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我国氧化铝生产工艺介绍-拜耳 混联

   日期:2010-09-06     浏览:1857    评论:0    
核心提示:目前我国混联法生产氧化铝的工艺是:以串联法为主体,兼有在烧结法系统中添加部分高硅铝矿石来稳定烧结法系统的工艺技术条件,并充分发挥拜耳法与烧结法两部分的生产能力。在这种工艺流程中,拜耳法系统处理低硅铝矿石,烧结法系统除处理拜耳法赤泥,进一步回收其剩余的氧化铝和氧化钠,由此达到碱耗低、氧化铝回收率高的目的。同时,烧结法系统还能处理一部分高硅铝矿石,为综合利用矿山资源创造了条件,拜耳法系统用的苛性碱由烧结法系统补充,有利于降低生产成本。在混联法中,拜耳法产品含硅低、含铁高,而烧结法产品含硅高、含铁低,这两种产品
我国的氧化铝生产厂胡6家:2003年氧化铝产量山西铝厂141万t;河南铝业公司137万t;中州铝厂85万t;山东铝厂93万t;平果铝业公司69万t;贵州铝厂75万t。都是生产冶金级氧化铝。平果铝业公司采用纯拜耳法,其他厂都用混联法,混联法中的拜耳法和烧结法的产量基本相等,工艺流程如图1所示。
 
 

图1  我国混联生产氧化铝的基本工艺流程图

    我国的铝土矿为一水硬铝石型,要求溶出温度高于240℃,是较为难溶出的矿石。我国的铝土矿的铝硅比较低(6~9),原料决定了我国的氧化铝生产的能耗比国外高,成本高。我国氧化铝工业从烧结法起家,由于采用非饱和配方、低苛性比溶出、生料浆加煤脱硫、深度脱硅等一系列技术,使得烧结法有了新的发展,成绩斐然。然而,烧结法物料量大,工艺复杂,特别是以高温烧成为主工序,能耗特别高,每吨氧化铝能耗达40GJ,能源费用占生产成本的53%。显然碱石灰烧结法在国际市场上缺乏竞争能力。为此,我国长城铝业公司氧化铝厂在世界上首先采用了“拜耳-烧结”混联的联合生产氧化铝。经过30多年的努力,这种方法日臻完善,氧化铝总回收率达92.2%,碱耗(按Na2CO3计)69kg/t,与山西铝厂烧结法相比,生产成本低15%以上。这样一来,贵州铝厂从1989年改为混闻法生产氧化铝。山西铝厂于1992年改为混联法生产氧化铝。山东铝厂、中州铝厂也改为混联法。
我国具有丰富的铝土矿资源,迄今已探明储量为23亿吨,列世界第5位,主要分布在山西,河南,贵州,广西,山东等地,绝大多数为高铝,高硅,低铁一水硬铝石矿,据统计我国A/S>10的矿石仅占10%,A/S7-10的矿石占20%,A/S4-7的矿石占60%以上,A/S2.6-4占10%。铝土矿是生产氧化铝的主要原料,它的矿物组成、化学成分、物理性质及各矿物的赋存状态,直接决定了氧化铝生产工艺特点,我国一水硬铝石矿属一水硬铝石一高岭石沉积型铝土矿,与硅矿物,钛矿物等关系密切。嵌布较细,矿石结构致密,硬度大,晶格十分稳定,从长远考虑这种矿物特点决定了必须采用工艺复杂、流程长、[wiki]设备[/wiki]多、能耗高的混联法氧化铝生产工艺,而我国氧化铝工业要想与国外竞争,抑制国外氧化铝低成本扩张,必须改造完善老工艺,开发研制新工艺、新技术、新方法降低能耗,降低成本,面对这一严峻形势,就迫使我们不得不去寻找更经济合理的氧化铝生产方法,依据各自氧化铝生产实际情况,深入细致的考虑如何在混联法中做强拜耳法,做优烧结法,既要兼顾规模产量,又要兼顾成本降低。
众所周知,混联法生产氧化铝要降低生产成本,必须采用高新技术最大限度强化溶出指标,最大规模的扩大拜耳法生产比例,而烧结法在顾及并想方设法提高自身经济的同时,发挥最大能力回收拜耳法赤泥。我公司氧化铝生产中拜耳法系统既有先进的“低苛性碱、高钙配方、高温溶出”的管道化溶出工艺,又有直接加热的老高压溶出系统,因此拜耳—混联法新工艺发挥优势对于碱耗的降低至关重要。
1.  科学利用管道化一水硬铝石强化溶出和节能优势,把现有的较为优质矿石应用于管道化配料,以管道化的高溶出率指标即在沉降系统的低水解优势扩大拜耳法生产能力,在严格控制管道化赤泥纳硅比小于0.18,氧化铝含量小于21%,铝硅比小于1.5,经高效洗涤后外排附损5kg/t-干赤泥的条件下实行部分或全部赤泥外排(以生产成本及设备检修情况而定),从而形成一水硬铝石管道化溶出工艺的小拜耳法流程。
2. 通过原矿浆自动配料稳定矿浆配制;提高高压机组预热温度,减少对有效碱的冲淡;提高洗涤沉降槽热水温度,抑制水解损失等措施,强化高压溶出条件,尽可能的提高老高压系统溶出率,降低溶出赤泥产出率,最后经赤泥分离、洗涤、过滤设备将赤泥含水率控制最低,和已有的烧结工艺通过工艺流程的再整合优化形成混联法循环。
3.烧结法在最大限度的回收指标相对较差的拜耳法赤泥同时,立足现有烧法设备尽可能的采用强化烧结法(矿石A/S6-9)新工艺,提高熟料氧化铝含量,适时的调整碳分产量,促进烧结法系统提成。强化烧结法工业试验表明,采用强化烧结法新工艺,在同样条件下可增产30%,节能23%,降低成本10%。但是需要改造完善碳分母液蒸发流程,进一步提高泵母浓度;并想方设法提高熟料窑产能,增加熟料窑平衡赤泥浆能力;并严格遵循赤泥浆控制三项原则;强化溶出,少产泥;适时调整,多收泥;稳步提产,多耗泥。
   这样就形成了拜耳—混联法新工艺,即可以有效发挥混联法生产氧化铝的规模优势,又可以降低氧化铝生产成本.

 
 
 
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