《指标使用手册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《指标使用手册（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、氧化铝三分厂指标实用手册一、生产概况介绍 氧化铝生产实质上是利用氧化铝自身性质将铝土矿中 的氧化铝与杂质进行分离的过程，其自身性质是由奥地利 人KJBayer(拜耳)于1889 1892年发现的并申报了专 利，专利的主要内容就是我们所用拜耳法的生产原理：铝 土矿中的氧化铝和苛性碱溶液在高温高压条件下反应生成 铝酸钠溶液，铝酸钠溶液在降温、加晶种、搅拌条件下分 解析出氢氧化铝。化学方程式如下：AI2O3H2O+2NaOH+aq2NaAI(OH)4+aq完成铝土矿中氧化铝和苛性碱溶液反应的生产工序就 是八车间高压溶出，它实现了铝土矿中的氧化铝与杂质分 离进入铝酸钠溶液的目的；精制车间的主要任务就是
2、将溶 出后铝酸钠浆液中的溶液与赤泥实现彻底分离：溶出后矿 浆含有100g/l左右杂质通过分离沉降洗涤、沉降槽溢流通 过叶滤机变成浮游物15mg/l的铝酸钠精液送种分系统沉 降槽底流通过过滤机变成含水率 40%的滤饼送烧结法系 统；分解析出氢氧化铝后的母液经袋滤机回收浮游物后送 蒸发车间经过蒸发器组以提高母液Nk浓度，从而与铝土矿 中的氧化铝进行下一批溶出反应。七车间的主要任务是将 烧结法系统碳分母液和种分母液经过蒸发器组以达到生产需要的浓度。二、指标概念介绍1、铝酸钠溶液浓度指标：1）苛（性）碱浓度（Nk）:单位体积铝酸钠溶液中与氧 化铝反应生成铝酸钠的Na2O和以游离的NaOH形态存在 的
3、Na2O 的质量。单位: g/l2）碳碱浓度（Nc）:单位体积铝酸钠溶液中以游离的 Na2CO3形态存在的Na2O的质量。单位：g/l3）全碱浓度（Nt）:单位体积铝酸钠溶液中以苛碱和 碳碱形式存在的 Na2O 的总质量。单位: g/l4）氧化铝浓度（AO）:单位体积铝酸钠溶液中与苛性 碱反应生成铝酸钠的Al2O3质量。单位：g/l2、铝酸钠溶液性质指标:1）苛性比值（ak ）:铝酸钠溶液中所含苛性碱和氧化 铝的摩尔比，它相等于苛性碱和氧化铝的浓度比乘以系数 1.645。2）碳全碱比（Nc/Nt）:一般是指拜耳法蒸发原母液中 碳碱和全碱浓度的比值。单位: %3）硅量指数（A/S）:单位体积铝酸
4、钠溶液中氧化铝与 二氧化硅的质量比值。4）密度:d20 = 0.510.25 + 0.00144Nk + 0.0009AO + 0.001865Nc 式中：Nk、AO、Nc为溶液中各成分的g/l浓度，溶液温度209。如换算为其:他温度时：dt二doOfkk值如下表所示：t930405060708090100K0.9950.9910.9860.9810.9760.9710.9660.9603、铝酸钠浆液性质指标：1）固含：单位体积浆液中所含固相物质的质量。单位： g/l2）液固比（L/S ）:单位体积浆液中所含液相物质和固 相物质的质量比值。3）含水率:单位体积滤饼中水份质量和固相液相物质 总质
5、量的比值。单位: %4）浮游物:单位体积浆液中所含微量固相物质的质量。 单位: mg/l4、固相物质性质指标:1）铝硅比（AS）:矿石或赤泥等固相物质中氧化铝与 二氧化硅的质量比值，矿石固相中AI2O3与SiO2的比值叫 做矿石A/S赤泥固相中AI2O3与SiO2的比值叫做赤泥AS。2）钠硅比（N/S ）:溶出和过滤赤泥中氧化铝与二氧化 硅的质量比值，溶出赤泥中Na2O与SiO2的比值叫做溶出 赤泥N/S，过滤赤泥中Na2O与SiO2的比值叫做过滤赤泥 N/S。三、技术指标计算1、拜耳法循环效率1）概念：循环母液每经过一次作业循环，便可从铝土 矿中提取一批氧化铝。通常将1升（或 1立方米）循环
6、母液在 一次作业周期中所生产的氧化铝克数 （或公斤数 ）称为拜耳 法循环效率。以符号E表示。2）计算公式：E=1.645Nkx（ak 循-ak 溶）/（ak 溶xak 循） 它的计算公式推导过程如下：如果假定在生产过程中不发生氧化铝和氧化钠的损 失，1升循环母液中苛性碱含量为Nkg ,在溶出过程中由 于溶出了氧化铝，循环母液的苛性比值由ak循变为溶出液 的苛性比值由ak溶但是Nk的绝对值仍是保持不变的。根据 溶 苛性比值的定义，可以算出 1 升循环母液中的氧化铝含量 为：A 循=Nkx1.645/ak 循而溶出液中氧化铝含量为：A溶=Nkx1.645/ak溶溶溶因此 1 升循环母液在一次作业周
7、期中产生的氧化铝克 数，即循环效率：E=A 溶-A 循=Nkx1.645/ak 溶-Nkx1.645/ak 循 =1.645xNkx（ak 循-ak 溶）/（ak 循sk 溶）循环效率是拜耳法生产中的一项基本技术经济指标， 循环效率高意味着利用单位容积的循环母液可以产出更多 的氧化铝。这样，设备产能都按比例提高，而处理溶液的 费用也都按比例降低。要提高循环效率由循环效率公式看 出，提高循环母液的Nk和苛性比值ak循以及降低溶出的苛 性比值ak溶可以使循环效率值增大，而影响循环效率值最 大因素是溶出液苛性比值ak溶。所以在溶出过程中应该尽 可能提高溶出温度以降低溶出液苛性比值ak溶。3）计算举例
8、：拜耳法循环母液Nk为240g/l，苛性比值为2.95，溶出液 苛性比值为1.40，则循环效率E=1.645x240x（2.95-1.40）/（2.95x1.40）=148.17kg/m34）循环效率及各因素对氧化铝产量的影响当高压溶出进料量为900m3/h（循环母液加入量为900 x0.93=837m3/h），机组运转率为90%时，循环效率提高 1kg/m3 ,全年可多产氧化铝837 x 1 x 365 x 24 x 90%/1000=6600吨。循环母液Nk浓度提高1.0g/l，可使循环效率提高 0.62kg/ms，从而使氧化铝产量提高0.62x6600=4092吨/年。循环母液ak每提高
9、0.01，可使循环效率提高0.45kg/m3 , 从而使氧化铝产量提高0.45x6600=2970吨。溶出 ak 每降低 0.01 ，可使拜耳法循环效率提高 2.03kg/ms从而使氧化铝产量提高2.03x6600=13398吨/年。2、拜耳法溶出率1）实际溶出率：铝土矿（生产中一般取脱硅后矿浆固 相）在溶出过程实际反应后进入到铝酸钠溶液中的氧化铝 与铝土矿中的氧化铝量之比。计算公式：n实=（AS矿石-NS赤尼片AS矿石x100%2）理论溶出率：铝土矿（生产中一般取脱硅后矿浆固相）中二氧化硅在铝土矿的溶出过程中与氧化铝、氧化钠全部反应生成含水铝硅酸钠(NaPAP/IFSignH2O ) (A2
10、O3和 1.7Siq质量 正好相等，其A/S=1时的溶出率。计算公式：n理=(AS矿石AS矿石X100%3) 相对溶出率：实际溶出率与理论溶出率的比值。计算公式：n相=(AS矿石-AS赤尼片(AS矿石-1)X100%4) 计算举例：已知：脱硅后矿浆固相 A/S 为10，溶出赤泥为1.63。实际溶出率口实=(10-1.63 )/10x100%=83.7%实理论溶出率口理=(10-1 )/10x100%=90%相对溶出率口相=(10-1.63 )/( 10-1 )x100%=93%5) 溶出率对氧化铝产量的影响当高压溶出进料量为900m3/h(脱硅后矿浆固相A/S为 10、氧化铝含量60%、调整矿
11、浆固含215g/l)，机组运转率 为 90%时，相对溶出率降低1%，实际溶出率降低0.9%， 全年少产氧化铝 900X215X60%X0.9%X365X24X 90%/1000=8238吨/年。3、蒸发器蒸水能力蒸发器蒸水能力=原液流量x(原液中水量-母液中水量 x原液Nk/母液Nk)蒸发原液19694.8170蒸发母液298150.6270蒸发原液(609)密度=(.5 +、0.25 + 0.00144 x 170 + 0.0009 x 94.8 + 0.001865 x (196 -170) x0.981=1.2683kg/l单位体积蒸发原液中水量=1.2683x1000-170-94.8
12、( 196-170) =977.5 g/l蒸发母液(909)密度=(0.5 + 0.25 + 0.00144 x 270 + 0.0009 x 150.6 + 0.001865 x (298 - 270) x0.966=1.3612kg/l单位体积蒸发母液中水量=1.3612x1000-270-150.6(-298-270)=912.6 g/l当进料量为 200m3/h 时蒸发器蒸水能力=200x(977.5-912.6x 170/270)/1000=80.6 吨4、循环母液加入量V 循=(A 矿-S 矿询S 泥)ak 溶/1.645+ S 矿xN/S 泥+8? 矿x62/44/(1-ak溶/
13、ak循)x Nk循 其中：V循：1000kg高铝矿需加入循环母液量。(m3)A矿:1000kg高铝矿和所配石灰中的氧化铝量。kg)S 矿： 1000kg 高铝矿和所配石灰中的二氧化硅量。 ( kg)CO2 矿： 1000kg 高铝矿和所配石灰中二氧化碳量。kg)ak溶：要达到的溶出液苛性比值。ak循：循环母液苛性比值。Nk循：循环母液苛性碱浓度。（g/l ）式中分子表示拜耳法溶出过程中苛性碱支出数量，具 体分布如下所示：a、Nk 液=（A矿-S矿xA/S泥）xak溶/1.645表示与矿石 中氧化铝结合进入铝酸钠溶液中的苛性碱。b、Nk固=5矿xN/S泥表示与固相中二氧化硅结合进入 赤泥固相的苛
14、性碱。c、Nk 反苛=CO2矿x62/44表示与矿石和石灰中的二氧 化碳反应生成碳酸碱的苛性碱。式中分母表示循环母液中的有效苛性碱，循环母液中 已经与氧化铝结合不能参与溶出铝土矿中氧化铝反应的苛 性碱称为惰性碱；循环母液中能够参与溶出铝土矿中氧化 铝反应的苛性碱称为有效苛性碱。具体计算如下所示：Nk有效=（1-ak溶/ak循）x Nk循计算举例（以1000kg高铝矿为基准进行计算）： 已知：高铝矿 Al2O3:68%、 SiO2:7.0%、 CaO:1.5%， 石灰石 CaO:53%、SiO2：2.0% ,石灰 CaOt:85%、 CaOf:76%，配钙:8%，循环母液中 Nk:240g/l、
15、ak:2.90 ,要 求溶出赤泥A/S:2.0、N/S:0.40 ;溶出液ak:1.40求：循环母液加入量和调整固含解：1) 石灰加入量计算： 石灰加入量=1000X (配钙-铝矿中钙)/(石灰中全钙-配钙) =1000x( 8%-1.5% )/( 85%-8% )=84.4kg2) 石灰中 SiO2 量计算：石灰中SiO2量=石灰量X石灰中全钙X石灰石中氧化硅/ 石灰石中氧化钙=84.4X85%X2.0%/53%=2.7 kg3) 矿石和石灰中CO2量计算CO2 量=铝矿中钙+石灰量x(CaOt- CaOf) x44/56 =15+84.4X(85%- 76%) X44/56=17.8 kg4) 循环母液加入量计算：V 循=(A 矿-S 矿询S 泥)ak 溶/1-645+ S 矿xN/S 泥+CO2 矿x62/44/(1-ak溶/ak循)x Nk循=( 680-72.7X2.0)X1.40/1.645+72.7X0.40+17.8X 62/44/( 1-1.40/2.9)0 X235=4.6870m3。5) 调整固含计算：调整固含=(1000+石灰量)-( 1
