yè)可持續(xù)進(jìn)展[8-11]。第二章廠址和生產(chǎn)能力的選擇與論證2.1廠址的選擇和論證氧化鋁廠的設(shè)計(jì)，大體能夠分為以下幾種：首先是新建氧化鋁廠的設(shè)計(jì)。此種類型的設(shè)計(jì)，要求比較全面，要求完成從建廠調(diào)查廠址選擇到施工圖設(shè)計(jì)這一成套任務(wù)。然后是現(xiàn)有氧化鋁廠或車間的擴(kuò)建或改造設(shè)計(jì)。這是為適應(yīng)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模或增加產(chǎn)品品種改革重大的生產(chǎn)工藝而提出的設(shè)計(jì)任務(wù)。還有確實(shí)是技術(shù)措施性工程設(shè)計(jì)任務(wù)，其設(shè)計(jì)工作量小，一般有原廠承擔(dān)，經(jīng)費(fèi)來自工廠的技術(shù)措施費(fèi)用。廠址的選擇關(guān)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的合理布局，國(guó)家資金的利用，企業(yè)建設(shè)速度、建設(shè)成本以及整個(gè)廠的正常生產(chǎn)是至關(guān)重要的，同時(shí)關(guān)系到國(guó)防、公農(nóng)業(yè)進(jìn)展和醫(yī)療衛(wèi)生等各方面。廠址選擇不當(dāng)，將增加建設(shè)投資和產(chǎn)品成本，造成環(huán)境污染，將會(huì)危及人民的健康，給國(guó)家造成更大損失，因此正確選擇廠址十分重要。廠址的選擇與許多因素有關(guān)，應(yīng)綜合考慮。依照有關(guān)資料，將廠址選在山西河津一帶比較合理，在此建廠具有一下優(yōu)點(diǎn)：煤礦資源豐富；距礦石開采區(qū)近，能夠減少原料運(yùn)輸費(fèi)用；水資源豐富可靠，能提供工廠用水量；山西水電資源豐富，可保證工廠用電；交通便利，有水路、公路和鐵路的運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)；廠區(qū)地勢(shì)平坦，基石程度較大，地震效應(yīng)對(duì)建筑沒有太大的阻礙，能夠節(jié)約工廠基建投資；那個(gè)區(qū)域遠(yuǎn)離城區(qū)，而當(dāng)?shù)仫L(fēng)向要緊是西北風(fēng)，有利于工廠廢氣擴(kuò)散，減輕工業(yè)污染；背靠龍門山，有豐富的石灰石資源。2.2生產(chǎn)能力的選擇與論證氧化鋁廠生產(chǎn)能力的選擇是依照專門多因素確定的，而其本身有阻礙著建設(shè)中以及生產(chǎn)以后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)效果。生產(chǎn)能力的確定首先在國(guó)家打算指導(dǎo)下，依照資源、動(dòng)力、當(dāng)時(shí)國(guó)情以及預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果等情況來考慮的[13]。氧化鋁廠的生產(chǎn)能力應(yīng)符合國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)打算，以免生產(chǎn)的盲目性；生產(chǎn)能力還取決于資源的情況。目前氧化鋁生產(chǎn)規(guī)模趨向大型化，工廠的大型化能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少單位成品投資，降低產(chǎn)品成本，提高連續(xù)化和自動(dòng)化水平。在國(guó)外，大型化氧化鋁廠的生產(chǎn)年限一般都在五十年以上；礦石加工的難易程度對(duì)生產(chǎn)能力也有專門大的阻礙。如優(yōu)質(zhì)的三水鋁石型礦石處理起來方便，所需的設(shè)備較小，在如此的情況下，生產(chǎn)能力能夠選大些，但山西鋁土礦是難容礦，高鐵低硅是其最大的特點(diǎn)，故生產(chǎn)能力不易過大，這只是一方面阻礙，由于現(xiàn)在溶出技術(shù)的提高，這方面問題已得到解決；在確定產(chǎn)能時(shí)，還要考慮到分期建設(shè)和擴(kuò)建問題，為充分利用國(guó)家資金，減少一次性投資，能夠采納“以鋁養(yǎng)鋁”的方法分期擴(kuò)建。建設(shè)期的劃分阻礙到投資的充分利用，剩下的擴(kuò)建產(chǎn)量不宜與現(xiàn)有產(chǎn)量相差過于懸殊。山西鋁廠現(xiàn)在已新建的80萬噸氧化鋁廠，因此設(shè)計(jì)的年產(chǎn)110萬噸的氧化鋁廠的產(chǎn)能是能夠?qū)崿F(xiàn)的。第三章生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇與論證3.1生產(chǎn)方法的選擇與論證迄今為止氧化鋁的生產(chǎn)方法，差不多提出了專門多從鋁礦石或其它含鋁原料中提取氧化鋁的方法。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的緣故，有些方法已被淘汰，有些還處于試驗(yàn)研究時(shí)期。其生產(chǎn)方法能夠分堿法、酸法、酸堿聯(lián)合法和熱法，現(xiàn)在幾乎全的氧化鋁廠都采納堿法生產(chǎn)。堿法又分為拜耳法、燒結(jié)法、聯(lián)合法等多種工藝流程。拜耳法是由奧地利化學(xué)家拜耳于1889～1892年期間發(fā)明的一種從鋁土礦中提取氧化鋁的方法。一百多年來在工藝技術(shù)方面差不多有了許多改進(jìn)，但差不多原理并未發(fā)生變化。為紀(jì)念拜耳這一偉大貢獻(xiàn)，該方法一直沿用拜耳法這一名稱。拜耳法是直接利用含有大量游離氫氧化鋁的循環(huán)母液處理鋁土礦，以溶出其中的氧化鋁而獲得鋁酸鈉溶液，鋁酸鈉溶液加晶種分解后，氧化鋁以氫氧化鋁的形式析出，種分母液通過種分濃縮后返回重新用于溶出鋁土礦。用拜耳法生產(chǎn)具有專門多優(yōu)點(diǎn)[16-17]：流程簡(jiǎn)單，設(shè)備易于制造；加工過程為濕法冶煉，有利于改善勞動(dòng)環(huán)境；拜耳法能耗低，生產(chǎn)成本低；拜耳法產(chǎn)品質(zhì)量高；拜耳法的勞動(dòng)生產(chǎn)率高。處理高品位鋁土礦時(shí)生產(chǎn)成本也專門低，比其它方法工藝簡(jiǎn)單，但拜耳法生產(chǎn)時(shí)，原料中的SiO2要緊以鈉硅渣的形式排出，1kgSiO2要造成1kg氧化鋁和0.608kg的堿損失。若礦石中的SiO2含量過高，將使氧化鋁回收率專門低，而堿耗專門大，從而提高生產(chǎn)成本，不能經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行生產(chǎn)。氧化鋁生產(chǎn)方法的選擇，要緊是依照鋁土礦的品位，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理以及礦物類型等。國(guó)外氧化鋁廠所用礦石品位普遍較高，礦石鋁硅比大部分都在10以上，多為易溶的三水鋁石，山西礦石類型大都為難容的一水硬鋁石，用拜耳法生產(chǎn)時(shí)，對(duì)礦石的品位要求比較高，現(xiàn)在我國(guó)拜耳法生產(chǎn)氧化鋁必須添加石灰。3.2工藝流程的選擇與論證采納拜耳法生產(chǎn)氧化鋁已有100多年的歷史，100多年來隨著科學(xué)的進(jìn)展、新技術(shù)的應(yīng)用，這一方法差不多有了專門大的進(jìn)展和改進(jìn)。目前，它仍是世界上生產(chǎn)氧化鋁的要緊方法之一。拜耳法用在處理低硅鋁土礦（一般要求A/S＞7.0），特不是用在處理三水鋁石型鋁土礦時(shí)有流程簡(jiǎn)單、作業(yè)方便、能量消耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在除了受原料條件限制的某些地區(qū)以外，大多數(shù)氧化鋁廠都采納拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。本設(shè)計(jì)采納的拜耳法流程見圖3-1。拜耳法工藝流程實(shí)質(zhì)包括溶出、稀釋、分解、蒸發(fā)四個(gè)要緊工序在內(nèi)的循環(huán)過程，除以上工序外，還有礦石的破裂細(xì)磨過程、赤泥渣和氫氧化鋁的分解洗滌過程，氫氧化鋁的焙燒過程和碳酸鈉苛化過程等[18-20]。進(jìn)入礦倉的鋁土礦經(jīng)中碎和細(xì)碎之后，按要求配一定的標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)母液，同時(shí)配入一定量的石灰和補(bǔ)堿，苛化堿液一起進(jìn)入球磨機(jī)中細(xì)磨到要求的粒度，得到的合格的原礦漿槽中經(jīng)間接加熱進(jìn)行預(yù)脫硅，然后用高壓隔膜泵送進(jìn)換熱器，用從自蒸發(fā)器出來的二次蒸汽來預(yù)熱礦漿，然后進(jìn)入新蒸汽加熱時(shí)刻，使反應(yīng)差不多完成，然后進(jìn)入降溫降壓的自蒸發(fā)系統(tǒng)，通過9級(jí)自蒸發(fā)后，原礦漿溫度為134℃，其二次蒸汽用于預(yù)熱原礦漿。溶出礦漿在稀釋槽中被稀釋，同時(shí)攪拌停留4-5個(gè)小時(shí)，在這段時(shí)刻內(nèi)，脫硅接著進(jìn)行，然后稀釋液進(jìn)入吃你沉降槽進(jìn)行四次反向洗滌，洗液返回去稀釋溶出礦漿，赤泥放在赤泥堆場(chǎng)。送到葉濾工序的粗液，通過葉濾機(jī)再進(jìn)行熱交換降溫，進(jìn)入一段種子攪拌分解槽，首槽加入細(xì)種子，再進(jìn)行熱交換器降溫，再進(jìn)入二段攪拌分解槽，首槽加入粗種子，通過分級(jí)機(jī)分級(jí)，底流獲得氫氧化鋁，溢流進(jìn)入二次分級(jí)機(jī)，底流的粗種子，溢流進(jìn)入沉降槽，所得到的氫氧化鋁經(jīng)洗滌后送往焙燒車間進(jìn)行焙燒，種分母液小部分用于稀釋工序參加稀釋，以提高稀釋液的苛性比值，減少氧化鋁的水解損失，剩余的一小部分母液進(jìn)行深度蒸發(fā)，過濾后蒸發(fā)母液與未參加蒸發(fā)的種分母液混合調(diào)配，得到合格的循環(huán)母液送到原礦漿濕磨工序進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)溶出。蒸發(fā)過程中析出的一水蘇打送往苛化得到苛堿，苛化液重新參加配料。燒后的成品氧化鋁送往氧化鋁儲(chǔ)倉，預(yù)備出廠銷售?，F(xiàn)對(duì)整個(gè)流程中的要緊工序從理論上作出進(jìn)一步詳細(xì)的闡述：(1)礦石的磨細(xì)程度拜耳法溶出屬于多相反應(yīng)，即是固—固、固—液之間發(fā)生的多相反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)一般是在固體顆粒表面上進(jìn)行的，為此要求參加反應(yīng)的各成分表面積要大，混合要均勻。當(dāng)其他條件相同時(shí)，溶出率隨著細(xì)磨程度的增加而提高，然而細(xì)磨到一定程度后，再提高細(xì)磨程度對(duì)溶出率的增加已無明顯阻礙。另外，磨得太細(xì)，除增加磨礦費(fèi)用外，還能引起赤泥沉降性能變壞。管道化裝置對(duì)礦石粗細(xì)度要求更高一些，為保證礦石粒度，采納閉路細(xì)磨流程。(2)鋁土礦的溶出。詳見專題部分(3)溶出液的稀釋 補(bǔ)充苛性堿 鋁土礦破裂破裂石灰濕磨濕磨溶出溶出沉降分離稀釋礦漿稀釋溶出礦漿沉降分離稀釋礦漿稀釋赤泥洗滌葉濾 粗液稠濃赤泥漿 熱水赤泥洗滌葉濾晶種分解 精液晶種分解石灰乳赤泥洗液石灰乳 堆場(chǎng)苛化苛化沉降分離氫氧化鋁漿液沉降分離溶解蒸發(fā)母液溶解蒸發(fā)晶種氫氧化鋁洗滌分離Na2CO3·H2O洗滌分離 洗滌 結(jié)晶氫氧化鋁煅燒 蒸發(fā)母液煅燒 氧化鋁 圖3-1拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工藝流程圖溶出礦漿稀釋的目的在于：1.降低鋁酸鈉溶液的濃度。溶出礦漿鋁酸鈉溶液的濃度專門高，其穩(wěn)定不利于晶種分解，因此用赤泥洗液和氫氧化鋁洗液將溶出礦漿稀釋到氧化鋁160g/l左右，降低了溶液的穩(wěn)定性，加速分解，同時(shí)還能得到較高的分解率，有利于循環(huán)效率的提高。2.稀釋有利于鋁酸鈉溶液進(jìn)一步脫硅。盡管鋁土礦在溶出前進(jìn)行了預(yù)脫硅，在溶出過程中又進(jìn)一步進(jìn)行了脫硅反應(yīng)，然而溶出液的氧化鋁濃度專門高，使得二氧化硅的平衡濃度相應(yīng)也專門高。因此溶出液的脫硅指數(shù)并不高，為保證種分氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量，必須要求精液的脫硅指數(shù)在300以上。稀釋有利于脫硅，使硅指數(shù)上升。3.稀釋有利于赤泥分離。鋁酸鈉溶液越高，黏度越大，赤泥分離就越困難，故需稀釋溶出礦漿是溶液濃度、黏度降低，便于赤泥分離。4.稀釋便于沉降槽的操作。在生產(chǎn)中，溶出礦漿的成分波動(dòng)專門大，進(jìn)入稀釋槽內(nèi)混合以后使礦漿成分波動(dòng)專門小，濃度符合要求，比重穩(wěn)定，便于沉降槽的操作。由于以上種種有利因素，故需要高稀釋工序。(4)沉降分離與赤泥洗滌阻礙拜耳法赤泥沉降和壓縮性能的因素專門多，要緊有：1.漿液溫度。溫度升高，溶液的黏度、比重都下降，沉降速度增加，沉降槽產(chǎn)能提高，同時(shí)溫度是鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性增加，減少了氧化鋁在分離洗滌過程中的水解損失。2.濃度的阻礙。3.絮凝劑作用。綜合這些情況本設(shè)計(jì)采納赤泥洗滌液濃度大于95℃，赤泥分離底流L/S=4，末次洗滌底流L/S=2.88.通過計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)，其赤泥四次反向洗滌，附液量完全達(dá)到要求。(5)種子分解為適應(yīng)電解煉鋁對(duì)氧化鋁質(zhì)量的要求，本設(shè)計(jì)采納生產(chǎn)砂狀氧化鋁的技術(shù)，依照我國(guó)礦石的特點(diǎn)，為不阻礙氧化鋁生產(chǎn)的單位熱耗和產(chǎn)量指標(biāo)，應(yīng)采納高濃度精液分解。(6)蒸發(fā)工序蒸發(fā)采納5組5效降膜式蒸發(fā)器組，汽耗0.4t-水，蒸發(fā)母液苛性堿濃度230.76g/l，碳酸堿濃度28.67g/l，苛性比2.950，種分母液浮游物不大于1g/l.(7)焙燒工序本設(shè)計(jì)采納目前較先進(jìn)的流態(tài)化閃速焙燒技術(shù)，此方法較轉(zhuǎn)回窯焙燒技術(shù)先進(jìn)得多，工藝也簡(jiǎn)單，勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高。第四章要緊技術(shù)條件的選擇依照全廠物料衡算和全廠設(shè)備選擇計(jì)算，需要選擇一定的技術(shù)條件。要緊的技術(shù)條件如下：4.1破裂與磨碎石灰添加量：8.00%入磨鋁土礦粒度：＜15mm原礦漿粒度：-0.5mm,100%-0.3mm,99%原礦將固含：400g/l每噸氧化鋁補(bǔ)堿量：45kg4.2預(yù)脫硅預(yù)脫硅溫度：105℃預(yù)脫硅時(shí)刻：4.5h4.3高壓溶出溶出溫度：265℃脫硅指數(shù)：230保溫溶出時(shí)刻:2hNa2Ok濃度：245g/l溶出分子比：1.50循環(huán)母液Na2Ok濃度：245g/l,分子比2.92溶出赤泥鋁硅比（A/S）：1.45溶出赤泥鈉硅比（N/S）：0.16稀釋漿液Na2Ok濃度：202.2g/l4.4赤泥的沉降分離與洗滌分離底流固含：≥28.6%分離溢流浮游物：≤0.2g/l一次洗滌固含：≥32.6%二次洗滌固含：≥32.9%三次洗滌固含：≥47%末次洗滌底流固含：≥48%棄赤泥附損：≤4.5kg-Na2O-干赤泥≤3.4kg-Al2O3-干赤泥 ≤0.5kg-Na2Oc-干赤泥4.5精濾CaO消耗量：400mg/l精液浮游物：≤0.015g/l精液濃度（Na2Ok）：165g/l精液ak：1.5種分母液ak：2.9024.6種子分解晶種系數(shù)：3.5分解溫度：初溫68℃，終溫35℃分解時(shí)刻：4h4.7母液蒸發(fā)強(qiáng)制效蒸發(fā)母液濃度Na2Ok：320g/l4.8氫氧化鋁過濾洗水量：0.6t/t-Al(OH)3分離濾餅水率：≤18%洗滌濾餅含水率：≤8%4.9焙燒煙囪出口含塵量：≤100mg/nm3煙囪出口氣溫度：130～140℃4.10混礦計(jì)算氧化鋁回收率按混礦計(jì)算氧化鋁的回收率為72.26%第五章全廠物料平衡計(jì)算5.1原料成分原料成分如表5－1所示表5－1鋁土礦及石灰（%）成分項(xiàng)目Al2O3SiO2Fe2O3CaO灼減其他CO2總計(jì)附水鋁土礦(%)58.256.1216.780.0912.584.750.63100.002.00石灰(%)2.323.781.5786.252.953.13100.008.00其他5,25%包括TiO24.32%5.2生產(chǎn)過程中的要緊技術(shù)條件1、循環(huán)母液及赤泥濾餅附液的成分循環(huán)母液及赤泥濾餅附液的成分見表5－2表5－2循環(huán)母液及赤泥濾餅附液的成分成分項(xiàng)目Al2O3SiO2Na2OkNa2OcCO2計(jì)H2O密度(20℃)循環(huán)母液/(g·L-1)114.60.52202.2023.3416.56357.22965.781323.00赤泥濾餅附液(%)1.522.0330.2510.1733.97796.023100.002、石灰添加量按原礦漿中CaO含量8.00%計(jì)。3、赤泥鋁硅重量比及鈉硅重量比溶出赤泥A/S=2.00；分離赤泥A/S=2.20；NK/S=0.16；赤泥結(jié)晶水為8%。4、溶出液及稀釋液溶出液苛性比值k=1.50，脫硅指數(shù)A/S=230，Al2O3濃度=270g/L；稀釋液Al2O3濃度=160g/L，脫硅指數(shù)A/S=307。5、赤泥分離與洗滌液固比L/S分離L/S=4.00；一次洗滌L/S=3.00；二次洗滌L/S=2.95；三次洗滌L/S=2.90；四次洗滌L/S=2.88；赤泥濾餅附液液固比L/S=30/70。6、種分蒸發(fā)母液苛性比值（k）為2.9024。7、Al(OH)3洗滌用水量為1t干Al(OH)3耗1.20t新水，洗凈后Al(OH)3含水6%。8、蘇打?yàn)V餅苛化率為90%，苛化時(shí)石灰投入量按CaO化學(xué)計(jì)量的125%。9、生產(chǎn)過程中Al2O3及Na2O的機(jī)械損失[5]。1）破裂及儲(chǔ)存0.30%；濕磨0.20%；2）葉濾0.05%；3）晶種攪拌分解0.37%；4）Al(OH)3洗滌0.30%；5）種分原液蒸發(fā)0.20%；6）Al(OH)3焙燒0.337%。5.3以1000kg碎鋁土礦為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)5.3.1石灰添加量按每噸碎鋁土礦計(jì)，設(shè)石灰添加量為X，則：（0.8625X+0.9）/（X+1000）=8.00%解之得：X=101.09kg式中：0.8625－石灰中CaO含量，%；0.90－1t鋁土礦中CaO含量，kg；8.00－原礦漿要求的CaO含量，%；混礦成分見表5－3表5－3混礦成分成分項(xiàng)目Al2O3SiO2Fe2O3CaOCO2其他H2O結(jié)計(jì)附水總計(jì)鋁土礦/Kg582.561.20167.80.906.3057.5123.80100020.001020.00石灰/Kg2.323.781.575101.098.09109.18混礦/Kg584.8564.98169.3787.159.4360.45123.801101.0928.091129.18混礦/%53.255.914.187.980.85.4911.24100100.005.3.2配堿計(jì)算1、預(yù)算生產(chǎn)過程反苛化、化學(xué)和機(jī)械損失耗用的苛性鈉Na2Ok。經(jīng)預(yù)算后噸碎鋁土礦耗用的Na2Ok列于表5－4。2、試算出進(jìn)入溶出液和溶出赤泥的Al2O3和SiO2量拜耳法物料平衡中的配堿計(jì)確實(shí)是難以掌握的，要使整個(gè)物料平衡計(jì)算準(zhǔn)確無誤和不返工，首先應(yīng)該通過試算以找出準(zhǔn)確相關(guān)的數(shù)據(jù)代入到關(guān)系式中，然后求得所需的數(shù)據(jù)。溶出液和溶出赤泥中的Al2O3和SiO2由下列等關(guān)系式求得。設(shè)進(jìn)入溶出系統(tǒng)的成重量為：令循環(huán)母液的體積為V，Al2O3的總量為A總，溶出液中Al2O3總量為A溶，溶出赤泥中Al2O3為A赤；總的SiO2為S總，溶出液中的SiO2為S溶，溶出赤泥中的SiO2為S赤。則：A總=A溶+A赤=混礦中Al2O3量+循環(huán)母液中Al2O3量-濕磨損失的Al2O3量S總=S溶+S赤=混礦中SiO2量+循環(huán)母液中SiO2量-濕磨損失的SiO2量則有：A溶/S溶=230A赤/S赤=2.00由于工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)，假設(shè)循環(huán)母液的體積為5.00m3/t礦，由循環(huán)母液帶人的：Al2O3=5.00×114.60=573.00kgSiO2=5.00×0.52=2.60kg進(jìn)入濕磨的成重量：Al2O3=584.85+573.00=1157.85kg×64.98+2.6=67.58kg溶出礦漿成重量：Al2O3=1157.85×（1-0.2%）=1155.53kgSiO2=67.58×（1-0.2%）=67.45kg則230S溶+2.00S赤=1172.50——①S溶+S赤=67.45——②A總=230S溶+2S赤——③S總=S溶+S赤——④聯(lián)立①、②、③、④求得：S溶=4.476kgA溶=1029.48kgS赤=62.969kgA赤=125.938kg表5－4噸碎鋁土礦耗用的Na2Ok分布情況序號(hào)耗用工序名稱占所在工序用量的比例/%噸碎鋁土礦耗用數(shù)量/kg占耗用量比例/%1濕磨0.201.864.132進(jìn)入溶出赤泥1.3011.8626.363失去苛性鈉1.4713.3029.564硅渣帶走0.0760.691.535分離赤泥濾餅附液0.534.8310.736葉濾損失0.050.451.007種分0.373.317.358氫氧化鋁分離0.302.685.959種分母液蒸發(fā)0.201.783.9610結(jié)晶蘇打附液0.332.956.5611氫氧化鋁未洗凈0.151.292.89合計(jì)45.00100.003、列出配堿關(guān)系式為[混礦中Al2O3量-（A/S赤×S赤+濕磨損失的Al2O3量）]×溶出液k/1.645+混礦中CO2量×62/44+進(jìn)入赤泥的Na2Ok量+濕磨過程中損失的Na2Ok量=全過程耗用的Na2OK量+V[母液Na2Ok濃度-（溶出液k×母液Al2O3濃度）/1.645]式中：1.645—Al2O3與Na2O的分子量之比，即102/62；混礦中CO2量×62/44—噸碎鋁礦混礦中CO2消耗的Na2Ok量，kg。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入配堿關(guān)系式中，得：[584.85-（2.00×62.97+2.32）]×1.50/1.645+9.43×62/44+9.73+2.12=45+V[202.20-（1.500×114.60）/1.645]解得V=4.06m3S溶=4.69kgA溶=1078.7kgS赤=62.67kgA赤=125.34kg將V=4.06m3作為新的循環(huán)母液體積帶入重新計(jì)算：得V=4.06m3與上次結(jié)果一致，故認(rèn)定循環(huán)母液體積V=4.06m35.3.3進(jìn)入濕磨的成重量按每噸碎鋁礦計(jì)，單位Kg1、由混礦進(jìn)入的：Al2O3=584.85kgSiO2=64.98kgCaO=87.15kgFe2O3=169.37kgCO2=9.46kg其他=60.45kgH2O結(jié)=123.802、由補(bǔ)入的液體苛性鈉補(bǔ)入Na2OK=45.00kg折成NaOH=45.00×80/62=58.06kg折成42%的液體NaOH=58.06/0.42=138.24kg其中H2O=138.24-45.00=93.24kg3、由循環(huán)母液帶入的：Al2O3=4.06×114.60=465.28kgNa2OK=4.06×202.20=820.93kgSiO2=4.06×0.52=2.11kgNa2Oc=4.06×23.34=94.76kgCO2=94.76×44/62=67.25kgH2O=4.06×965.78=3921.1kg進(jìn)入濕磨成重量：進(jìn)入濕磨成重量=（混礦+循環(huán)液+補(bǔ)加的苛性堿液）成重量，其中：Al2O3=584.85+465.28=1050.13kgSiO2=64.98+2.11=67.09kgNa2Ok=45.00+820.93=865.93kgNa2Oc=94.76kgCO2=9.43+67.25=76.68kgCaO=87.15kgFe2O3=157.8kg其他=60.45kgH2O結(jié)=123.80kg5.3.4進(jìn)入溶出礦漿液的成重量按每噸碎鋁礦計(jì)，單位Kg，濕磨損失為0.20%，單位kgAl2O3=1050.13-11050.13×0.20%=1048.03kg混礦中CO2結(jié)合的Na2Oc=[7.98×（1-0.20%）]×62/44=11.22kgNa2Oc=94.76-94.76×0.20%=94.57kgCO2=105.79×44/62=75.08kgNa2Ok=865.93-865.93×0.20%-11.22=852.98kgSiO2=67.09-67.09×0.20%=66.96kgCaO=87.15-87.15×0.20%=86.96kgFe2O3=157.8-157.8×0.20%=157.48kg其他=60.45-60.45×0.20%=60.33kgH2O結(jié)=123.80-123.80×0.20%=123.55kg5.3.5進(jìn)入溶出液的成重量按每噸碎鋁礦計(jì)，單位KgSiO2=400kgAl2O3=A/S×S=230×4.00=920.00kgNa2Ok=852.98-62.97×0.16=842.90kg校驗(yàn)：溶出液k=1.645×842.90/920.00=1.50式中：4.00及62.97—分不為溶出液中的SiO2和進(jìn)入赤泥中的SiO2量,kg；0.16—溶出赤泥中的鈉與硅的重量比。求溶出液的水量：已知溶出液Al2O3濃度=270g/l故V=920.00/270=3.4074m3Na2Ok=842.90/3.4074=247.37kg/m3Na2Oc=105.79/34074=31.05kg/m3CO2=75.08/3.4074=22.03kg/m3SiO2=4.00/3.4074=1.174kg/m3溶出液密度=1460.80kg/m3溶出液重量G=1460.80×3.4074=4963.90kg溶出液中水量H2O=4963.90-（920.00+4.00+842.9+105.79+75.08）=3016.13kg5.3.6進(jìn)入溶出赤泥的成重量按每噸碎鋁礦計(jì)，單位KgAl2O3=1048.03-920.00=128.03kgSiO2=66.96-4.00）=62.96kgNa2Ok=62.96×0.16=10.07kgCaO=86.96kgFe2O3=157.48kg其他=60.33kg赤泥結(jié)晶水=（60.33+157.48+86.96+10.07+62.96+128.03）×8/92=505.83×8/92=43.99kg赤泥總量=505.83+43.99=549.80kg5.3.7溶出過程中水的平衡按每噸碎鋁礦計(jì)，單位Kg，溶出過程中水的平衡是：原礦漿中水=（混礦中的水+補(bǔ)入液體苛性鈉中的水+循環(huán)母液中水）-濕磨過程損失的水=29.11+93.24+4075.59-(29.11+93.24+4075.56)×0.20%=4035.36kg溶出過程中水的平衡關(guān)系式為：濕磨后鋁土礦中結(jié)晶水+原礦漿中水-溶出礦漿自蒸發(fā)水=溶出赤泥中結(jié)晶水+溶出液中水設(shè)溶出礦漿自蒸發(fā)水量為X，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入以上關(guān)系式中，則123.80+4035.36-X=43.99+3016.33X=1099.04kg5.3.8進(jìn)入分離赤泥的成重量按每噸碎鋁礦計(jì)，單位Kg，溶出液中SiO2在稀釋過程有脫硅反應(yīng)（A/S由230左右上升到307左右），生成硅渣Na2O·Al2O3·1.7SiO2·2H2O化學(xué)物進(jìn)入分離赤泥中。在稀釋及赤泥分離過程中赤泥鋁硅重量比增大，即A/S由2.00增加到2.20。其中：Al2O3水解損失量=(A/S分離-A/S溶出)×SiO2=(2.20-2.00)×62.97=12.59kg結(jié)晶水=12.59×54/102=6.665kg稀釋溶液中SiO2=(920.00-12.59）/307=2.96kg由溶出赤泥轉(zhuǎn)化為分離赤泥，其增量為：SiO2=4.00-2.96=1.04kgAl2O3=1.04kgNa2Ok=1.04×62/102=0.63kgH2O