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1、氧化铝的生产工艺及其化工泵选用简介由于金属铝在地球中是以氧化铝的形式存在，所以要得到金属铝必须先制备氧化铝。制 造氧化铝的方法有四种，分别是：碱法、酸法、酸碱联合法和热法。但目前用于工业生产的 绝大多数是碱法。碱法生产氧化铝，是用碱（NaOH或Na2CO3）来处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转换 成铝酸钠溶液（即循环母液）。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合 物，将丕溶健的残渣（由于含氧化铁而呈红色，故称为赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或 综合利用，以回收其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，经与母液分离、 洗涤后进行焙烧，得到氧化铝产品。碱法生产氧化铝的基本过程见下
2、图：焙烧铝矿石碱处理分离铝酸钠泥浆铝酸钠溶液分离* A1（OH）3蒸发母液一 Ag循环母液赤泥（Fe、Ti、Si等杂质）碱法生产氧化铝又分为：拜耳法、烧结法和拜耳-烧结联合法等三种。现详细介绍：1、拜尔法（见下页-拜耳法生产氧化铝的基本流程图）。适于处理低硅铝土矿，尤其是 在处理三水铝石型铝土矿时，具有其他方法所无可比拟的优点。拜耳法的两大过程：即分解与溶出。1）铝酸钠溶液的晶种分解过程：分子比较低的铝酸钠溶液在常温下，添加氢氧化铝作 为晶种，不断搅拌，溶液中的Al2O3便以氢氧化铝形式慢慢析出，同时溶液的分子 比不断增大。2）溶出：析出大部分氢氧化钠后的溶液，称之为分解母液，在加热时，又可以
3、溶出铝 土矿中的氧化铝水合物，这就是利用种分母液溶出铝土矿的过程。交替使用以上两个过程就可以一批批的处理铝土矿，得到纯的氢氧化铝产品，构成所 谓拜耳法循环。拜耳法实质是如下反应在不同条件下交替进行：Al2O3 （1 或 3）H2O+2NaOH+aqi2NaAl（OH）4+aq拜耳法的特点：适合高A/S矿石（A/S指含量比。其中“A”指Al2O3含量；“S”指 SiO2含量）A/S9；流程简单，能耗低，成本低；产品质量好，纯度高。拜耳法可分为美国和欧洲拜耳法。分别适用于三水铝石和一水软铝石。2、烧结法（碱石灰烧结法）。基本原理是：使炉料中的氧化物经过高温烧结转变为铝酸钠（Na2 OA12O3）、
4、铁酸钠（Na2 OF e2O3）、原硅酸钙和钛酸钙，用水或稀碱液溶出时,铝酸钠溶解进入溶液，铁酸钠水解为NaOH和Fe2O3 H2O沉淀，而原硅酸钙和钛酸钙不溶 成为泥渣，分离除去泥渣后，得到铝酸钠溶液,在通入CO2进行碳酸化分解,便析出ai（oh）3, 而碳分母液（主要成分为Na2CO3）经蒸发浓缩后可返回配料烧结、循环使用。A1（OH）3经 过焙烧即为产品 Al（OH）3。碱石灰烧结法的特点：适合低A/S矿石，A/S=36；流程复杂，能耗高，成本高； 产品质量较拜耳法低。3、联合法。适用于生产规模较大，可以兼有拜耳法和烧结法的优点，消除其缺点，取得更好的经济效果。联合法可分为：并联、串联和
5、混联三种基本流程。适用于 A/S=79 的 中低品位铝土矿。其他制造氧化铝方法由于使用极少，在此不予介绍。我国铝土矿资源主要集中在山西、贵州、河南、广西，合计储量占全国 85.5%。截至 2003 年我国已经建立了六大氧化铝生产基地：1）山东铝厂（烧结法）；2）郑州铝厂（混联 法）；3）贵州铝厂（混联法）；4）山西铝厂（混联法。目前国内最大的氧化铝厂）；5）中州 铝厂（烧结法）；6）平果铝厂（拜尔法。为中美合资企业）。铝土矿中的氧化铝主要以三水铝石【A1（OH）3】、一水软铝石【Y-AIO（OH）】、一水硬铝 石【a -AlO（OH）】状态存在。我国已探明的铝土矿储量中，一水硬铝石型铝土矿储量
6、占全 国总储量的98.46%，三水铝石型矿石储量只占1.54%。（下图为拜耳法的基本流程图：水T也聘Mfe-dILULLr也!Bit _I由于我国的氧化铝矿石主要以一水硬铝石型存在，而在所有类型的铝土矿中，一水硬铝 石型铝土矿是最难溶出的。一水硬铝石的溶出温度通常在240250 C,溶出液浓度为240300g/L Na2O。在氧化铝制造过程中化工离心泵是必不可少的流程设备,下面对流程中的离心泵及其选 用材质、生产厂家等进行介绍。高压矿浆（铝酸钠溶液+赤泥）使用容积式泵：活塞泵或隔膜泵输送。金属离心泵由于腐 蚀、磨蚀严重,在此工位不能使用！在碱法生产氧化铝装置中，用于离心泵输送的介质都为5015
7、0C的1025% （Na2O） 水溶液和部分氢氧化铝结晶等（即铝酸钠溶液一循环母液），具有咼温、咼腐蚀性、咼磨蚀 性特点（介质比重一般在1.21.5之间；粘度在450mPas之间），所以在材料选择上必须 是既要耐腐蚀又要耐磨蚀的双相钢【一般CD4MCu （使用温度W120C）； A890 3A （使用温 度120C）】；泵型的选择上采用开式或半开式叶轮（ESHK、ANS等）；密封方案选择双端 面背靠背（PLAN54）；在转速的选择上应选择低转速泵（V 1500rpm）,从而降低磨蚀对泵 的影响，提咼泵的使用寿命；电动机一般为非隔爆型。（下图为碱-石灰烧结法流程图）目前生产氧 化铝工艺流程（母
8、液蒸发）用离心泵 的厂家有以下：苏 尔寿泵业亚太有限 公司（在芬兰， 2000 年瑞士苏尔寿公司 与芬兰奥斯龙公司 泵部合并成立主 要以纸浆泵生产、 研制为主。）、大连 深蓝泵业有限公司 等浆泵制造厂家。以 上 介 绍 供 办事处人员学习、 了解氧化铝的制造 工艺及设备之用， 仅作参考。后附苏尔寿 氧化铝母液用泵与 深蓝泵的优缺点比 较表。后附业绩，请 参考。rl in i貫晒土駅翼卡第“DALIAN DEEP BLUE PUMP CO。，LTD由于氧化铝工艺流程中使用的离心泵为易损设备，所以它的备件供应是相对很多的！生产 厂商泵 型结构 特点密封 形式材质效 率采购 成本运行 成本ANS执行
9、美国ANSI B73.1M标准设 计制造。叶轮为 背开式结构（用 途与副叶轮基本 一致一阻止颗粒 进入密封区）；不 须拆卸泵体即可 于外部准确调整 叶轮与泵盖之间 间隙，始终保证 泵在咼效区运 行，简化维修。采用PLAN54 内 装式双端面 背靠背密封， 采用清洁软 化水冲洗。CD4MCu 和A890 3A.耐腐蚀 性、耐磨蚀性更 强。较咼。（泵效 率和苏 尔寿比 较略高！ 因为他 们的叶 轮为开 式结构， 水力损失更 多！）中低低。由丁采用双 相钢材质，即耐 磨又耐蚀。相对 使用寿命要比苏 尔寿产品耐用！ （双向钢的腐蚀 速率约0.1mm/ 年，因为我司的 ANS泵皮厚比苏尔寿厚、重量 大，
10、从而使用年 限更长。）由 且 件 少 采 廉 户 订（芬兰）APP采用开式叶轮 （前有耐磨板结 构件）+副叶轮 （阻止颗粒进入 密封区）。外装式双端 面机械密封 （也为PLAN54 ）结 构作为停车 密封使用，冲 洗介质一致。镍铸铁，虽然耐 磨性、耐腐蚀性 较好，但在咼温 碱液中耐腐蚀性 相对深蓝所选材 质还是差！（即使 米用和深蓝一样 的材质，其价格 将是很可观的！）较咼。咼或很 高高。据我司考察 现在国内使用的 APP泵，由于介 质的高腐蚀性， 球墨铸铁的腐蚀 速率比他们提供的0.1mm/年出 入较大！由备有加另以上内容的编写，由于时间上的限制断断续续，且由于我们资料、经验缺少，难免有不足
11、之处，请各位不吝赐合同号用户名私泵名称系列规格介质名称比重NPSHr冲洗/冷 却方案07SZ177原液泵 ANS 300x250x3159.81%NaOH 75524851.2133.5PLAN54CD，07SZ177VI 效过料泵 ANS 250x200x31512.55NaOH36022591.2723.5PLAN54CD，07SZ177V 效过料泵ANS 250x200x31512.48NaOH45024791.2713.5PLAN54CD，07SZ177IV 效过料泵 ANS 250x200x31512.93NaOH43027981.2813.5PLAN54CD，07SZ17707SZ
12、17707SZ17707SZ177氧化铝07SZ17707SZ17707SZ177荏平信发华宇氧化铝有限公司III 效过料泵 ANS 250x200x315II 效过料泵ANS 200x150x35007SZ17707SZ17707SZ17707SZ17713.46NaOH41014.13NaOH429四自出料泵 ANS 200x150x35018.3%NaOH 360强制效进料泵强制效出料泵I效循环泵II效循环泵III效循环泵IV效循环泵V效循环泵VI效循环泵27303011312985ANSANSANSANSANSANSANSANS150x100x330150x100x330300x250
13、x315300x250x315300x250x315300x250x315300x250x315300x250x31518.3%NaOH21.89NaOH16.87NaOH14.13NaOH13.46NaOH12.93NaOH12.48NaOH12.55NaOH2002008207557557557558203030242424242424851081461291139879591.2921.3071.3971.3971.51.3661.3071.2921.2811.2711.2723.53.53.23.23.21010PLAN54PLAN54PLAN54PLAN54PLAN54PLAN54PLAN54PLAN54PLAN54PLAN54PLAN54CD，A8CD，CD，CD，A8A8CD，CD，CD，CD，
