氧化铝生产工艺技术规程.doc

1 氧化铝生产工艺流程
1.1 工艺流程概述
我厂氧化铝生产采用拜尔法。
矿山来的铝土矿在卸矿站卸入矿仓后转运到均化库布料。石灰石经竖式石灰炉煅烧后送到石灰仓，用于石灰消化和原料磨配料。均化库内的碎铝土矿用双斗轮取料机横向取料后经皮带运输机送至磨头仓。铝土矿、石灰和蒸发来的循环母液按一定配比进入由棒、球二段磨和水旋器组成的磨矿分级系统。分级溢流（原矿浆）进入原矿浆槽，然后泵送至高压溶出工序的溶出前槽。
溶出前槽内矿浆用G E H O泵送入溶出系统。首先由单套管和压煮器组成的十级预热器预热，再用约60巴新蒸汽间接加热压煮器内矿浆到溶出温度，保温溶出45－60分钟，经十级自蒸发器闪蒸降温后，溶出矿浆用赤泥洗液稀释。闪蒸产生的二次蒸汽用于十级预热，新蒸汽冷凝水经闪蒸成6巴蒸汽并入全厂低压蒸汽管网，新蒸汽不含碱冷凝水返回热电厂。二次蒸汽冷凝水及新蒸汽含碱冷凝水送热水站。
稀释矿浆在Ф40m单层平底沉降槽内进行液固分离，底流进入洗涤沉降槽进行三次赤泥反向洗涤，再送入赤泥过滤机进行过滤洗涤，热水分别加入过滤机和末次洗涤，滤饼经螺旋输送进入再浆化槽，用离心泵向G E H O泵喂料，然后压送到赤泥堆场进行干法堆存。
分离沉降槽中添加由絮凝剂工序制备好的合成絮凝剂和天然絮凝剂。一次、二次洗涤槽加合成絮凝剂。
分离沉降槽溢流经泵送粗液槽 ，再用泵送往385m2凯利式叶滤机或226m2立式叶滤机进行控制过滤，过滤时加入助滤剂（石灰乳或苛化渣）。滤饼送二次洗涤槽，精液送板式热交换器。
精液经三级板式热交换器与分解母液和冷却水进行热交换冷却到设定温度。再与种子过滤滤饼（晶种）在晶种槽内混合后用晶种泵送至由13台平底机械搅拌槽组成的分解系列的首槽（1#和2#槽）。经连续分解后从11#（或10#）槽顶用立式泵抽取分解浆液去进行旋流分级，分级前加入部分过滤母液稀释，分级溢流进12#（或11#）分解槽。底流再用部分母液冲稀后自压至产品过滤。分解末槽（12#或11#）的分解浆液从槽上部出料自流至种子过滤机，滤饼用精液冲入晶种槽，滤液入锥形母液槽。
经分级后的氢氧化铝浆液经饲料泵送入51m2平盘过滤机进行成品过滤并用热水洗涤，氢氧化铝滤饼经皮带送至氢氧化铝仓或直接送焙烧炉前小仓。母液送种子过滤的锥形母液槽，氢氧化铝洗液送赤泥洗涤或锥形母液槽。锥形母液槽的溢流进母液槽，底流到种滤溢流槽，溢流槽浆液经泵送到分解末槽，需要时也可送到晶种槽。母液槽内的分解母液部分送氢氧化铝分级用于稀释水旋器进料和底流，其余经板式热交换器与精液进行热交换后送蒸发原液槽。锥形母液槽的底流用泵送去385m2叶滤机进行浮游物回收，产生的滤液进平底母液槽，浮游物作为晶种返回到晶种槽。
蒸发原液除少部分不经蒸发直接送母液调配槽外，经降膜蒸发器内进行蒸发浓缩后送调配。在流程中Na2CO3浓度高需排盐时，二级闪蒸出料部分进强制循环蒸发器（加热面积580m2），并加入盐晶种，在进行超浓缩蒸发的同时进行盐的诱导结晶，然后在盐沉降槽进行分离。底流用18m2转鼓过滤机进行过滤分离，滤饼用热水溶解后在苛化槽内与石灰乳混合进行苛化，苛化浆经过滤机分离，苛化淡液送母调配槽，苛化渣进赤泥洗涤系统；苛化浆液也可直接送赤泥洗涤沉降槽。排盐过滤机滤液及盐分离沉降槽溢流进强碱液槽，部分送各化学清洗用碱点和分解化学清洗槽，部分返回第三级闪蒸，第三级闪蒸出料送调配。蒸发水冷器用第一循环水站的循环水冷却。蒸发新蒸汽不含碱冷凝水返回热电厂，新蒸汽含碱冷凝水和二次蒸汽冷凝水送往氢氧化铝过滤洗涤、沉降热水站或用于蒸发站水洗。
生产过程中消耗的碱，用液体烧碱补充。从碱仓卸下的液碱，先送补碱槽，再到母液调配槽与蒸发母液、部分不经蒸发的原液及苛化淡液调配成符合浓度要求循环母液。也可采用液碱先用于化学清洗，后进流程的补碱方式。
氢氧化铝焙烧在气体悬浮焙烧炉（G、S、C）内进行。成品氧化铝输送至氧化铝大仓，除供电解用外，其余部分包装外销。

1.2 工艺流程图（见附图）

2 原料、燃料质量标准
2．1 进厂铝矿石应符合下列要求：
2．1．1 Al2O3含量≮60%
2．1．2 A/S:10天内平均波动为±3.0
2．1．3 矿石块度≤15mm
2．1．4 铝矿石中不得混有泥土，石灰石及钢铁等杂物。
2．1．5 铝矿石附水≯7%

2．2 进厂石灰石应符合下列标准：
2．2．1 CaO含量≥54%
2．2．2 SiO2含量≤1.0%
2．2．3 MgO含量≤3.0%
2．2．4 块度40－80mm
2．2．5 石灰石中不得含有泥土、铝矿石、钢铁等杂物

2．3 液碱标准
2．3．1 进厂液体离子交换膜碱应符合下列标准：
NaOH含量≥50%；NaCl含量≤0.04%
2．3．2 进厂液体隔膜碱应符合下列标准：
NaOH含量≥42%；NaCl含量≤2.0%

2．4 焦炭标准（见表1）
表1：
牌 号

指 标
JT-1
JT-2
灰分%，不大于
18
21
硫分%，不大于
1.00
1.5
挥发分%，不大于
3.0
5.0
粒度mm
25－40 焦末含量≤12%
灰熔点℃，不小于
1350
机械强度
按供需双方协议
水分%，小于
8
注：水分不作质量考核依据，超出部分应扣除相应的吨位。

2.5 煤气标准（氢氧化铝焙烧用）
2.5.1 低位发热值≥5232.5KJ/Nm3（1250kcal/Nm3）±3%
2.5.2 进炉煤气含尘量≤50mg/Nm3
2.5.3 焦油含量≤3 mg/Nm3
2.5.4 进炉煤气H2S体积含量≤0.5%
2.5.5 压力≥25KPa
2.5.6 进炉温度25-40℃

3 产品质量标准

3.1 氢氧化铝质量标准
氢氧化铝质量应符合表2的规定：
表2：
牌 号
化 学 成 份 %
Al2O3
不小于
杂 质 含 量 不 大 于
SiO2
Fe2O3
Na2O
灼 减
AH－1
64.5
0.018
0.02
0.4
35
AH－2
64.0
0.04
0.028
0.45
35
AH－3
63.5
0.07
0.045
0.55
35
注：1、Al2O3含量为100%减去表列杂质的实际含量；
2、表中化学成份按在110℃±5℃下烘干的干基计算；
3、氢氧化铝的附着水应小于14%。

3.2 氧化铝质量
3.2.1 砂状氧化铝的化学成分应符合表3的规定：
表3：
牌 号
化 学 成 份 %
Al2O3
不小于
杂 质 ， 不 大 于
SiO2
Fe2O3
Na2O
灼 减
S－AO987
98.7
0.012
0.018
0.45
1.0
S－AO986
98.6
0.016
0.02
0.50
1.0
S－AO985
98.5
0.035
0.03
0.57
1.0
S－AO984
98.4
0.05
0.03
0.62
1.0

3.2.2 砂状氧化铝的物理性能应符合下面规定
α－Al2O3≯20%
容重≯1.05g/cm3
BET比表面积≮50m2/g
粒度－45μ≯12%
3.2.3 其它金属氧化物
TiO2<0.005% ZnO<0.02%
V2O5<0.005% P2O5<0.005%
3.2.4 外观
砂状氧化铝外观为白色砂状晶体，不应有肉眼可见的杂物。

4 对动力的技术要求
4．1 新蒸汽
4．1．1 高压蒸汽： 压力5.4－6.2 MPa
温度275－315℃
4．1．2 蒸发用蒸汽：压力0.5－0.6 MPa
温度170±20℃

4．2 压缩空气
4．2．1 生产用：氧化铝厂区管网压力≮0.6 MPa
温度≤40℃
4．2．2 仪表用：无油、无尘、无水
车间入口处压力0.6 MPa

4．3 新水
给水压力2.5－3bar（表），PH值7.2－8.4，
悬浮物≯10mg/l，总碱度≤200mg/l，
总硬度≤250mg/l，
碳酸盐硬度≤175mg/l

5 生产过程的技术条件指标
5．1 均化库
均化后同堆矿石A/S波动不大于±3.0

5．2 石灰石煅烧及石灰消化
5．2．1 石灰煅烧分解率≥89%
5．2．2 湿焦比8－11%
5．2．3 出灰温度≤75℃
5．2．4 炉顶温度<170℃
5．2．5 炉顶压力：100－400Pa
5．2．6 灰乳浓度CaO＝120－200g/l

5．3 原料磨
5．3．1 磨矿细度 100%<500μ，98.75%<315μ，
70％<63μ
5．3．2 循环母液 Nk235－250g/l
5．3．3 石灰加入量：干矿石重量的8-12%
5．3．4 配料Rp≥1.14

5．4 高压溶出
5．4．1 隔膜泵（GEHO泵）
5．4．1．1 隔膜泵工作压力5.8±0.5MPa，最大7.0MPa
5．4．1．2 进料料浆温度80－90℃，最大100℃
5．4．1．3 进料料浆固含≤280g/l
5．4．2 高压溶出
5．4．2．1 预热温度≥190℃
5．4．2．2 新蒸汽：压力5.4－6.2MPa
温度275－315℃
5．4．2．3 溶出温度：≥253℃
5．4．2．4 反应停留时间：45－60min
5．4．2．5 相对溶出率η≥91%
或稀释赤泥A/S≤2.2
5．4．2．6 溶出液Rp≥1.14
5．4．2．7 赤泥钠硅比（Na2O/SiO2）≤0.45
5. 4. 2. 8 末级闪蒸出料温度≥105℃
5．4．3 稀释
5．4．3．1 稀释后矿浆苛性碱浓度Nk170－185g/l
5．4．3．2 稀释后矿浆固含52－85g/l

5．5 赤泥沉降分离
5．5．1 沉降槽温度102℃－106℃
5．5．2 底流固含≥400g/l
5．5．3 溢流浮游物<150mg/l（最大250mg/l）
5．5．4 絮凝剂添加量
5．5．4．1 天然絮凝剂500-1200g/t干赤泥
5．5．4．2 合成絮凝剂15－25g/t干赤泥
二种絮凝剂同时使用。

5．6 赤泥洗涤
5．6．1 φ40×6m洗涤沉降槽底流固含≥450g/l; φ40×8m洗涤沉降槽底流固含≥500g/l

5．6．2 一次洗涤沉降槽温度>90℃
二次洗涤沉降槽温度>90℃
三次洗涤沉降槽温度>85℃
5．7 絮凝剂配制：
合成絮凝剂：8.3-10kg/槽；
天然絮凝剂：300-400kg/槽；
配制用水：Na2O含量5g/l，温度≤80℃

5．8 赤泥过滤洗涤和输送
5．8．1 过滤机进料固含≥450g/l
5．8．2 洗后赤泥附碱Na2O≤0.5%（干基）
5．8．3 滤饼含水率≤40%
5．8．4 外排赤泥含水率≤47%

5．9 热水站赤泥洗水
5．9．1 温度≥80℃
5．9．2 Na2O含量≤3g/l

5．10 控制过滤
5. 10. 1 精液Nk165－175g/l，Rp≥1.09
5．10．2 精液浮游物≤15mg/l
5．10．3 精液温度100－105℃
5．10．4 凯利叶滤机操作压力<3.8bar（表压）
立式叶滤机操作压力0.5-3.9bar（表压）

5．11 分解
5．11．1 分解温度：首槽59±4℃
5．11．2 分解首槽固含：750－950g/l
5．11．3 种子质量：粒度－44μ含量为5－18%，最大25%
5. 11. 4 精液产出率≥80kgAl2O3/m3精液
5. 11. 5 底流氢氧化铝产品－44μm≤9%
5. 11. 6 立盘过滤机：进料温度48-58℃，固含750－900g/l
5. 11. 7 立盘滤饼含液率≤22%，最大24%
5. 11. 8 分解母液浮游物≤2 g/l

5．12 成品过滤洗涤
5．12．1 进料固含≥700g/l
5．12．2 最终滤液浮游物≤2 g/l
5．12．3 滤饼含水率≤8%
5．12．4 滤饼附碱Na2O≤0.06%
5．12．5 洗水：温度≥80℃，Na2O≤1 g/l
用量：0.2－0.6t/t·干AH
5. 12. 6 真空度：0.03－0.05MPa

5．13 焙烧
5. 13. 1 焙烧炉产能 1000－1450t-AO/d
5. 13. 2 焙烧温度：1020－1100℃
5. 13. 3 沸腾冷却器排出氧化铝温度≤80℃
5. 13. 4 排出烟气温度130－160℃
5. 13. 5 烟囱出口含尘量≤50mg/Nm3
5. 13. 6 沸腾冷却器冷却水要求：
进水温度≤35℃，出口水温度≤55℃
5. 13. 7 进沸腾冷却器风压0.2－0.4MPa
5. 14 蒸发及排盐苛化
5. 14. 1 新蒸汽5-6 bar（表），温度170±20℃
5. 14. 2 蒸发原液温度≥85℃
5. 14. 3 蒸发过程浓度：
Ⅲ闪出料溶液Nk>255g/l
强制循环蒸发后溶液Nk300－320 g/l
5．14．4 循环母液浓度Nk235－250 g/l
5．14．5 排盐后循环母液Nc/NT≤10%
5．14．6 系统真空度≥0.88bar
5．14．7 循环冷却水要求：
上水温度≤38℃
下水温度≤50℃
5．14．8 蒸发冷凝水
二次蒸汽冷凝水Na2O含量：<600μmol/l
5. 14. 9 稀硫酸洗液：浓度100g/l ，温度≤60℃
5. 14. 10 盐分离沉降槽温度>100℃
5. 14. 11 盐分离沉降槽溢流浮游物≤1g/l
5．14．12 排盐过滤机真空度0.6 bar
5．14．13 盐滤饼含水率≤35%
5．14．14 苛化温度≥90℃，时间1.5-2h
5．14．15 苛化率≥80%

5．15 循环给水
5. 15. 1 一、二循环水和焙烧循环水总硬度≤30mg/l，
给水温度：≤38℃；
5. 15. 2 分解循环水硬度≤20mg/l，给水温度：≤35℃
5．16 设备清洗用碱液和水的要求
5．16．1 赤泥过滤机
碱液Nk200－320g/l,≥90℃
5．16．2 叶滤机
碱液Nk≥500g/l,≥90℃
冲滤布水60－70℃，6bar
5．16．3 立盘过滤机
碱液Nk100－200g/l,≥80℃
冲滤布水60－80℃，6bar
5．16．4 平盘过滤机
碱液Nk300－400g/l,≥80-85℃
冲滤布水80－85℃，6bar
5．16．5 分解槽清洗液Nk200－320g/l

6 主要技术经济指标
6．1 产品单耗
6．1．1 铝土矿（湿）≤2.037t/tAO
6．1．2 石灰石≤0.42t/t.AO
6．1．3 碱耗（折纯碱）≤70Kg/t.AO
6．1．4 焦炭≤35kg/t.AO
6．1．5 煤气≤592Nm3/t.AO
6．1．6 电耗≤320kwh/t.AO
6．1．7 汽耗≤4.0t/t.AO
其中高压蒸汽≤2.5t/t.AO
低压蒸汽≤1.5t/t.AO
6．1．8 新水≤12t/t.AO
6．1．9 循环水≤80t/t.AO
6．1．10 压缩空气≤65Nm3/t.AO
6.2 氧化铝总回收率≥81.5%
6．3 产品质量
焙烧氧化铝合格率≥90%
砂状氧化铝S-AO985以上率100%
氢氧化铝一级品率100%

7 环境保护
7．1 各种污染粉尘排放，各种噪音严格按照国家标准允许范围之内。
7．2 严禁碱液排入下水道，严禁槽跑、冒。
7．3 外排废水指标：硬度<10mg/l，碱度<500mg/l，悬浮物<50mg/l， 9<PH<11，油类<20mg/l。

附图：

氧化铝工艺流程简图

石灰石、焦炭 碎铝土矿 电解铝厂
包装计量

均化
石灰煅烧
氧化铝

焙烧
原料磨制
成品氧化铝
热水 石灰
包装计量

石灰消化
高压溶出
氢氧化铝滤饼

苛化淡液 循环母液 成品氢氧化铝
石灰乳
沉降分离
排盐苛化
成品过滤

底流 滤液

蒸发
分级
粗液 苛化渣
赤泥洗涤

叶滤

赤泥过滤
晶种分解
板式换热

精液

立盘过滤
赤泥
晶种
堆场
种分母液