氧化铝生产流程工艺及各种泵应用分析.doc

氧化铝生产流程工艺及各种泵应用分析1、概述在氧化铝生产行业，氧化铝的生产方法大约分四类：碱法、酸法、酸碱联合法和热法,但目前用于工业生产的基本全部属于碱法。用碱法生产氧化铝，是用碱(NaOH或Na2CO3)来处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合物,将不溶解的残渣（由于含氧化铁而成红色,故称赤泥)与溶液分离，经洗涤后弃去或综合利用，已回收利用其中的有用组分.纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，经与母液分离、洗涤后焙烧，得到氧化铝粉产品。用碱法生产氧化铝又可分为:拜尔法烧结法联合法,因我国的铝土矿资源的特殊性,主要为一水硬铝石，因此在早期建厂的生产氧化铝的方法均采用烧结法、混联法,后期建厂和扩建工程多采用拜尔法较多，拜尔法具有工艺流程简单，投入成本少，产品质量好等特点。具体情况如下:中国铝业山东分公司：1954年建厂，采用烧结法，后经四次扩建,主要采用拜尔法,2006年的总产量已达128万吨中国铝业河南分公司：1965年建厂投产，主要采用混联法，1999年完成4次扩建,年产达80万吨,2005年新建年产70万吨的拜尔法生产线，2006年的年生产量已达到232万吨。中国铝业贵州分公司:1978年完成一期拜尔法生产线，年产15万吨，后经扩建,采用混联法,2006年已达到年产120万吨。中国铝业山西分公司：1987年一期烧结法投产，后经扩建，1992年完成二期混联法,年产达70万吨,2005年投产的拜尔法80万吨项目，到2006年已经达到年产219万吨目标.中国铝业中州分公司：1992年一期投产烧结法,后经两次扩建选矿拜尔法生产线，2006年年产量达172万吨。中国铝业广西分公司：1995年拜尔法投产使用，2006年总产量达94万吨。中国铝业集团还有重庆、遵义准备建造氧化铝厂.除中国铝业公司外，现已建或拟建的氧化铝项目29个,山东荏平氧化铝、山东魏桥氧化铝、山西鲁能晋北氧化铝、山东龙口东海氧化铝、山东信发（100万吨）、河南开曼铝、东方希望铝业（三门峡）有限公司、广西华银（160万吨）、阳煤集团（120万吨）等众多氧化铝企业。据专家估计，2006年我国的氧化铝产量将年增29-33%，达到1200-1300万吨.根据氧化铝生产实践及拜尔法生产工艺特点,我国的氧化铝生产工艺以烧结法和混联法为主的局面正在向拜尔法为主导局面过渡。2、氧化铝行业的总工艺流程图因为在氧化铝生产过程中，拜尔法是最经济节能的生产工艺,本手册主要以拜尔法生产工艺来介绍氧化铝的工艺流程。3、氧化铝行业各工段简介在氧化铝生产行业,新建的氧化铝厂基本是采用拜尔法,所以仅对拜尔法生产氧化铝流程进行介绍.采用拜尔法生产氧化铝，其主要过程就是配料、溶出、分解、蒸发、焙烧。具体可分为：原矿浆制备、溶出、溶出矿浆的预脱硅、稀释及赤泥的分离洗涤、晶种分解、氢氧化铝过滤、氢氧化铝的焙烧、母液蒸发及苏打苛化、排盐。拜耳法氧化铝生产方法与工艺流程3.1 原矿浆制备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，在理化指标都满足溶出要求的原矿浆.分级溢流（原矿浆)进入原矿浆槽，然后泵送至溶出工序的溶出前槽。该工段用泵情况主要是：矿浆泵(渣浆)、泥浆泵（渣浆)、碱液泵、渣浆污水泵、蒸发母液泵、石灰乳泵。因该工段的矿浆颗粒相对较大，矿石硬度高，介质中的颗粒有棱角，所以对泵的过流部件的耐磨性要求非常高，如果产品材质的耐磨性不过关，在该工段使用会造成产品使用寿命短,维修频繁等问题.泥浆泵、石灰乳泵耐磨性要求可以低一点。蒸发母液主要是高浓度强碱,腐蚀性比较强，对泵过流件的材质要求配置较高。3.2 压煮溶出 溶出前槽内矿浆用渣浆泵送入溶出系统。首先由单套管和压煮器组成的多级预热器预热,再用约60bar（270度左右）新蒸汽间接加热压煮器内矿浆到溶出温度，保温溶出4560分钟,经多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多级预热,新蒸汽冷凝水经闪蒸成6bar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。该工段用泵情况主要是:隔膜泵、原浆泵、稀释泵（渣浆）、出料泵（渣浆）、赤泥洗液泵、渣浆污水泵、真空泵、热水泵、冷凝泵、洗水泵、循环泵、化学清洗泵（溶液）、高压清洗泵(特殊结构)、污水泵（渣浆）、注意事项,该工段温度高，碱性强,在选材时注意耐腐蚀和耐磨性。3.3 溶出矿浆的稀释及赤泥分离及洗涤稀释矿浆在40m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。该工段用泵情况主要是：底流泵（一、二、三、四等多级洗涤）(渣浆）、分离底流泵（渣浆)、公备底流泵（渣浆）、饲料泵（渣浆)、热水泵、污水泵(渣浆)、分离沉降底流泵、粗液泵、精液泵、分离溢流泵、公备溢流泵、溢流泵(一、二、三、四等多级洗涤）（多级洗涤)、赤泥过滤真空泵.3。4 晶种分解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#）槽顶用立式液下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成品过滤.分解末料槽（12#或11）的分解浆液从槽上部出料自流至种子过滤机，滤饼进入晶种槽，滤液到种分槽进入锥形母液槽再溢流到母液槽,用种分母液经板式换热交换送至蒸发工序.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。该工段用泵情况主要是：种子泵、换热器给料泵、中间降温泵(渣浆)、冷却水泵、锥形母液槽底流泵（渣浆）、大循环泵（渣浆）、小循环泵(渣浆）、底流泵(渣浆)、母液泵（溶液）、种分母液泵（溶液泵)、化学清洗泵(溶液)、污水泵(渣浆）、热水泵、液滤泵(溶液)、真空泵、压缩机.3.5氢氧化铝成品的过滤经分级后的氢氧化铝浆液经饲料泵送入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。该工段用泵情况主要是：母液泵（溶液)、强滤液泵、弱滤液泵、喂料泵、化学清洗泵（溶液）、污水泵、压缩机、热水泵、成品过滤真空泵、3。6母液蒸发及苏打苛化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,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，二次蒸汽冷凝水送往氢氧化铝过滤洗涤，新蒸汽和二次蒸汽含碱冷凝水则送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。该工段用泵情况主要是:进料泵（渣浆)、母液泵、溢流泵、旋流器进料泵、底流泵、蒸发站真空泵、循环泵、冷凝水泵、石灰乳泵、强制循环泵、污水泵、污酸泵、酸泵、化学清洗泵、自出料泵(渣浆）、3。7氢氧化铝的焙烧氢氧化铝焙烧在气体悬浮焙烧炉（G、S、C）内进行.是氧化铝生产的最后一道工序，脱去氢氧化铝附着的水分，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。该工段用泵情况主要是：冷水泵、管道泵、仓泵。总之,拜耳法生产氧化铝,总的流程腐蚀性并不强，原料磨阶段泵的耐磨性要求高，随着溶出处理，颗粒细化后，磨损程度相对会减小。在不同工段，因流程介质浓度在发生变化，注意介质密度对电机功率的影响。高温碱的腐蚀性在选材时需要考虑，主要在苛化和母液蒸发工段。在对产品的检修操作时,要注意碱对人体灼烧，要注意保护。