第一章：设计任务书1、云南文山铝业有限公司铝土矿平均品位表 1—1 铝土矿的化学组成（%）AgFe2O3S©TiO2J灼减其它合计附着水分55.2218.237.343.000.8610.361.99100.003. 002、石灰的化学组成（%）表 1—2 石灰的化学组成（%）CaOCO2SiO2AI2O3其他合计89.03.52.81.23.51003、设计年产能：80 万吨砂状氧化铝4、设计生产工艺：拜耳法生产工艺第二章 技术条件及经济指标2.1 原料工序原料工序的技术条件和工艺指标如下表2-1表 2-1 原料工序技术条件和工艺指标工艺条件技术指标A12O3含量A/S (10天内平均波动) 矿石块度 铝矿石附水率M50%±0.2W30mmW5%2.2 溶出工序A) 铝土矿的理论溶出率和实际溶出率Al2O3 的理论溶出率：理论上矿石中可以溶出的 Al2O3 量(扣除不可避免的化学损失)与矿石中的Al2O3量之比称为Al2O3的理论溶出率(n )理Al2O3的实际溶出率：在溶出时，实际溶出的Al2O3量与矿石中的Al2O3量之 比称为A12O3的实际溶出率(n实)根据表1-1的数据，该铝土矿的铝硅比：A/S=55.22*7.34=7.523,故理论溶出率：A _ s 55 22 — 7 34n = —x 100%= - X100%= 86. 708%理 A 55.22实际溶出率：(A/S) —(A/S) 7.523—1.41n = 矿 赤 X100%= X100%=81.257%实 (A / S) 7.523矿式中：n——理论溶出率，%；理n ——实际溶出率, %；实A12O3一一铝矿石中A12O3的百分含量，%；SiO2—铝矿石中SiO2的百分含量，%；(A/S)―一铝矿石中的铝硅比；矿(A/S) 一一赤泥中的铝硅比；赤B) 溶出温度温度是影响溶出过程最主要的因素。
随着温度的升高，氧化铝在碱溶液中的溶 解度增大，溶出反应速度以及碱溶液与反应产物的扩散速度也增加，当其它溶出条 件相同时，提高溶出温度总时使溶出速度加快，溶出设备产能显著提高本设计溶出温度定为280°C溶出温度对赤泥A/S的影响如下图2-1溶出温度/它图2-1溶出温度对赤泥A/S的影响C）循环母液碱浓度及岢性比值[24]循环母液的岢性碱浓度愈高，其未饱和程度愈大，氧化铝溶出速度及产能越大， 得到的溶出液岢性比值越低，碱的循环效率也越高由于赤泥洗涤与高压溶出浆液 汇合后还使后者稀释，因而通常都把循环母液的NaO2选择的高些但是过分的提 高母液碱浓度和岢化比值又会未后继过程带来缺点和困难本设计循环母液的碱浓度为206・52g/L，a = 2.82， a =3.07k T循环母液具体组成如下表2-2表2-2循环母液的组成（g/L）组成山23N5N/cCO2Na2OT浓度110.8319016.5211.73206.52D） 石灰添加量铝土矿溶出时添加石灰时减少和消除氧化钛危害的有效措施当石灰添加量不 足时，部分氧化钛转化成钛酸钠使氧化铝的溶出率下降当石灰添加量过多时由于 生产水化石榴石使氧化铝容出率下降。
本设计石灰添加量占干铝土矿的10%E） 碱耗溶出过程中需要消耗大量的碱，本设计设定生产1吨氧化铝消耗44.73公斤的 补碱，补碱组成如下表4-3表2-3补碱的组成（g/L）组成N^cCO2浓度438.87.25.1F）其它技术参数见下表2-4表2-4溶出工序技术条件和工艺指标工艺条件 技术指标溶出后赤泥，A/S1.41溶出后赤泥，N/S0.4溶出过程浓缩率8%预脱硅原矿浆温度90 — 100°C脱硅时间9 h保温停留溶出时间45min10级的无机盐加热温度280C（加热温度 360—380C）末级闪蒸出料温度132C9级自蒸发的二次蒸汽预热温度M210C稀释后矿浆温度110C4.3 沉降工序A）赤泥浆液的温度料浆稀释时的温度在很大程度上影响铝酸钠溶液的稳定性，从而引起赤泥中Al2O3 损失量的变化溶液比重及粘度随着温度的提高而下降，因而有利于其中赤 泥的沉降温度升高能减少胶体质点所带的电荷，促进赤泥颗粒的聚集另外，分 离及洗涤温度较高，溶液的稳定性也较好，氧化铝的水解损失减少，设备管道结疤 减少，所以在赤泥的分离、洗涤过程中，必须严格保证较高的温度，通常均保持在95C以上使溶液具有一定的稳定性，减少赤泥分离、洗涤过程中的水解损失。
提 高溶液的温度还可以使溶液的粘度减小，有利于提高赤泥颗粒的沉降速度，使赤泥（固体）与溶液（液体）迅速的分离有利于赤泥分离、洗涤作业的进行B） 矿石细磨程度矿石磨的愈细，赤泥粒子愈小粒子的沉降速度与其粒径的平方成正比，矿石的过磨是不利于赤泥沉降性能的C） 赤泥浆液的液固比[25]赤泥分离的目的就是将生产所需要的铝酸钠溶液和溶出的残渣分开，获得工业 上认为纯净的铝酸钠溶液经稀释后的赤泥料浆送往沉降槽进行沉降分离，沉降底 流的液固比约为1・0〜3.5之间赤泥的沉降是拜耳法中最复杂、最灵活的生产过 程之一沉降不良会引起产量降低30〜40%,洗涤不充分则会显著的增加碱的损失, 同时也影响赤泥的用途降低分离沉降槽的底流液固比,这样可以大大的减少赤泥 的附液量（即可以减少附碱损失）,从而提高赤泥的洗涤效率D）工艺条件及技术指标见下比表2-5表2-5沉降工序技术条件和工艺指标工艺条件 技术指标沉降分离槽底流，L/S1.5末次洗涤槽底流，L/S0.8弃赤泥液相中Na2O的含量4 g/L分离沉降槽温度M107°C一洗沉降槽温度M96°C二洗沉降槽温度M95C三洗沉降槽温度M90°C分离溢流浮游物W200mg/L合成絮凝剂添加量30g/t干赤泥天然絮凝剂添加量210 g/t干赤泥精液浮游物W15mg/L4.4 分解工序A） 分解率分解率是以分解出来的氢氧化铝中的氧化铝占精液中所含氧化铝数量的百分 数表示的。
由于连续生产以及固体物料附液引起溶液组成与体积的变化,溶液的分 解率是其中氧化铝浓度的变化并以氧化钠含量为内标来计算的于是d 1 420n = （1 ―二）x 100% 二 1 - 二 49.65%Q 2.82m式中：n——种分分解率，%；a ――分解原液的苛性比值；aa ――分解母液的苛性比值；mB） 产出率从单位体积分解原液中分解出来的氧化铝数量叫产出率（kg/m3）：Q=Aa・n式中：Q 产出率，kg/m3；Aa―分解原液中Al2O3的浓度，kg/m3； n——分解率，%；C）分解槽单位产能指单位时间内（每小时或每昼夜）从分解槽单位体积中分解出来的氧化铝数量P=Aa式中： P分解槽单位产能，kg/m3 • h；T—分解时间，h；D）分解原液的浓度及岢性比值盟分解原液的浓度和苛性比值是影响种分速度、产出率和分解槽单位产能最主要的因素，对分解产物氢氧化铝的粒度也有明显的影响本设计铝酸钠溶液苛性比值a =1.42, « =1. 58,铝酸钠溶液组成如下表2-6kT表2-6分解原液的组成（g/L）组成A12O3NgN^OcCO2Na2OT浓度160138.1115.3510.89153.46E）温度分解温度（特别是初温）是影响氢氧化铝粒度的主要因素。
下表 2-7 是分解初 温对氢氧化铝中不溶性Na2O含量的影响表2-7分解初温对氢氧化铝中不溶性Na O含量的影响• 1 <1初温（°C）5055606570NaO (%)20.2540.2280. 2020.1760.150F）工艺条件及技术指标见下表2-8表2-8分解工序技术条件和工艺指标工艺条件技术指标晶种分解种子比3种子附水率20%氢氧化铝浆液， L/S0.8氢氧化铝洗涤水的消耗量0.7 吨/吨-Al (OH) 3分解首槽温度61C分解末槽温度50〜58C2.5 蒸发工序蒸发工序的技术条件和工艺指标如下表[272]-9表2-9蒸发工序技术条件和工艺指标工艺条件 技术指标Na2CO3・巧0带走的循环母液量30%苛化率90%蒸发原液温度M72°C2.6 焙烧工序焙烧工序的技术条件和工艺指标如下表 2-10表 2-10 焙烧工序技术条件和工艺指标工艺条件技术指标氢氧化铝滤饼含水量7%焙烧温度1025C最终滤液浮游物W2mg/L最终产品氧化铝为一级品（国标），我国氧化铝的现行质量标准如下表 2-11表 2-11 我国氧化铝质量标准化学成分（%）等级Al2O3不低于杂质，不高于SiO2Fe2O3N%O灼减一级98.60. 020.030.500.8二级98.50.040.040.550.8三级98.40.060.040.600.8四级98.30.080.050.600.8五级98.20.100.050.601.0第三章 物料平衡计算为了便于计算，物料平衡计算按生产1吨氧化铝为基准进行［28］。
3.1主要生产技术指标AlO不低于98.6%,本设计取：Al 0为99%231）产品为一级品氧化铝（国标）2）铝土矿的化学组成（%）Al2O3 Fe2O3 SiO2TiO2CO2灼减 其它合计附着水分55.22 18.23 7.343.000.8610.36 1.99100.003.003）石灰的化学组成（%）CaO CO2SiO2Al2O3其他合计89.0 3.52.81.23.5 100总回收率取：79 %4）5）氧化铝实际溶出率：81.257%石灰添加量占干铝土矿量的10%6） 碱耗：86.36吨补碱组成（ g/L）Na2Ok Na2Oc CO2438.8 7.2 5.17） 循环母液的组成（ g/L）Na2Ok Al2O3 Na2Oc密度：1440fe/m3Na2OT190110.83 16.5211.73206.52密度：1. 309 g/m 35 k = 2.828）铝酸钠溶液组成（g/L）Na2Ok Al2O3 Na2Oc140162.18 15.57CO2 Na2OT 密度：1291.57 kg/m35k=1.4211.04 155.569） 沉降分离槽底流L/S =1・5,末次洗涤槽底流L/S =0.810） 弃赤泥液相中Na2O的含量（浓度）。