廣西華銀鋁業(yè)有限公司實習報告

廣西華銀鋁業(yè)公司實習報告2012年11月1日桂林理工大學南寧分校10冶煉1班26號毛博程指導老師：目錄公司概況氧化鋁廠總的生產(chǎn)原理各個車間的概況與生產(chǎn)流程心得體會1公司概況廣西華銀鋁業(yè)有限公司于2003年2月20日成立，注冊資金21.228億元,由廣西投資集團有限公司、五礦有色金屬股份有限公司、中國鋁業(yè)股份有限公司按股比34%、33%、33%出資設立。2005年5月23日，華銀氧化鋁一期工程項目獲得國家發(fā)改委核準；2005年6月18日項目正式開工建設；2007年12月建成投產(chǎn)。華銀氧化鋁工程項目是廣西“十一五”規(guī)劃重大工業(yè)項目。一期工程規(guī)模為年產(chǎn)氧化鋁160萬噸，靜態(tài)投資為85億元，是集礦山開采、氧化鋁生產(chǎn)于一體的現(xiàn)代化大型鋁工業(yè)企業(yè)。華銀氧化鋁一期工程，是我國鋁工業(yè)發(fā)展史上一次性投資最大、一次性建設生產(chǎn)規(guī)模最大的氧化鋁項目，是建國以來廣西獲國家批準建設的最大的工業(yè)項目。項目開工建設以來，公司以“高起點、高效益、高速度、高質量”“新觀念、新模式、新機制、新技術”的要求，致力于打造百年企業(yè)，嚴抓工程質量、進度和安全，僅用兩年半就把濕法系統(tǒng)基本建成，第一條40萬噸生產(chǎn)線僅以26個小時打通流程、實現(xiàn)了投產(chǎn)即達產(chǎn)的有色行業(yè)新紀錄，成為我國鋁工業(yè)發(fā)展史上同等規(guī)模建成投產(chǎn)、達產(chǎn)最快的鋁工業(yè)項目。六年來，在自治區(qū)黨委、政府的大力支持和幫助下，公司全體員工貫徹落實科學發(fā)展觀，建設與管理齊頭并進，艱苦奮斗，克服基建、試生產(chǎn)和生產(chǎn)初期的各種困難，在偏僻的石山溝壑中，取得了160萬噸產(chǎn)能投產(chǎn)即達產(chǎn)的輝煌成就！今天，華銀鋁全體員工必將不負社會各界的關心支持和厚望，以追求卓越的品質，以團結、實干、創(chuàng)新、高效的工作作風，銘記自治區(qū)黨委書記郭聲琨提出“要把華銀鋁建設成世界一流鋁企業(yè)”的要求，開拓進取，揚帆破浪，對外塑造企業(yè)良好形象，努力把項目建成精品工程，爭創(chuàng)國際一流鋁企業(yè)。廣西華銀鋁業(yè)有限公司是由廣西投資（集團）有限公司、五礦有色金屬股份有限公司、中國鋁業(yè)股份有限公司三家強強聯(lián)合，于2003年2月共同出資設立的有限責任公司。公司股東三方將按照現(xiàn)代企業(yè)的運作模式把公司建設成為具有國際競爭力的大型現(xiàn)代化的鋁企業(yè)，按照新觀念、新模式、新機制、新技術、高起點、高效益、高速度、高質量的要求把項目建成國際競爭力強的項目，使項目盡快建成投產(chǎn)，盡早發(fā)揮效益。

廣西華銀鋁業(yè)有限公司氧化鋁工程一期工程項目是由廣西華銀鋁業(yè)有限公司投資的大型鋁工業(yè)項目，項目規(guī)模為年產(chǎn)氧化鋁160萬噸，總投資約90.86億元人民幣，建設期為三年，計劃于2007年7月份以前建成投產(chǎn)。

廣西華銀鋁業(yè)有限公司氧化鋁工程項目是國家西部大開發(fā)和廣西壯族自治區(qū)“十五”計劃重大項目，是《廣西百色地區(qū)鋁工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》規(guī)劃建設的重點項目。項目遠期規(guī)劃為年產(chǎn)氧化鋁320萬噸，分兩期建設，一期工程生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)氧化鋁160萬噸?！稄V西百色地區(qū)鋁工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》是自治區(qū)根據(jù)國家發(fā)改委的部署而編制的區(qū)域性產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。按照該規(guī)劃，國家和自治區(qū)把百色列為以鋁工業(yè)為主的新工業(yè)基地，用5年左右時間，把百色老區(qū)建成全國乃至亞洲重要的鋁工業(yè)基地.

廣西華銀鋁業(yè)有限公司氧化鋁工程一期工程項目將采用當今世界最先進的氧化鋁生產(chǎn)技術和裝備，同時引入新的管理理念和新的機制，勞動定員為此3885人（相當于國內同等規(guī)模企業(yè)的三分之一），全員實物勞動生產(chǎn)率約412t/人·年，勞動生產(chǎn)率大大提高，生產(chǎn)成本大為降低，氧化鋁的經(jīng)營成本在1100元/t左右（約133美元/t），經(jīng)營成本在國內氧化鋁廠中居于最低水平，低于預測的氧化鋁國際市場現(xiàn)貨價格和中長期合同價格，處于世界氧化鋁低成本行列，產(chǎn)品具有較強的國際競爭力。項目的產(chǎn)品將替代進口氧化鋁，滿足我國氧化鋁大量的市場需要。2氧化鋁廠總的生產(chǎn)原理3各個車間的概況與生產(chǎn)流程氧化鋁廠分六個車間分別是：原料車間，溶出車間，沉降車間分解車間，焙燒車間，蒸發(fā)車間。第一天下車間實習我們是從沉降車間開始。所謂赤泥就是溶出鋁土礦得到的泥渣，由于其中常常含有大量氧化鐵，呈紅色，習慣上稱為赤泥。鋁土礦溶出后得到含有赤泥和鋁酸鈉溶液的混合漿液,其必須經(jīng)過稀釋后才能進行沉降或過濾使赤泥和溶液分離，以獲得晶種分解要求的純凈的鋁酸鈉溶液（精液），分離后的赤泥必須經(jīng)過洗滌，盡量減少以附液形式帶走的Na2O和Al2O3損失。該工序生產(chǎn)效能的大小和正常運行對產(chǎn)品質量、生產(chǎn)成本以及經(jīng)濟效益都有重要影響。赤泥的沉降速度和壓縮程度都與溶液的濃度有關，溶液濃度降低、液固比大時，單位體積的赤泥粒子個數(shù)減少，懸浮液的黏度下降，赤泥顆粒間的干擾阻力減少，沉降速度和壓縮程度就增大，通常進料L/S控制到8~12。赤泥分離的目的就是將稀釋礦漿中的鋁酸鈉溶液與赤泥分離，并獲得工業(yè)上純凈的鋁酸鈉溶液。鋁土礦溶出后，形成赤泥和鋁酸鈉的混合漿液，漿液必須經(jīng)過稀釋才能沉降或過濾使赤泥和鋁酸鈉溶液分離，分離后從鋁酸鈉溶液中生產(chǎn)出氧化鋁，赤泥需洗滌，降低Na2O、Al2O3通過赤泥附液途徑的損失。該工序生產(chǎn)效能的大小和正常運行對產(chǎn)品質量、生產(chǎn)成本以及經(jīng)濟效益有著至關重要的影響赤泥漿液在洗滌沉降槽系統(tǒng)中可按下圖所示流程進行反向洗滌在氧化鋁生產(chǎn)中，一般是取經(jīng)過一定時間沉降后所出現(xiàn)的清液層高度來表述赤泥漿液的沉降性能；其壓縮性能用壓縮液固比L/S和壓縮速度來衡量。赤泥沉降主要指標沉降性能和壓縮性能變化較大，與鋁土礦的礦物組成、溶液的濃度以及沉降槽的形式和規(guī)格等諸多因素有關。赤泥的沉降速度和壓縮程度都與溶液的濃度有關，溶液濃度降低、液固比大時，單位體積的赤泥粒子個數(shù)減少，懸浮液的黏度下降，赤泥顆粒間的干擾阻力減少，沉降速度和壓縮程度就增大，通常進料L/S控制到8~12。稀釋漿液溫度升高，其黏度和密度下降，因而赤泥沉降速度加快。料漿稀釋時的溫度在很大程度上影響鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性，從而引起赤泥中Al2O3損失量的變化。為使較低濃度及低苛性比值的鋁酸鈉溶液在稀釋后保持其穩(wěn)定性，必須確保稀釋后溶液溫度達到100℃以沉降時間不夠，使分離沉降槽底流液固比（L/S）＞2.5時，則后面的洗滌過程的技術條件無法得到保證，特別是1#洗滌槽沉降速度大大降低。這是因為赤泥帶入一洗較多的堿液，使一洗溶液的黏度增大，沉降性能降低。在正常情況下洗滌各次壓縮L/S基本在1.5~2.0之間，這樣洗滌槽底流L/S控制在現(xiàn)有物料性能的條件下，即保證降低了附堿損失，又保證沉降槽不會因底流L/S控制過小而出現(xiàn)積泥和跑渾現(xiàn)象。添加絮凝劑是目前氧化鋁生產(chǎn)上普遍采用且行之有效的加速赤泥沉降的方法。在絮凝劑的作用下，赤泥漿液中處于分散狀態(tài)的細小赤泥顆粒互相聯(lián)合成團，粒度增大，因而使沉降速度有效地提高。從分離沉降槽溢流來的粗液中含有較多的赤泥微粒（浮游物），不能滿足鋁酸鈉溶液分解的要求，必須利用葉濾機進行精制，把粗液中的赤泥顆粒除去，得到浮游物小于0.015g/L的合格精液。影響葉濾機產(chǎn)能的因素：①粗液浮游物：粗液浮游物含量越高，產(chǎn)能越低。因為粗液浮游物在濾布上積累的濾餅越厚，過濾速度越慢，產(chǎn)能越低。另外，粗液浮游物粒度越細，形成的濾餅阻力越大，產(chǎn)能也會下降。②粗液濃度：鋁酸鈉溶液隨著濃度提高而黏度增大，葉濾機產(chǎn)能降低。③粗液溫度：要求95~105℃，以防濾布結硬，產(chǎn)能降低。④石灰乳添加量：粗液中加入適量石灰乳，形成的濾餅松散，過料阻力小，葉濾機產(chǎn)能提高。⑤濾布：在相同的鋁酸鈉溶液條件下，使用不同濾布的葉濾機產(chǎn)能相差較大?？ú箭埐歼^料最好，但使用壽命短；丙綸布次之，而且不同廠家的丙綸布也相差很大。第二天到分解車間。晶種分解就是將鋁酸鈉溶液降溫，增大其過飽和度，再加人氫氧化鋁作晶種，并進行攪拌，使其析出氫氧化鋁的過程。它是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的另外一個關鍵工序。該工序對產(chǎn)品的產(chǎn)量、質量以及全廠的技術經(jīng)濟指標有著重大的影響。晶種分解除得到氫氧化鋁外，同時得到苛性比較高種分母液，作為溶出鋁土礦的循環(huán)母液，從而構成拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的閉路循環(huán)。種分過程的主要技術指標有：氧化鋁濃度、分子比、種分處溫、終溫、種子比、分解時間等。衡量種分過程效率的技術經(jīng)濟指標是:種分分解率、分解槽單位產(chǎn)能以及所得到Al(OH)3的質量。砂狀氧化鋁要求的物理性能主要取決于種分過程的控制。晶種分解的原理和工藝流程：晶種分解的原理：經(jīng)分離赤泥和葉濾的精液，Al2O3濃度約為120g/L，MR為1.7-1.8，在溫度為100℃時是不穩(wěn)定的，且隨溫度的降低，過飽和度增大。在加入晶種和攪拌狀態(tài)下，過飽和的鋁酸鈉溶液按下式分經(jīng)晶種分解后得到的氫氧化鋁凝膠漿液，需要進行液固分離才能得到需要的Al(OH)3和種分母液。Al(OH)3大部分不經(jīng)洗滌返回流程作晶種，其余部分經(jīng)洗滌過濾后成為Al(OH)3成品，送去焙燒車間，種分母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后返回濕磨流程，從而形成拜耳法生產(chǎn)的閉路循環(huán)。晶種分解的工藝流程鋁酸鈉溶液放入晶種分解與一般無機鹽溶液的分解析出結晶的過程不同，而是及其復雜的。其中包括：（1）次生晶核的生成（又稱二次成核，為晶種表面生長的樹枝狀結晶受到撞擊破裂而形成的很多碎屑）；（2）Al(OH)3晶體的破裂與腐蝕為機械成核；（3）Al(OH)3晶體的長大；（4）Al(OH)3晶核的附聚。（1）和（2）過程導致Al(OH)3結晶變細，（3）和（4）過程導致Al(OH)3結晶變粗。有效地控制這些過程的進程，才能得到所要求的粒度和強度的Al(OH)3?？刂七^濾工段來的精液進分解車間的精液熱交換工序，精液在此工段經(jīng)兩次級換熱，溫度從100-105℃降為61-62℃，然后送種子過濾沖晶種。第一級為精液與分解母液換熱，第二級為精液與循環(huán)水換熱。精液沖晶后，制備成固含為800g/L的氫氧化鋁料漿，用晶種泵送往1~2號分解槽中，分解采用高濃度、大種子比，一段分解工藝制備砂狀AH，在分解槽尾部適當位置設置兩臺水力旋流器機組，分級底流為粗顆粒AH料漿，作為本車間產(chǎn)品送往焙燒車間成品過濾工序。分級溢流返回分解槽中。分解倒數(shù)第二槽為種子出料槽，在槽上部適當位置出料后流進種子過濾機，經(jīng)過濾后，晶種流進晶種槽中，過濾母液進錐形母液槽。種分母液用泵輸送，一部分送AH分級，調配料漿固含；另一部分送熱交換，換熱后母液溫度從50~55℃升至85~90℃，送蒸發(fā)。為提高分解率，在分解槽頂部適當位置設有寬流道板式換熱器作為中間降溫設備。(1)分解原液的濃度和摩爾比原液Al2O3濃度和摩爾比與工廠處理的鋁土礦類型有關。目前處理一水硬鋁石型鋁土礦所得鋁酸鈉溶液Al2O3濃度一般為130~160g/L，而適當提高溶液濃度可收到降低能耗和增加產(chǎn)量的顯著效果。但是，在其他條件相同時，隨著溶液濃度的提高，分解率和循環(huán)母液摩爾比會降低，且對赤泥及Al(OH)3的分離洗滌有不利的影響，更不利于得到粒度較粗和強度較大的Al(OH)3，給砂狀氧化鋁的生產(chǎn)帶來困難。因此需要采用洗滌的Al(OH)3作晶種、高晶種系數(shù)（2.3-3.0）、提高攪拌強度等措施來克服溶液濃度提高后對分解速度所產(chǎn)生的不利影響。(2)溫度先將精液從約100℃急劇地降至60-65℃，然后保持一定的速率緩慢降至分解終溫40℃左右的降溫制度（溫度過低則會由于溶液黏度顯著提高，溶液的穩(wěn)定性增加而導致分解速率的降低），是有利于分解過程的，因為迅速降溫破壞了鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性，分解速率快，分解率較高。這樣就使得分解的前半期生成大量的晶核，在后半期有足夠的時間來長大，不至于明顯地影響產(chǎn)品的粒度。(3)種數(shù)量和質量晶種的數(shù)量和質量是影響分解速率和產(chǎn)品粒度的重要因素之一。鋁酸鈉溶液分解很突出的一個特點就是需要添加大量的晶種。晶種的數(shù)量和質量對Al(OH)3粒度的影響比較復雜。有關實驗表明，晶種量過多或過少都會使Al(OH)3粒度變小，適量時得到的粒度才最大。目前，多數(shù)工廠采用晶種系數(shù)在1.0-3.0范圍。（4）攪拌速度保證種子與溶液有良好的接觸使溶液的擴散速度加快，保持溶液濃度均勻加速分解過程的進行5分解時間和母液摩爾比在分解前期析出的Al(OH)3最多，隨著分解時間的延長，在相同時間內分解出來的Al(OH)3越來越少，母液摩爾比的增長也相應的越來越少，分解槽的單位產(chǎn)能也越來越低，產(chǎn)品細粒子也越來越多。因此過分延長分解時間是不適宜的。分解時間太短就會過早的停止分解，分解率低，氧化鋁返回量多，母液摩爾比過低，不利于溶出，并增加了整個流程的物流量。所以要根據(jù)具體情況確定分解時間，以保證有較高的分解槽產(chǎn)能和產(chǎn)品質并達到一定的分解率。附分解車間工藝流程圖精液精液三級板式熱交換晶種槽精液精液三級板式熱交換晶種槽晶種泵101～103#分解槽104#～109#分解槽110#～111#分解槽112#分解槽113#分解槽114#分解槽115#分解槽大循環(huán)泵一、二級板式熱交換晶種槽晶種泵201#～203#分解槽204#～209#分解槽210#～211#分解槽212#分解槽213#分解槽214#分解槽215#分解槽大循環(huán)泵小循環(huán)泵小循環(huán)泵化清泵小化清泵泵蒸發(fā)套管換熱器立式浸沒泵旋流器平盤過濾機立式浸沒泵旋流器平盤過濾機三級板式熱交換平底母液槽母液泵循環(huán)冷卻水蒸發(fā)原液槽循環(huán)冷卻水平底母液槽母液泵底流底流循環(huán)水車間101#平底母液槽201#平底母液槽二組溢流泵一組溢流泵2#立式葉濾機1#立式葉濾機二組母液泵二組母液泵底流泵101~103#立盤過濾機201~203#立盤過濾機蒸發(fā)車間201#晶種槽蒸發(fā)車間精液板式器精液板式器葉濾機給料泵母液泵母液泵母液泵母液泵母液泵母液泵化清泵種濾化清槽葉濾機葉濾機給料泵一組葉濾機一組平底母液槽二組葉濾機二組平底母液槽二組溢流泵二組溢流泵101#錐型母液槽201#錐型母液槽101#溢流槽201#溢流槽101~103#晶種泵201~203#晶種泵001#晶種槽空壓機空壓機真空泵真空泵101#晶種槽焙燒爐平盤過濾機一組旋流器焙燒爐一組浸沒泵平盤過濾機二組浸沒泵二組旋流器215#分解槽214#分解槽104~109#分解槽115#分解槽中間降溫板式器中間降溫板式器112#分解槽114#分解槽113#分解槽213#分解槽212#分解槽110~111#分解槽101~103#分解槽210~211#分解槽204~209#分解槽201~203#分解槽一、二級板式熱交換 201#晶種槽圖2、201#晶種槽 第三天焙燒車間、氫氧化鋁焙燒工藝流程圖氧化鋁生產(chǎn)采用流態(tài)化焙燒技術的試驗研究開始于20世紀40年代，近40年來，流態(tài)化焙燒在工業(yè)生產(chǎn)中顯示出其優(yōu)質、低耗的強大優(yōu)勢，技術發(fā)展十分迅速。目前廣泛應用于氧化鋁生產(chǎn)的焙燒技術為美國的閃速焙燒、德國的循環(huán)焙燒、丹麥的氣態(tài)懸浮焙燒三種，其中氣態(tài)懸浮焙燒技術起步最晚，但技術先進，代表著最新流態(tài)化焙燒水平，號稱“第三代”。然而，因其在工業(yè)生產(chǎn)中應用較晚，實際運行中，仍然存在許多問題，若能很好地解決，進一步完善其工藝，則氣態(tài)懸浮焙燒技術無疑是氧化鋁生產(chǎn)的最佳選擇焙燒就是將氫氧化鋁在高溫下脫去附著水和結晶水，并使其晶型轉變，制得符合電解要求的氧化鋁的工藝過程。所以氧化鋁的許多物理性質，特別是比表面積、α-Al2O3含量、安息角、密度等主要決定于煅燒條件。粒度和強度與煅燒條件也有很大關系。煅燒過程對氧化鋁產(chǎn)品的雜質（主要是SiO2）含量也有影響。由分解分級來的氫氧化鋁漿液經(jīng)氫氧化鋁漿液儲槽，用泵送往水平盤式過濾機，對氫氧化鋁進行分離及洗滌，洗滌后的濾餅含水率6~8%，用膠帶輸送機送往焙燒爐喂料箱或氫氧化鋁倉，過濾后的母液送種子過濾的錐形母液槽，氫氧化鋁洗滌送赤泥洗滌工序從成品過濾或氫氧化鋁倉來的氫氧化鋁卸入焙燒工序的50m3喂料箱內，喂料箱內料位與倉下皮帶計量給料機聯(lián)鎖，控制焙燒爐的進料量。含水6~8%的氫氧化鋁經(jīng)膠帶輸送機，螺旋喂料機送入文丘里干燥器內，干燥后的氫氧化鋁被氣流帶入第一旋風預熱器中，煙氣和干燥的氫氧化鋁在此進行分離，一級旋風出來的氫氧化鋁進入第二級旋風預熱器，并與從熱分離器來的溫度約1000℃的煙氣混合進行熱交換.氫氧化鋁的溫度達到320~360℃，附著水基本脫除，預焙燒過的氫氧化鋁在第二級旋風預熱器內與煙氣分離卸入焙燒爐的錐體內，焙燒爐所用的燃燒空氣預熱到600~800℃從焙燒爐底進入，燃料與空氣混合并燃燒，預焙燒的氧化鋁及空氣在爐底充分混合，氧化鋁的焙燒在爐內約1.4秒鐘的時間內完成。焙燒好的氧化鋁和熱煙氣在熱分離器中分離。熱煙氣經(jīng)上述的兩級旋風預熱器、文丘里干燥器與氫氧化鋁進行熱交換后，溫度降為145℃，進入電除塵器，凈化后的煙氣用排風機送入煙囪排入大氣熱分離器出來的氧化鋁經(jīng)兩段冷卻后溫度降至80℃，第一段冷卻采用四級旋風冷卻器，在四級旋風冷卻過程中，氧化鋁溫度從1050℃降至260℃，燃料燃燒所需的空氣溫度預熱到800℃，第二段冷卻采用沸騰床冷卻機，用水間接冷卻，使氧化鋁溫度從260℃降為80℃。從沸騰床冷卻機出來的氧化鋁用風動流槽送入氧化鋁倉經(jīng)包裝送堆棧。公司采用的是氣態(tài)懸浮焙燒（GSC）第四天蒸發(fā)車間拜耳法生產(chǎn)氧化鋁是一個閉路循環(huán)流程，溶出鋁土礦的苛性堿液是生產(chǎn)中反復使用的，每次作業(yè)循環(huán)只需補加上次循環(huán)中損失的部分（堿耗）。但是，每次循環(huán)中有：赤泥洗水、氫氧化鋁洗水、原料帶入的水分、蒸汽直接加熱的冷凝水的加入，除隨赤泥帶走以及在氫氧化鋁焙燒排除部分水外，多余的水分會降低溶液的濃度，而在生產(chǎn)各階段對于溶液的濃度又有不同的要求，所以必須由蒸發(fā)工序來平衡水量。1.種分母液蒸發(fā)的目的蒸發(fā)的主要目的是排除流程中多余的水分，保持循環(huán)系統(tǒng)中液量的平衡，使母液蒸發(fā)濃縮到符合拜耳法溶出鋁土礦配制原礦漿的要求種分母液蒸發(fā)的任務種分母液蒸發(fā)是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工藝中一個十分重要的工序，其任務是：(1)排除流程中多余的水分，保持循環(huán)系統(tǒng)中液量平衡；(2)排除雜質鹽類，苛化回收堿。分離氫氧化鋁后的分解母液Na2O濃度一般在170g/L，經(jīng)蒸發(fā)濃縮到

280g/L,符合拜耳法溶出鋁土礦配制原礦漿的要求，送回前段流程使用。種分母液蒸發(fā)工藝流程在氧化鋁生產(chǎn)中，母液蒸發(fā)都是采用蒸汽加熱，其能耗占濕法冶金過程的一半以上。蒸發(fā)設備和作業(yè)流程需根據(jù)原液中雜質含量和對母液濃度的要求加以選擇，使之有利于減輕結垢和提高設備產(chǎn)能。單效蒸發(fā)汽耗大，從溶液蒸發(fā)1kg水就需要消耗不小于1kg的加熱蒸汽。為了減少汽耗，在工業(yè)生產(chǎn)中一般采用多效蒸發(fā)。蒸發(fā)作業(yè)的效數(shù)越多，蒸汽單耗越少，生產(chǎn)成本越低，但蒸汽的節(jié)約程度越來越小，同時也帶來了設備費用的增加。因此，蒸發(fā)效數(shù)不能增加太多。多效真空蒸發(fā)的作業(yè)流程根據(jù)蒸發(fā)器中蒸汽和溶液的流向不同，多級蒸發(fā)裝置可有溶液的順流（平行流動）、逆流和錯流（混流）三種。溶液的流向與蒸汽的流向相同，即由第一效順序流向末效。如上圖順流作業(yè)的優(yōu)缺點：a)由于后一效蒸發(fā)室內的壓力較前一效的低，故可借助壓力差來完成各效溶液的輸送，不需要用泵，可節(jié)省動力費用；b)由于前一效的沸點較后一效高，所以自蒸發(fā)量大；c)最后一效出料，溫度低，熱損失小。但由于后一效的濃度較前一效的大，溫度低，粘度大，因而傳熱系數(shù)較低。另一方面，有可能給操作上帶來一定的困難，如出料不暢等。逆流：溶液的流向與蒸汽的流向完全相反，即溶液從末效加入由Ⅰ效出，蒸汽由Ⅰ效加入順序流至末效。如上圖逆流作業(yè)的優(yōu)缺點：隨著溶液的濃度越來越高，溫度也越來越高，因此粘度的影響不明顯。雖然傳熱系數(shù)有所下降，但不至于降的太低，而出料卻很暢快。但是，由于各效溶液的加入均用泵輸送，因此動力消耗大。另外，出料溫度高，熱損失就比較大。錯流：在蒸發(fā)過程中既有順流又有逆流。如上圖其優(yōu)缺點介于順流和逆流之間。在生產(chǎn)過程中往往采用Ⅲ-Ⅰ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅲ-Ⅰ等多種流程交替作業(yè)，其目的在于清洗蒸發(fā)器內的結疤，以提高蒸發(fā)效率，減少汽耗，降低生產(chǎn)成本。我廠蒸發(fā)流程對于高濃度循環(huán)母液的蒸發(fā)來說，先在六效降模式蒸發(fā)器及三級閃蒸使溶液Na2O濃度達到230~245g/L，然后通過強制蒸發(fā)至最終濃度(Na2O280~320g/L），送入苛化工序進行排鹽苛化。下圖為六效逆流三級閃蒸的管式降膜蒸發(fā)工藝。該廠采用的蒸發(fā)工藝流程描述A)將蒸發(fā)原液(Na2O160g/L)由泵送至第六效蒸發(fā)器，經(jīng)Ⅵ-Ⅴ-Ⅳ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅰ效蒸發(fā)器逆流逐級加熱蒸發(fā)至溶液含Na2O220g/L，再經(jīng)三級閃蒸濃縮至Na2O245g/L后，一部分出料去蒸發(fā)母液槽，一部分送至強制效進行強制蒸發(fā)后排鹽。B)Ⅰ效蒸發(fā)器用表壓為0.5MPa的飽和蒸汽加熱，Ⅰ效至Ⅴ效二次蒸汽分別作用下一效蒸發(fā)器和該效直接預熱器的熱源，第Ⅵ效（末效）蒸發(fā)器的二次蒸汽經(jīng)水冷器降溫冷凝，其不凝氣直接進入真空泵，Ⅰ效和Ⅰ級溶液自蒸發(fā)器的二次蒸汽依次用于加熱Ⅰ效和Ⅱ效直接預熱器的溶液。新蒸汽冷凝水經(jīng)三級冷凝水槽閃蒸降溫到100℃以下用泵送至合格熱水槽，其二次蒸汽分別于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸發(fā)器的二次蒸汽合并；C)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ效蒸發(fā)器的冷凝水分別經(jīng)該效的冷凝水水封罐進入下一級冷凝水水封罐；每效冷凝水水封罐產(chǎn)生的二次蒸汽分別匯入該效的加熱蒸汽管；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸發(fā)器的冷凝水逐級閃蒸后與Ⅴ效的冷凝水匯合，進入Ⅵ效的冷凝水罐，用泵送到冷凝水槽；全部冷凝水經(jīng)檢測后，合格的送鍋爐房，不合格的送沉降熱水槽和成品過濾。六效逆流三級閃蒸的管式降膜蒸發(fā)系統(tǒng)工藝的特點1、管式降膜蒸發(fā)器傳熱系數(shù)高、效數(shù)多、汽耗低，汽水比高；2、Ⅰ效和Ⅱ效蒸發(fā)器進料，采用直接預熱器預熱，分別用Ⅰ效及一級閃蒸器的二次蒸汽作熱源，使溶液預熱到沸點后進料，提高了傳熱系數(shù)，改善了蒸發(fā)的技術經(jīng)濟指標；3、采用了水封罐兼做閃蒸器的辦法，對新蒸汽及各效二次蒸汽冷凝水的熱量進行回收利用，不僅流程簡單，并可有效的阻汽排水，降低了系統(tǒng)的汽耗；4、采用三級閃蒸對溶液的熱量進行回收，Ⅰ效出料溫度約為149℃，經(jīng)三級閃蒸，溫度降至98℃左右，然后送強制效進行強制蒸發(fā)到320g/L，送排鹽苛化進行排鹽；5、蒸發(fā)器應定期進行酸洗。第五天原料車間原料車間基本工段磨機工段1.1礦石的均化礦石均化的原理：礦石均化的目的是保證原料磨的鋁礦石成分穩(wěn)定，一般采用平鋪垂直截取礦石法來達到。品味不均的碎礦石，從礦堆場送到均化布料皮帶上，經(jīng)其上的布料小車勻速來回的一層一層的均勻布料，使不同品味的礦石分層平鋪重疊起來，堆成100多米長、10米高的礦堆。取料機取料時，則采用從橫向截面來回切取的取料方式，使每批取出送去原料磨的礦石都是所有參與堆存的不同品味鋁土礦的均勻混合礦，從而達到平鋪截取均化作業(yè)，進一步保證礦石的成分穩(wěn)定的目的。1.2磨機的工作原理及過程2.石灰破碎3.石灰消化4.原料車間基本工藝流程破碎站設在廠區(qū)北側(鐵路線北)，由汽車運進廠的民采鋁土礦經(jīng)地磅站稱重后卸入原礦堆場，由礦山公司供合格碎礦。破碎后的鋁土礦經(jīng)膠帶輸送機送往均化堆場，再經(jīng)斗輪取料機卸到膠帶輸送機上，膠帶輸送機跨鐵路后沿一期赤泥輸送管線走向將鋁土礦送往一、二期原料磨的磨頭倉。原料車間基本工藝流程外購石灰由汽車運進廠，經(jīng)顎式破碎到20mm以下，由大傾角皮帶機卸入石灰倉，經(jīng)膠帶輸送機送到原料磨磨頭倉，另一部分石灰送往石灰消化工段在石灰消化工段，石灰與熱水一同加入化灰機中，制備的石灰乳流進石灰乳槽，石灰乳用泵送往蒸發(fā)車間苛化工序和沉降車間控制過濾工序。消化渣最終用汽車運往赤泥堆場堆存。在原料磨工段，鋁土礦、石灰和循環(huán)母液按比例加入棒、球磨機中磨制原礦漿，原礦漿用水力旋流器進行分級，分級機溢流為合格的原礦漿，送往原礦漿槽，再用礦漿泵送往溶出車間的預脫硅工段，分級機底流返回球磨機。5.原礦漿制備的主要影響因素5.1礦石A/S和Al2O3含量(%)的穩(wěn)定和均勻:這是確保氧化鋁溶出率和產(chǎn)量的重要原因，各班允許A/S波動小于0.5，AL2O3含量波動小于1%。5.2礦石磨細程度（細度）：礦石磨細程度對溶出影響大小與礦石的礦物化學組成和結構密切相關，三水鋁石型鋁土礦，本身縫隙很多，便于擴散，礦石不必磨的很細，而一水硬鋁石型鋁土礦，則要求磨的細些。實際生產(chǎn)中，過磨無助于溶出率的繼續(xù)提高，反而增大動力消耗、降低產(chǎn)能，還不利于赤泥沉降分離洗滌。5.3石灰添加量：生產(chǎn)實踐表明，對于一水硬鋁石型鋁土礦來說，添加石灰不僅可使AL2O3溶出速度加快，而且赤泥中含堿量下降。5.4配料分子比：指在鋁土礦溶出時按配料比預期達到的溶出液分子比。第六天也就是最后一天溶出車間。高壓溶出車間生產(chǎn)工藝流程圖溶出是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的主要工序之一。溶出的目的在于將鋁土礦中的氧化鋁水合物溶解成鋁酸鈉溶液，并使溶液充分脫硅，避免過量SiO2影響產(chǎn)品質量，且把苛性堿的消耗減至最少。溶出過程的主要技術條件和經(jīng)濟指標有：溶出溫度、溶出時間、Al2O3溶出率、熱耗等。1.預脫硅工藝生產(chǎn)中鋁土礦中含硅礦物不僅由于生成鈉硅渣引起氧化鋁和氧化鈉的化學損失，以及鈉硅渣進入氫氧化鋁后降低成品氧化鋁質量外，而且硅渣在生產(chǎn)設備和管道，特別是在換熱器表面上吸出，形成結疤，嚴重影響傳熱，增加了能耗和清理工作量。因此增加預脫硅是必須的。預脫硅就是在高壓溶出之前，將原礦漿在100-105℃左右攪拌8~10h，使硅礦物盡可能轉變?yōu)殁c硅渣結晶，這個過程稱為預脫硅。礦漿中生成的鈉硅渣又可成為其他含硅礦物在更高溫度下反應生成鈉硅渣的晶種，因而減小了它們在加熱表面上析出結疤的速度，從而使高壓溶出器的工作周期延長。2.單管預熱-壓煮器間接加熱溶出工藝從原料車間送來的固含350g/l的原礦漿進入常壓脫硅工段的加熱槽中，將溫度從82-87℃提升到100-105℃，然后在脫硅槽中進行連續(xù)脫硅。在隔膜泵的進口處添加母液以調整礦漿RP和固含，脫硅槽底部設有返砂泵，每班定期將粗砂返回原料磨工段。用隔膜泵將原礦漿送往溶出工段的套管預熱器，采用六級套管將原礦漿溫度預熱到174-180℃，再用四級預熱壓煮器將原礦漿溫度預熱到210-220℃，而后采用6.0Mpa高壓新蒸汽加熱，將原礦漿加熱至260℃后進入保溫停留罐停留45-60分鐘。溶出后礦漿經(jīng)十級閃蒸，溫度從260℃降至125℃，然后送入稀釋槽。從沉降來的洗液同時加入稀釋槽中，稀釋后料漿用泵送往溶出后槽，停留2小時以上，以進一步脫除溶液中的硅、鐵、鋅等雜質。各級礦漿自蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽用于相對應的套管預熱器和預熱壓煮器中預熱原礦漿，二次汽冷凝水從預熱器排出進入冷凝水罐，并經(jīng)逐級閃蒸降壓后，匯總到末級冷凝水罐，一部分用作閃蒸注水，一部分送往熱水站。加熱壓煮器產(chǎn)生的新蒸汽冷凝水送入新蒸汽冷凝水自蒸發(fā)器閃蒸后，二次汽去加熱脫硅槽，不帶堿冷凝水去供熱站，帶堿冷凝水去熱水站。3.鋁土礦的溶出性能雖然在目前的氧化鋁生產(chǎn)中所采用的原料統(tǒng)稱為鋁土礦，但鋁土礦并不是一種化學成分穩(wěn)定、結晶形態(tài)一致的單一類礦物。根據(jù)氧化鋁在鋁土礦中的不同結晶形態(tài)，鋁土礦可以分為：三水鋁石型、一水鋁石型、一水硬鋁石型以及它們之間相互共生的混合型。對于某一類型的鋁土礦，雖然它們的氧化鋁的結晶形態(tài)相同，但它們的化學成分又會因不同的產(chǎn)地有所不同。不同類型的鋁土礦由于其氧化鋁存在的結晶狀態(tài)不同，所以與鋁酸鈉溶液的反應能力自然就會不同，即使同一類型的鋁土礦，由于產(chǎn)地的不同，它們的結晶完整性也會有所不同，其溶出性能也就會不同。3.1三水鋁石型鋁土礦在三水鋁石型鋁土礦中，氧化鋁主要以三水鋁石（Al2O3·3H2O）或［Al(OH)3］的形式存在。三水鋁石型鋁土礦是最易溶出的一種鋁土礦，在溶出溫度超過85℃時，就會有三水鋁石的溶出，隨著溫度的升高，三水鋁石礦的溶出速度加快。通常情況下，三水鋁石礦典型的溶出過程是溫度為140-150℃、Na2O濃度為120-140g/L，礦石中的三水鋁石能迅速地進入溶液，滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。當三水鋁石礦與未飽和的鋁酸鈉溶液接觸后，發(fā)生的化學反應如下：Al(OH)3+NaAl(OH)4→NaAl(OH)4+aq當鋁酸鈉溶液達到飽和時，溶出過程將會停止。如果改變條件使鋁酸鈉溶液過飽和，則會發(fā)生鋁酸鈉溶液的分解，即：NaAl(OH)4+aq→Al(OH)3+NaAl(OH)4所以，實際上三水鋁石型鋁土礦的溶出反應是一個可逆的化學反應。3.2一水軟鋁石的溶出相對三水鋁石礦來講，一水軟鋁石礦的溶出條件要苛刻得多，它需要較高的溫度和較大的苛性堿濃度才能達到一定的溶出速率。一水軟鋁石型鋁土礦的溶出溫度至少需要200℃，然而生產(chǎn)上實際采用的溫度一般為240~250℃，溶出液的濃度通常是180~240g/L的Na2O。3.3一水硬鋁石型鋁土礦的溶出在所有類型的鋁土礦中，一水硬鋁石型鋁土礦是最難溶出的。一水硬鋁石的溶出溫度通常在260℃左右，溶出液Na2O濃度為240~300g/L。我國的鋁土礦主要是一水硬鋁石型鋁土礦。一水軟鋁石型或一水硬鋁石型鋁土礦在溶出過程中發(fā)生反應為：AlOOH.H2O+NaOH+aq→NaAl(OH)4+aq4.影響鋁土礦溶出過程的因素在鋁土礦溶出過程中，由于整個過程是復雜的多相反應，所以影響溶出過程的因素比較多。這些影響因素可大致分為鋁土礦本身的溶出性能和溶出過程作業(yè)條件兩個方面。鋁土礦的溶出性能指用堿液溶出其中的Al2O3的難易程度，難易是相當而言的。結晶物質的溶解從本質上來說是晶格的破壞過程，在拜耳法溶出過程中，氧化鋁水合物是由于OH-進入其晶格而遭到破壞的。各種氧化鋁水合物正是由于晶形、結構的不同，晶格能也不一樣，而使其溶出性能差別很大。除了礦物組成以外，鋁礦的結構形態(tài)、雜質含量和分布狀態(tài)也影響其溶出性能。下面主要討論溶出過程作業(yè)條件的影響。4.1溶出溫度的影響溫度是溶出過程中最主要的影響因素，升高溫度，化學反應速率常數(shù)和擴散速率常數(shù)都會增大，所以，不論反應過程是由化學反應控制或是擴散控制，從動力學方面說明了提高溫度對于增加溶出速率有利。溫度在溶出天然的一水硬鋁石型鋁土礦時所起的作用比溶出純一水硬鋁石礦物時更加顯著。因為在溶出鋁土礦時會有鈦酸鹽和鋁硅酸鹽保護膜的生成，提高溫度使這些保護膜因再結晶而破裂，甚至不加石灰也有良好的溶出效果。提高溫度可以使礦石在礦物形態(tài)方面的差別所造成的影響消失。但是，提高溶出溫度會使溶液的飽和蒸汽壓急劇增大，溶出設備和操作方面的困難也隨之增加，這就使提高溶出溫度受到限制。4.2攪拌強度的影響1)強烈的攪拌使整個溶液成分趨于均勻，從而強化了傳質過程。加強攪拌還可以在一定程度上彌補溫度、堿濃度、配堿數(shù)量和礦石粒度方面的不足。2)在間接加熱機械攪拌的高壓溶出器組中，礦漿除了沿流動方向運動外，還在機械攪拌下強烈運動，湍流程度也較強。3)當溶出溫度提高時，溶出速度由擴散所決定，因而加強攪拌能夠起到強化溶出過程的作用。此外，提高礦漿的湍流程度也是防止加熱表明結疤、改善傳熱過程的需要，在間接加熱的設備中這是十分重要的。礦漿湍流程度越高，結疤越輕微。4.3循環(huán)母液堿濃度的影響當其他條件相同時，母液濃度越高，Al2O3的未飽和程度就越大，鋁土礦中Al2O3的溶出速度越快，而且能得到分子比低的溶出液。從整個流程看，蒸發(fā)后的蒸發(fā)母液，即循環(huán)母液的Na2O濃度不宜超過240g/L，如果要求母液的堿濃度過高，蒸發(fā)過程的負擔和困難必然增大，所以從整個流程來權衡，母液的濃度只宜保持為適當?shù)臄?shù)值。4.4配料分子比的影響在溶出鋁土礦時，物料的配比是按溶出液的MR達到預期的要求計算的。預期的溶出液MR稱為配料MR。它的數(shù)值越高，即對單位質量的礦石配的堿量也越高，由于在溶出過程中始終保持著更大的未飽和度，所以溶出速度必然更快。但是，這樣一來循環(huán)效率必然降低，物料流量則會增大。從循環(huán)堿量公式：可以看出，為了降低循環(huán)堿量，降低配料分子比要比提高母