氧化鋁、電解鋁生產(chǎn)技術(shù)探析論文

第頁共頁關(guān)于氧化鋁、電解鋁消費技術(shù)探析論文關(guān)于氧化鋁、電解鋁消費技術(shù)探析論文論文【摘要】：^p:介紹了氧化鋁、電解鋁的冶煉技術(shù)，并闡述了其存在的問題及開展動向。論文【關(guān)鍵詞】：^p:鋁冶煉；技術(shù)現(xiàn)狀；開展趨勢我國的鋁冶煉工業(yè)經(jīng)過幾十年的開展，獲得了前所未有的成績，2023年氧化鋁產(chǎn)量達429萬t，鋁錠283萬t，我國已成為世界鋁消費和消費的大國。這一成績的獲得，與科技的奉獻是不可分的。一、氧化鋁消費技術(shù)我國鋁土礦資絕大多數(shù)為一水硬鋁石，由于我國鋁土礦資的這一顯著特點，國內(nèi)氧化鋁消費大多采用混聯(lián)法，此外，還有拜耳法和燒結(jié)法。〔一〕氧化鋁消費技術(shù)1、拜耳法強化溶出技術(shù)，包括管道化溶出、單管預(yù)熱—高壓釜溶出、管道一停留罐溶出、混聯(lián)法中的拜耳法不平衡溶出、新型高壓隔膜泵；2、一水硬鋁石選礦一拜耳法消費氧化鋁技術(shù)，該技術(shù)將選礦技術(shù)和拜耳法有機結(jié)合，有效地利用了我國大量的中低品位鋁土礦，降低了氧化鋁的消費本錢；3、礦石均化和多碎少磨技術(shù)，包括礦山塊礦石及進廠碎礦石均化，多碎少磨進步了磨礦效率，降低了磨礦本錢；4、燒結(jié)法熟料燒成強化技術(shù)，包括高品位鋁土礦強化燒結(jié)技術(shù)、鋁土礦浮選精礦強化燒結(jié)技術(shù)、生料漿配料、非飽和配方、石灰配料和高濃度碳酸化分解，生料加煤排硫、窯體改造及操作改良、單槍喂料；5、燒結(jié)法熟料溶出技術(shù)，包括低苛性分子比溶出、高碳酸鈉濃度二段磨溶出、低碳酸鈉濃度一段磨溶出；6、氧化鋁閃速焙燒技術(shù)，包括美國閃速焙燒爐、丹麥氣體懸浮燃燒爐；7、粗液脫硅技術(shù)，包括高壓釜間接加熱連續(xù)脫硅、管道化間接加熱連續(xù)脫硅、深度脫硅；8、分解技術(shù)，包括連續(xù)碳酸化分解、4400m3大型平底分解槽、245m2立盤過濾機、51m2程度盤式過濾機、270m2大型板式換熱器、27m2程度帶式真空過濾機；9、赤泥別離技術(shù)，包括絮凝沉降別離、42m×6m大型鋼索扭矩沉降槽、100m2輥子卸料真空轉(zhuǎn)鼓過濾機、385m2單筒凱利葉濾機；10、蒸發(fā)技術(shù)，包括降膜蒸發(fā)器，高效閃蒸器等?！捕炒嬖诘闹饕獑栴}1、能耗高由于混聯(lián)法既有完好的拜耳法系統(tǒng)，又有完好的燒結(jié)法系統(tǒng)，流程異常復(fù)雜。接踵而來的是能耗很高，就是處理鋁硅比約為10的優(yōu)質(zhì)礦石，能耗仍高達38GJ／t氧化鋁，是國外一般拜耳法的3倍多。很顯然，隨著礦石品位下降，經(jīng)濟的拜耳法比例減少，昂貴的燒結(jié)法比例增加，能耗還要增加。2、產(chǎn)品質(zhì)量不高，多為中間狀氧化鋁目前國內(nèi)冶金級氧化鋁產(chǎn)品多為中間狀氧化鋁，產(chǎn)品粒度較細，產(chǎn)品的磨損指數(shù)較大，要很好滿足現(xiàn)代電解鋁工業(yè)大型預(yù)焙槽的要求，還要加快砂狀氧化鋁的開發(fā)。3、原料質(zhì)量差、鋁土礦A／S低我國鋁土礦資與國外三水鋁石和一水軟鋁石相比，原料質(zhì)量差，鋁土礦A／S低，需要高溫高壓溶出，這給氧化鋁消費帶來了困難。〔三〕氧化鋁冶煉技術(shù)的開展方向1、加速鋁土礦選礦工藝的產(chǎn)業(yè)化步伐鋁土礦選礦工藝研究通過“十五”科技攻關(guān)，已經(jīng)完成了工業(yè)試驗，形成了一套完好的工藝道路，“十一五”期間要加快該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，并開展鋁土礦的反浮選技術(shù)研究。2、強化和革新現(xiàn)有消費方法溶出是拜耳法的關(guān)鍵工序。我國如今已經(jīng)有了3種強化溶出技術(shù)：管道化溶出；單管預(yù)熱—高壓釜溶出；停留罐溶出。應(yīng)該在總結(jié)消費實際效果的根底上，盡快推廣應(yīng)用。首先強化熟料燒結(jié)過程，如降低燒成溫度，改變供料方式，改良窯體構(gòu)造等，其次是進步溶液濃度，強化濕法各工序。采用各種添加劑，例如沉降絮凝劑、過濾助濾劑、分解添加劑、溶出添加劑等，可以顯著強化消費過程，而且很容易被工業(yè)上采用。種子攪拌分解是氧化鋁消費中貯存液量最多，時間最長的工序，它的強化必將顯著進步工廠的消費才能。3、加快砂狀氧化鋁消費技術(shù)的攻關(guān)，進步我國氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量我國氧化鋁工業(yè)由于以一水硬鋁石型鋁土礦為主要消費原料，致使種分和碳分分解原液的氧化鋁濃度高、苛性比值也較高，消費砂狀氧化鋁的技術(shù)難度較大?！笆晃濉逼陂g要重點解決鋁酸鈉溶液分解過程粒子成核控制技術(shù)、鋁酸鈉溶液分解過程產(chǎn)品粒度控制技術(shù)、鋁酸鈉溶液分解過程產(chǎn)品強度控制技術(shù)和添加劑強化分解技術(shù)等。通過科技攻關(guān)，形成一套合適我國砂狀氧化鋁消費技術(shù)。4、加快氧化鋁技術(shù)成果的`產(chǎn)業(yè)化加快石灰拜耳法、雙流法新技術(shù)、間接加熱連續(xù)脫硅、高效沉降槽、降膜蒸發(fā)技術(shù)等技術(shù)在氧化鋁消費過程中的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，進一步降低消費能耗和消費本錢。二、電解鋁消費技術(shù)目前鋁全部采用熔鹽電解方法消費，其消費設(shè)備從較早的單一側(cè)插自焙槽，開展到擁有側(cè)插自焙、上插自焙、預(yù)焙槽等各種槽型。我國已完成了180kA、280kA和320kA的現(xiàn)代化預(yù)焙槽的工業(yè)試驗和產(chǎn)業(yè)化。以節(jié)能增產(chǎn)和環(huán)保達標(biāo)為中心的技術(shù)改良與改造，促進自焙槽消費技術(shù)向預(yù)焙槽轉(zhuǎn)化，獲得了宏大成功。我國已經(jīng)成為大型預(yù)焙槽開發(fā)的先進國家。〔一〕電解鋁所獲得的主要技術(shù)成績1、計算機控制技術(shù)目前我國主要電解鋁廠均采用了計算機控制。自適應(yīng)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)和智能模糊控制技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用使噸鋁節(jié)電在100kW·h左右。2、電解槽構(gòu)造的改良電解槽構(gòu)造的改良已先后完成了槽殼構(gòu)造的改良、槽底保溫構(gòu)造的改良、陰極構(gòu)造及材料的改良、陽極系統(tǒng)的改良和點下料系統(tǒng)的試驗和應(yīng)用。3、采用添加劑電解質(zhì)中添加氟化鎂、氟化鋁和鋰鹽等物質(zhì)可以改善電解質(zhì)的某些物化性能，從而進步電解過程中電流效率(約2％左右)。降低電解本錢。在電解質(zhì)中參加添加劑目前已被廣泛應(yīng)用。〔二〕存在的技術(shù)問題1、鋁電解槽壽命短如今國際上的大型預(yù)焙鋁電解壽命在7年以上，有的已達10年，而我國鋁電解槽平均壽命僅4年左右。盡管經(jīng)過幾年的消費理論，采取了一系列技術(shù)措施，根本克制了電解槽早期破損問題，但槽壽命仍與世界先進程度差距較大。2、整體機械化裝備程度尚待進步盡管我國在鋁電解消費理論中研究開發(fā)了一系列專用設(shè)備，如多功能結(jié)合機組、地爬打殼機、筒式下料器等，但與國際先進程度相比，機械化裝備程度尚需進一步進步，主要表如今：〔1〕國產(chǎn)多功能結(jié)合機組故障頻繁，制造質(zhì)量還不高，關(guān)鍵部件需要進一步開發(fā)，如扭拔機構(gòu)，空壓系統(tǒng)及電氣控制局部?！?〕相配套的供料系統(tǒng)和槽上部下料系統(tǒng)跑、冒、漏現(xiàn)象嚴(yán)重，多功能機組受料問題需改良進步；對閘刀式下料和插板式下料裝置應(yīng)改造成點式下料。〔3〕與工藝操作相配套的設(shè)備需研究開發(fā)，如出鋁及清理抬包的機械化，與電子計算機控制相適應(yīng)的打殼下料電磁閥的質(zhì)量及工作性能進步等。〔4〕保證大型預(yù)焙鋁電解槽消費用的壓縮空氣水分較大，這是目前全國各大鋁廠普遍存在的問題，盡管設(shè)有氣水別離器，但效果不理想，極易損壞各種電磁閥，造成一系列設(shè)備故障而影響消費?！?〕與鋁電解工藝操作相配套的其它設(shè)備需開發(fā)，如陽極更換設(shè)備，要求不僅能準(zhǔn)確地拆卸和安裝，而且在更換時能處理殘極周圍的結(jié)殼及掉入槽中的電解質(zhì)塊，現(xiàn)場衛(wèi)生清理設(shè)備及電解槽一系列技術(shù)測試設(shè)備等。3、自動控制程度尚待進一步進步盡管我國大局部鋁電解廠采用了電解槽槽控技術(shù)，但整體的自動控制程度仍然不高，與國外相比差距較大，主要表如今控制電解槽消費過程的信息取樣不完好，電解槽專家系統(tǒng)不完備，與計算機控制技術(shù)相配套的設(shè)備故障較多以及綜合的動態(tài)研究不充分等。〔三〕鋁電解技術(shù)的開展1、完善大型預(yù)焙槽技術(shù)在現(xiàn)有開發(fā)成功的180kA、280kA和320kA大型預(yù)焙槽的根底上，逐步完善。使其各項技術(shù)指標(biāo)進一步進步，達國際領(lǐng)先程度。2、自焙槽改造技術(shù)自