1、氧化鋁生產(chǎn)流程工藝及各種泵應(yīng)用分析1、概述在氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)，氧化鋁的生產(chǎn)方法大約分四類：堿法、酸法、酸堿聯(lián)合法和熱法，但目前用于工業(yè)生產(chǎn)的基本全部屬于堿法。用堿法生產(chǎn)氧化鋁，是用堿（NaOH或Na2CO3）來處理鋁礦石，使礦石中的氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)殇X酸鈉溶液。礦石中的鐵、鈦等雜質(zhì)和絕大部分的硅則成為不溶解的化合物，將不溶解的殘渣（由于含氧化鐵而成紅色，故稱赤泥）與溶液分離，經(jīng)洗滌后棄去或綜合利用，已回收利用其中的有用組分。純凈的鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁，經(jīng)與母液分離、洗滌后焙燒，得到氧化鋁粉產(chǎn)品。用堿法生產(chǎn)氧化鋁又可分為：拜爾法燒結(jié)法聯(lián)合法，因我國的鋁土礦資源的特殊性，主要為一水硬鋁石，因此在早期

2、建廠的生產(chǎn)氧化鋁的方法均采用燒結(jié)法、混聯(lián)法，后期建廠和擴建工程多采用拜爾法較多，拜爾法具有工藝流程簡單，投入成本少，產(chǎn)品質(zhì)量好等特點。具體情況如下：中國鋁業(yè)山東分公司：1954年建廠，采用燒結(jié)法，后經(jīng)四次擴建，主要采用拜爾法，2006年的總產(chǎn)量已達(dá)128萬噸中國鋁業(yè)河南分公司：1965年建廠投產(chǎn)，主要采用混聯(lián)法，1999年完成4次擴建，年產(chǎn)達(dá)80萬噸，2005年新建年產(chǎn)70萬噸的拜爾法生產(chǎn)線，2006年的年生產(chǎn)量已達(dá)到232萬噸。中國鋁業(yè)貴州分公司：1978年完成一期拜爾法生產(chǎn)線，年產(chǎn)15萬噸，后經(jīng)擴建，采用混聯(lián)法，2006年已達(dá)到年產(chǎn)120萬噸。中國鋁業(yè)山西分公司：1987年一期燒結(jié)法投產(chǎn)，

3、后經(jīng)擴建，1992年完成二期混聯(lián)法，年產(chǎn)達(dá)70萬噸，2005年投產(chǎn)的拜爾法80萬噸項目，到2006年已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)219萬噸目標(biāo)。中國鋁業(yè)中州分公司：1992年一期投產(chǎn)燒結(jié)法，后經(jīng)兩次擴建選礦拜爾法生產(chǎn)線，2006年年產(chǎn)量達(dá)172萬噸。中國鋁業(yè)廣西分公司：1995年拜爾法投產(chǎn)使用，2006年總產(chǎn)量達(dá)94萬噸。中國鋁業(yè)集團還有重慶、遵義準(zhǔn)備建造氧化鋁廠。除中國鋁業(yè)公司外，現(xiàn)已建或擬建的氧化鋁項目29個，山東荏平氧化鋁、山東魏橋氧化鋁、山西魯能晉北氧化鋁、山東龍口東海氧化鋁、山東信發(fā)（100萬噸）、河南開曼鋁、東方希望鋁業(yè)（三門峽）有限公司、廣西華銀（160萬噸）、陽煤集團（120萬噸）等眾多氧化鋁

4、企業(yè)。據(jù)專家估計，2006年我國的氧化鋁產(chǎn)量將年增29-33%，達(dá)到1200-1300萬噸。根據(jù)氧化鋁生產(chǎn)實踐及拜爾法生產(chǎn)工藝特點，我國的氧化鋁生產(chǎn)工藝以燒結(jié)法和混聯(lián)法為主的局面正在向拜爾法為主導(dǎo)局面過渡。2、氧化鋁行業(yè)的總工藝流程圖因為在氧化鋁生產(chǎn)過程中，拜爾法是最經(jīng)濟節(jié)能的生產(chǎn)工藝，本手冊主要以拜爾法生產(chǎn)工藝來介紹氧化鋁的工藝流程。3、氧化鋁行業(yè)各工段簡介在氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)，新建的氧化鋁廠基本是采用拜爾法，所以僅對拜爾法生產(chǎn)氧化鋁流程進(jìn)行介紹。采用拜爾法生產(chǎn)氧化鋁，其主要過程就是配料、溶出、分解、蒸發(fā)、焙燒。具體可分為：原礦漿制備、溶出、溶出礦漿的預(yù)脫硅、稀釋及赤泥的分離洗滌、晶種分解、氫氧

5、化鋁過濾、氫氧化鋁的焙燒、母液蒸發(fā)及蘇打苛化、排鹽。拜耳法氧化鋁生產(chǎn)方法與工藝流程3.1 原礦漿制備礦山來的鋁土礦在卸礦站卸入礦倉后轉(zhuǎn)運到均化庫布料。石灰石經(jīng)豎式石灰爐煅燒后送到石灰倉，用于石灰消化和原料磨配料。均化庫內(nèi)的碎鋁土礦用雙斗輪取料機橫向取料后經(jīng)皮帶運輸機送至磨頭倉。鋁土礦、石灰和蒸發(fā)來的循環(huán)母液按一定配比進(jìn)入由棒、球二段磨和水旋器組成的磨礦分級系統(tǒng)，在理化指標(biāo)都滿足溶出要求的原礦漿。分級溢流（原礦漿）進(jìn)入原礦漿槽，然后泵送至溶出工序的溶出前槽。該工段用泵情況主要是：礦漿泵（渣漿）、泥漿泵（渣漿）、堿液泵、渣漿污水泵、蒸發(fā)母液泵、石灰乳泵。因該工段的礦漿顆粒相對較大，礦石硬度高，介質(zhì)

6、中的顆粒有棱角，所以對泵的過流部件的耐磨性要求非常高，如果產(chǎn)品材質(zhì)的耐磨性不過關(guān)，在該工段使用會造成產(chǎn)品使用壽命短，維修頻繁等問題。泥漿泵、石灰乳泵耐磨性要求可以低一點。蒸發(fā)母液主要是高濃度強堿，腐蝕性比較強，對泵過流件的材質(zhì)要求配置較高。3.2 壓煮溶出 溶出前槽內(nèi)礦漿用渣漿泵送入溶出系統(tǒng)。首先由單套管和壓煮器組成的多級預(yù)熱器預(yù)熱，再用約60bar（270度左右）新蒸汽間接加熱壓煮器內(nèi)礦漿到溶出溫度，保溫溶出4560分鐘，經(jīng)多級自蒸發(fā)器閃蒸降溫后，溶出礦漿用赤泥洗液稀釋。閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽用于多級預(yù)熱，新蒸汽冷凝水經(jīng)閃蒸成6bar蒸汽并入全廠低壓蒸汽管網(wǎng)，新蒸汽不含堿冷凝水返回?zé)犭姀S。二次蒸

7、汽冷凝水及新蒸汽含堿冷凝水送熱水站。該工段用泵情況主要是：隔膜泵、原漿泵、稀釋泵（渣漿）、出料泵（渣漿）、赤泥洗液泵、渣漿污水泵、真空泵、熱水泵、冷凝泵、洗水泵、循環(huán)泵、化學(xué)清洗泵（溶液）、高壓清洗泵（特殊結(jié)構(gòu)）、污水泵（渣漿）、注意事項，該工段溫度高，堿性強，在選材時注意耐腐蝕和耐磨性。3.3 溶出礦漿的稀釋及赤泥分離及洗滌稀釋礦漿在40m單層平底沉降槽內(nèi)進(jìn)行液固分離，底流進(jìn)入洗滌沉降槽進(jìn)行三次赤泥反向洗滌，再送入赤泥過濾機進(jìn)行過濾洗滌，熱水分別加入過濾機和末次洗滌，濾餅經(jīng)螺旋輸送進(jìn)入再漿化槽，用離心泵向G E H O泵喂料，然后壓送到赤泥堆場進(jìn)行干法堆存。 分離沉降槽中添加由絮凝劑工序制備

8、好的合成絮凝劑和天然絮凝劑。一次、二次洗滌槽加合成絮凝劑。 分離沉降槽溢流經(jīng)泵送粗液槽 ，再用泵送往385m2凱利式葉濾機或226m2立式葉濾機進(jìn)行控制過濾，過濾時加入助濾劑（石灰乳或苛化渣）。濾餅送二次洗滌槽，精液送板式熱交換器。該工段用泵情況主要是：底流泵（一、二、三、四等多級洗滌）（渣漿）、分離底流泵（渣漿）、公備底流泵（渣漿）、飼料泵（渣漿）、熱水泵、污水泵（渣漿）、分離沉降底流泵、粗液泵、精液泵、分離溢流泵、公備溢流泵、溢流泵（一、二、三、四等多級洗滌）（多級洗滌）、赤泥過濾真空泵。3.4 晶種分解精液經(jīng)三級板式熱交換器與分解母液和冷卻水進(jìn)行熱交換冷卻到設(shè)定溫度。再與種子過濾濾餅（晶

9、種）在晶種槽內(nèi)混合后用晶種泵送至由13臺平底機械攪拌槽組成的分解系列的首槽（1#和2#槽）。經(jīng)連續(xù)分解后從11#（或10#）槽頂用立式液下泵抽取分解漿液去進(jìn)行旋流分級，分級前加入部分過濾母液稀釋，分級溢流進(jìn)12#（或11#）分解槽。底流再用部分母液沖稀后自壓至成品過濾。分解末料槽（12#或11#）的分解漿液從槽上部出料自流至種子過濾機，濾餅進(jìn)入晶種槽，濾液到種分槽進(jìn)入錐形母液槽再溢流到母液槽，用種分母液經(jīng)板式換熱交換送至蒸發(fā)工序。母液送種子過濾的錐形母液槽，氫氧化鋁洗液送赤泥洗滌或錐形母液槽。錐形母液槽的溢流進(jìn)母液槽，底流到種濾溢流槽，溢流槽漿液經(jīng)泵送到分解末槽，需要時也可送到晶種槽。母液槽內(nèi)

10、的分解母液部分送氫氧化鋁分級用于稀釋水旋器進(jìn)料和底流，其余經(jīng)板式熱交換器與精液進(jìn)行熱交換后送蒸發(fā)原液槽。錐形母液槽的底流用泵送去385m2葉濾機進(jìn)行浮游物回收，產(chǎn)生的濾液進(jìn)平底母液槽，浮游物作為晶種返回到晶種槽。該工段用泵情況主要是：種子泵、換熱器給料泵、中間降溫泵（渣漿）、冷卻水泵、錐形母液槽底流泵（渣漿）、大循環(huán)泵（渣漿）、小循環(huán)泵（渣漿）、底流泵（渣漿）、母液泵（溶液）、種分母液泵(溶液泵)、化學(xué)清洗泵（溶液）、污水泵（渣漿）、熱水泵、液濾泵（溶液）、真空泵、壓縮機。3.5氫氧化鋁成品的過濾經(jīng)分級后的氫氧化鋁漿液經(jīng)飼料泵送入平盤過濾機進(jìn)行成品過濾并用熱水洗滌，氫氧化鋁濾餅經(jīng)皮帶送至氫氧化

11、鋁倉或直接送焙燒爐前小倉。該工段用泵情況主要是：母液泵（溶液）、強濾液泵、弱濾液泵、喂料泵、化學(xué)清洗泵（溶液）、污水泵、壓縮機、熱水泵、成品過濾真空泵、3.6母液蒸發(fā)及蘇打苛化蒸發(fā)原液除少部分不經(jīng)蒸發(fā)直接送母液調(diào)配槽外，經(jīng)降膜蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后送調(diào)配。在流程中Na2CO3濃度高需排鹽時，二級閃蒸出料部分進(jìn)強制循環(huán)蒸發(fā)器，并加入鹽晶種，在進(jìn)行超濃縮蒸發(fā)的同時進(jìn)行鹽的誘導(dǎo)結(jié)晶，然后在鹽沉降槽進(jìn)行分離。底流用18m2轉(zhuǎn)鼓過濾機進(jìn)行過濾分離，濾餅用熱水溶解后在苛化槽內(nèi)與石灰乳混合進(jìn)行苛化，苛化漿經(jīng)過濾機分離，苛化淡液送母調(diào)配槽，苛化渣進(jìn)赤泥洗滌系統(tǒng)；苛化漿液也可直接送赤泥洗滌沉降槽。排鹽過濾機濾液

12、及鹽分離沉降槽溢流進(jìn)強堿液槽，部分送各化學(xué)清洗用堿點和分解化學(xué)清洗槽，部分返回第三級閃蒸，第三級閃蒸出料送調(diào)配。蒸發(fā)水冷器用第一循環(huán)水站的循環(huán)水冷卻。蒸發(fā)新蒸汽不含堿冷凝水返回?zé)犭姀S，二次蒸汽冷凝水送往氫氧化鋁過濾洗滌，新蒸汽和二次蒸汽含堿冷凝水則送沉降熱水站或用于蒸發(fā)站水洗。生產(chǎn)過程中消耗的堿，用液體燒堿補充。從堿倉卸下的液堿，先送補堿槽，再到母液調(diào)配槽與蒸發(fā)母液、部分不經(jīng)蒸發(fā)的原液及苛化淡液調(diào)配成符合濃度要求循環(huán)母液。也可采用液堿先用于化學(xué)清洗，后進(jìn)流程的補堿方式。該工段用泵情況主要是：進(jìn)料泵（渣漿）、母液泵、溢流泵、旋流器進(jìn)料泵、底流泵、蒸發(fā)站真空泵、循環(huán)泵、冷凝水泵、石灰乳泵、強制循環(huán)泵、污水泵、污酸泵、酸泵、化學(xué)清洗泵、自出料泵（渣漿）、3.7氫氧化鋁的焙燒氫氧化鋁焙燒在氣體懸浮焙燒爐（G、S、C）內(nèi)進(jìn)行。是氧化鋁生產(chǎn)的最后一道工序，脫去氫氧化鋁附著的水分，成品氧化鋁輸送至