南山铝业实习报告南山铝业实习报告暑假实习我们来到位于渤海之滨的南山铝业集团,南山铝业是南山集团(中 国企业500强)所属大型企业公司创建于1993年,1999年12月23日 成功在上海证券交易所上市作为国内唯一以铝材为主业的上市公司,始终坚 持“立足高起点、利用高科技、创造高品质”的可持续发展思路,成为全球 唯一短距离拥有最完整铝产业链的铝业公司我们首先走进的是南山铝业下属企业东海氧化铝厂,东海氧化铝坐落于龙口 东海工业旅游开发区,濒临渤海湾,占地1600亩,2003年国家批准建设, 现在已经形成了年产160万吨冶金级砂状氧化铝的能力氧化铝是南山整个铝产业链的开端,东海氧化铝厂是由东大设计院设计的, 其采用的矿石有两种,一种是澳大利亚矿,一种是印尼矿,目前氧化铝生产工 艺主要是采用的拜耳法,东海氧化铝共有两期,其中一期利用的是印尼矿,二 期采用的是澳矿,其中澳矿由于含有较多的有机物,在分解槽中会产生大量的 泡沫,使生产无法正常进行,所以在二期还专门增加了一步苛化工艺,很好的 解决了这个问题拜耳法是奥地利化学家K・J•拜耳在十九世纪末发明的一种生产氧化铝的方 法他的第一项发明是在铝酸钠溶液中加入氢氧化铝作为种子,使铝酸钠分解。
第二项发明是直接用氢氧化钠溶液直接溶出铝土矿中的氢氧化铝生成铝酸钠 拜耳法目前是世界上最常用的氧化铝生产方法拜耳法是一个完整的循环生产 过程,可以由下述基本化学反应式说明:Al(OH) + NaOH< >10兀 >NaAl (OH)3 <100°C 4拜耳法生产氧化铝的主要工艺包括:铝土矿原料准备、溶出、赤泥分离洗涤、 分解、氢氧化铝分离洗涤、煅烧、蒸发和苛化现代拜耳法的主要进展在于:①设备的大型化和连续操作;②生产过程的自 动化;③节省能量,例如高压强化溶出和流态化焙烧;④生产砂状氧化铝以满足 铝电解和烟气干式净化的需要其基本工艺流程图如下:由于每批矿石的成分不同,为了保证生产的连续进行,东海氧化铝设置了均化厂,主要目的是将不同批次的铝土矿进行混合,使其成分稳定,便于生产的连续和稳定的进行铝土矿中含有大量的硅,湿磨的铝土矿矿浆必须经过预热,在加热到溶出所 学要的温度,以进行溶出反应,铝土矿所含的易与碱液作用的硅矿物(如高岭 石、蛋白石)在常温下即开始与碱液反应而进入溶液,使溶液中的氧化硅数量 迅速增加然后又成为溶解度很小的水和硅铝酸钠从容也中析出,在预热器表面 生成结垢为了防止结垢的产生工业上常常采取预脱硅的技术。
—I电解铝就是通过电解得到的铝现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐 电解法熔融冰晶石是溶剂,氧化铝作为溶质,以碳素体作为阳极,铝液作为阴 极,通入强大的直流电后,在950C-970C下,(950C以上有可能形成热槽 在电解槽内的两极上进行电化学反应,即电解电解铝生产过程铝电解工艺流程:现代铝工业生产采用冰晶石一氧化铝融盐电解法熔融冰 晶石是溶剂,氧化铝作为溶质,以碳素体作为阳极,铝液作为阴极,通入强大的 直流电后,在950C-970C下,在电解槽内的两极上进行电化学反应化学反 应主要通过这个方程进行:2Al2O3==4Al+3O2阳极:2O2 一-4e一=O2f阴极:A13+ +3e — =Al阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体,其中含有一定量的氟化氢等有害 气体和固体粉尘为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理,除去有害气体和粉尘后排入大气阴极产物是铝液,铝液通过真空抬包从槽内抽出,送往 铸造车间,在保温炉内经净化澄清后,浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等其生产工艺流程如下图:电解铝-产业特点世界上所有的铝都是用电解法生产出来的铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰 晶石-氧化铝融盐电解法,即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂,氧化铝为熔质组 成多相电解质体系。
其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三 元系是工业电解质的基础电解铝工业对环境影响较大,属于高耗能,高污染行 业电解铝生产中排出的废气主要是CO2,以及以HF气体为主的气-固氟化物 等CO2是一种温室气体,是造成全球气候变暖的主要原因而氟化物中的CF4 和C2F6其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍,并且会对臭氧层造成 不同程度的影响HF则是一种剧毒气体,通过皮肤或呼吸道进入人体,仅需1.5g 便可以致死电解铝-发展现状中国铝电解技术自70年代末引进160KA中间下料预焙槽技术之后,从消化 国外技术开始,揭开了中国现代铝电解技术发展的序幕,以铝电解槽热电磁力特 性及磁流体数学模型研究为核心,在工艺、材料、过程控制及配套技术等方面展 开了广泛深入的研究工作九十年代以来,在基础理论、大型铝电解槽开发以及 工程应用取得了一系列成果,开发成功了 280、320KA以上的特大型电解槽技 术,使铝工业的技术进步令人注目大容量电解槽的开发,使中国铝电解技术总 体上达到了国际先进水平,电解铝工业的面貌发生了根本的改变实际运行指标差由于开发时间短,对中国大型铝电解槽在生产领域的深层 次开发明显不足,致使实际运行指标的生产指标与国际先进水平还有较大差距。
多数在大负荷、小电网环境下运行,安全隐患多铝电联营是中国电解铝企业 发展的趋势之一,但同时在技术上也存在相应的问题由于大容量电解槽一般系 列规模较大(一个系列产能可达20万吨以上),巨大的用电负荷集中在一个生 产系列上(一般达40万KW以上),电解系列生产的任何波动都会造成电网或 自备电厂较大的影响,甚至威胁供电安全缺乏建立在对阴极破损机理与规律透彻掌握基础上的“精细设计”技术和提 高槽寿命的综合技术措施,电解槽难以达到设计寿命,早期破损率高影响中国 大型槽槽寿命的问题除了中国普遍认为的阴极炭素材料质量方面的原因外,电解 槽的设计、筑炉材料、筑炉质量、焙烧启动、正常生产操作及生产管理等方面均 存在一些问题导致这些问题的深层次原因是,中国尚缺乏对铝电解槽破损(常 称为阴极破损)机理与规律的深入掌握及在此基础上的“精细设计”技术和提高 槽寿命的综合技术措施随着电解槽容量的不断扩大,槽寿命问题就更加突出缺乏先进的生产操作技术,作业成本高中国300KA级的特大型预焙铝电解 槽投入工业应用的时间短又不能完全照搬以前在大型预焙槽上的相关经验(这 些经验也有很大局限性)焙烧启动过程中电流分布不均的问题更突出且焙烧启 动过程中的能耗大;投入运行后电解槽的物理场(电场、磁场、流场)容易波动, 热平衡的维持较困难;槽电阻极易受外界的干扰而波动,阳极效应发生后熄灭困 难,且由于电解槽的惯性大,一旦出现槽况波动或槽况异常现象,很难快速恢复 正常。
就中国电解铝整体生产状态而言,能源综合利用效率要比国际先进水平低 15%左右,主要表现在:电流效率相差2-3个百分点;吨铝电耗相差 300-800Kwh;电解铝用阳极生产过程能耗相差3Gj/t左右;电解铝阳极消耗 相差30-60Kg (折合标准煤约75-150Kg);电槽槽寿命相 差1000天左右; 阳极效应系数国际先进为0.1次/天.槽以下,中国最好水平在0.3次/天.槽左右中国电解铝行业从2002年开始,电解铝产量开始过剩,受下游行业需求下 降影响,中国2008年电解铝过剩预计达到50万吨电解铝需求增速放缓,受 经济危机影响,来自房地产和汽车行业的需求增速大幅下滑,而来自于电力设备 行业的需求仍保持快速增长,包装行业对电解铝的需求量保持稳定,2008年电 解铝需求增速在10%左右中国铝土矿资源稀缺,产能扩张不可持续中国矿 资源稀 缺,铝矿资源只能维持10年,中国的资源不可能再支撑电解铝行业年 均20%左右的扩张速度电解铝的生产成本价在15000元/吨-17500元/吨, 而 电解铝的价格仅为13400元/吨,行业亏损严重原料进一步下跌,中国电 解铝企业的平均生产本也在15000元左右,因此铝价大幅下跌的可能性很小。
2009年6月份左右铝价有可能回到15000元/吨改电解铝用途广泛全球电解铝产量平稳增长,增产动力依然来自于中国2005年世界电解铝产 量3191万吨,同比增长了 6.45%,其中中国产量767万吨,同比增长了 15.07%2006年全球电解铝产量达到3380万吨2006年6月份全球日平 均产量(不 包括中国)8.22万吨,较5月份日均产量增长了 700吨,环比增 长0.09%6月份国内电解铝产量78.03万吨,日均产量电解铝产量2.6万吨, 较五月份日平均产量增长了 1975吨,环比增长7.59%中国依然是全球电解 铝增产的主动力,由于中国产量占全球产量的比重高到24.9%,中国产量的变 化趋势对全球电解铝供应起到了决定性的作用中国电解铝行业发展的状况决定 中国国内电解铝供应一直较为充裕,2005年电解铝平均产能107万吨,产能 利用率75%,从6月份国内数据看,中国的产能已经得到了一定程度的释放 中国建电解铝项目11个,建设总能力112万吨,尚有10个拟建电解铝项目, 总 能力140万吨2006年电解铝生产能力达1160万吨,2007年达1250 万吨电解铝建设工艺简单技术含量低建设周期短,有充足资金投入,从开工到 建成投产仅需要了 9个月。
电解铝上游行业氧化铝产能迅速扩张,产业链向电解铝行业延伸,成为电解 铝产能增长的主要动力电解铝行业所处的成长发展阶段决定了产量增长是主基 调,电解铝企业竞争,重组购并,不断扩张,行业集中度提高,也将推动产能 的增长电解铝行业的购买方即铝消费商,在中国经济的快速发展,中国城市化 进程中基础设施、公共事业、住房和汽车等消费品,极大地带动中国电解铝消 费需求电解铝行业处于高速发展成长期阶段,行业优胜劣汰,行业集中度不断 提升2003年至2005年电解铝总产量从554万吨上升至767万吨,增产213 万吨,其中仅中国十大电解铝厂实现增产91万吨生产厂家从141家减少至 95家,单个厂家平均生产规模从2003年的3.9万吨上升至2005年8万吨感悟:经过两个星期的磨练,对工作及生活也颇有感触,总结为以下几点:一、 提高了我对铝业这个行业的认识作为重工业的一种,它的重要性是不 言而喻的,而作为铝业冶炼的源头,我们的工作也是很重要的从熔炼成铝水再 铸成铝锭,虽然技术含量不是太高,但每一个环节都要注意到,稍有不慎就会出 现问题,甚至出现事故我们只有不断的学习知识,熟练掌握操作流程,才能避 免意外的发生,也才能更好的实践公司“节能挖潜,提效增值”的精神。
二、 让我认识到安全生产的重要性宁可少赚一个亿,不可工亡一个人” 是我们的追求;质量为本,安全为天是我们的信念安全生产向来是公司一再强 调的,但安全是需要全体南山人共同努力,时刻装着安全生产的意识的,所谓“安 全来自长期防范,事故源于瞬间麻痹”,这就提示我们要注意每个细节,首先在 上班前检查自己的劳保用品是否配备齐全,然后在工作时充分考虑哪些环节容易 出事,提前做好预防,下班前仔细检查设备是否运行正常并做下记录,在交班时 安排到下个班组三、让我更加成熟,这点我感觉是最重要的众所周知电解车间的工作环境 是很恶劣的:高温、高强度并且很脏无论是换极,还是清理电解槽都要认真并 且很有耐心的完成,有时从上班到下班一直要忙个不停但所谓苦难是人生最好 的老师,我想正是从这种劳累中,体会到我们的价值,对于工作我从未埋怨过, 我也深知一个人要想成功,必须有一个坚强的心理素质而这次实习正是给了我 这个磨练自己的机会,。