压煮器课程设计说明书()

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目录

绪论 ........................................................................................................................... 1

第一章 生产方法与工艺流程及主要技术条件的选择与论证 ........... 7

1.1 氧化铝生产方法现状 ..................................................................................................... 7 1.2 工艺流程的选择与论证 ............................................................................................... 11 1.3 氢氧化铝焙烧 ............................................................................................................... 14 1.4 主要技术、经济指标的选择与论证 ........................................................................... 16

第二章 冶金计算 ........................................................................................... 17

2.1 设计计算原始条件 ....................................................................................................... 17 2.2 氧化铝的计算 ............................................................................................................... 18

第三章 高压溶出器的设计计算 ............................................................. 28

3.1 单位时间内通过溶出器的矿浆量的计算 ................................................................... 28 3.2 溶出器个数的确定 ....................................................................................................... 28 3.3 溶出器壁厚与封头厚度的确定 ................................................................................... 29

第四章 总结 ..................................................................................................... 30 参考文献 ................................................................................................................. 30

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绪论

一、氧化铝工业

1．氧化铝行业的发展动态

氧化铝是炼铝的基本原料，冰晶石——氧化铝熔盐电解仍然是目前工业生产金属铝的唯一方法，每生产一吨金属铝消耗尽两吨氧化铝。世界90%以上的氧化铝用于生产电解铝，氧化铝工业的盛衰主要取决于电解铝工业的发展状况。虽然目前由于国际金融危机的影响，有色金属行业处于低迷期，但是从长期发展来看，未来几年，世界铝价亦将回升到高位区并继续上扬。电解炼铝以外使用的氧化铝称之为非冶金用氧化铝或多品种氧化铝。世界上多品种氧化铝的开发十分迅速，并已在电子、石油、化工、耐火材料、精密陶瓷、军工、环境保护及医药等许多高新技术领域获得了广泛的应用。目前多品种氧化铝达300多个品种。

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2.世界氧化铝工业的发展

1894年世界上第一个拜耳法生产氧化铝的工厂投产，一百多年来，随着世界对金属铝的需求量增加，氧化铝工业得到迅速发展。2000年-2006年世界和我国的氧化铝产量情况见下表绪-1：

2000～2006年世界和我国的氧化铝产量统计 表绪-1 项目 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 6600 1300 474.7 545.0 611.2 698.0 853.6 世界Al2O3产量/万吨 4811.9 4848.8 4978.5 5259.1 5487.2 5615.7 我国Al2O3产量/万吨 432.8 目前世界上生产氧化铝的国家有30余个，氧化铝厂85座。主要集中在澳大利亚、中国、美国、巴西和俄罗斯，这5个国家氧化铝产能占世界总产能的70%左右，其中澳大利亚铝土矿资源得天独厚，氧化铝产能占世界的25%左右。全球氧化铝厂中规模在100万吨/年以上的有30家，生产能力占全球总产能的50%以上其中300万吨/年以上的3家均在澳大利亚。世界氧化铝的生产经营主要集中在6家跨国企业集团手中，其中美铝和加铝控制了全球30%以上的氧化铝生产能力。

现代氧化铝工业面临着科学技术快速发展、优质铝土矿资源日益短少、世界能源危机日趋加深、市场竞争明显加剧、清洁生产和环境保护的法律法规日益完善而要求越来越高的挑战，因此要求氧化铝工业能够适应这种新的形势，近年来氧化铝生产主要发展方向表现在：

1）工厂的生产规模不断扩大。由于现代科学技术的发展，电解铝、电子、化工等工业对氧化铝生产在产量、质量、品种等方面提出了更多更高的要求，而优质的铝土矿资源日益紧缺，能源危机日益加深，这就要求必须尽量采用高效、低耗的大型冶金设备及生产过程的强化技术。因此世界氧化铝厂向大规模、系列化发展。近几年新建的氧化铝厂起步规模都在100万吨以上。生产规模的扩大，生产工艺的改进，使生产设备日益大型化和高效化，而设备大型化有利于工艺过程的自动控制和监测。

2）随着优质铝土矿资源的日益枯竭，要求人们最大限度地综合利用铝土矿资源，而单纯的氧化铝生产工艺已经不能满足要求，往往需要采用选矿、冶金、护工等联合流程。为了降低电解铝原料的投资成本，世界各大铝业公司纷纷推行集约化生产经营，以期在这一劳动密度型较高产品的生产过程获利更丰厚。

3）在流程和工艺上也有许多变化和提高。生产过程的控制和自动化是氧化铝技术的进步的重要标志，集中表现在能耗和劳动了消耗大幅度降低，使生产成本下降。如在20世纪50年代，氧化铝生产能耗为30GJ/t，人工消耗10个工时以上；80年代初，单耗降到13GJ/t，人工消耗为0.9-1.6；到2000年，单耗降到9-12GJ/t。

4）随着工业的发展，各国对环境保护的要求日益提高，要求有更高的卫生标准和安全标准。因此，氧化铝工业必须充分考虑实施清洁生产的措施，“三废”及冶金炉窑中排放热能的利用、综合治理等。除了上述发展外，今年来在氧化铝生产的许多工序中还广泛应用各种添加剂。它们在絮凝沉降、助滤、脱水、放钩、砣硅及除杂等方面都具有良好的效果。在强化种分及抑制熟料溶出时二次反应的添加剂也在积极研究之中。广泛的基础理论研究对推动氧化铝生产的技术进步也起了重要作用。

3.我国氧化铝工业的发展

我国铝工业是在解放后建立和发展起来的。1954年7月1日在山东铝厂产

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出我国第一批氧化铝，1960年郑州铝厂投产，1978年贵州铝厂投产，1988和1998年山西铝厂和平果铝业公司分别投产，2006年我国氧化铝产量已超过1300万吨。经过半个世纪的发展，我国已成为世界第一电解铝生产国、第二氧化铝生产国，在世界铝工业中具有举足轻重的地位。表绪-2我国六大氧化铝厂的情况：

我国六大氧化铝厂主要情况（2003年） 表绪-2 厂名 中铝山东分公司 中铝郑州分公司 中铝贵州分公司 中铝山西分公司 中铝中州分公司 中铝平果分公司 总计 生产方法 烧结法为主 混联法 混联法 混联法 烧结法为主 拜尔法 投产时间 1954 1965 1978 1987 1992 1995 产量/万吨 95.03 137.50 75.21 141.60 85.10 68.90 603.34 碱耗/（kg/tAO） 81.2 63.0 68.1 58.2 62.3 64.5 综合能耗/（GJ/tAO） 36.66 29.38 38.16 33.72 40.12 12.61 我国氧化铝工业经过前20年，特别是近10年的科技进步，技术水平和装备水平已大大提高，主要经济技术指标已得到优化。虽然国内氧化铝工业取得了长足的进步，但与世界铝工业强国相比，我国在全球配置资源能力、技术装备水平、产品竞争力、技术创新、产业集中度等方面差距较大：我国的铝土矿资源丰富，其储量位居世界第五。但我国铝土矿资源属于高铝、高硅、低铁、低铝硅比的一水硬铝石型铝土矿，至今尚未找到大中型三水软铝石矿床。一水硬铝石型铝土矿矿石难磨难溶，需在高温高碱高压下才能溶出，较难处理。由于我国铝土矿较难处理，除了广西的部分铝土矿外，其他铝土矿矿石处理不得不选用烧结法、混联法等工艺流程，这些流程溶出时间长，工艺复杂，致使我国氧化铝企业与同等装备水平的国外企业相比，氧化铝能耗高；我国的氧化铝厂中，虽然陕西、平果铝业公司和中州铝厂引进了部分国外先进的氧化铝生产技术和设备，但从总体上看，与国外相比还有较大差距，我国使用烧结法流程生产氧化铝的比重较大，占53%，使得我国氧化铝生产的整体装备水平不高。技术研发力量薄弱，铝加工等关键技术装备仍依赖进口。

我国铝工业整体素质不高、产品竞争力不强、产业结构不合理等问题依然十分突出。我国氧化铝产品中砂状氧化铝比重占10%。六大氧化铝生产企业中只有平果铝业公司生产砂状氧化铝，其余五家生产中间状氧化铝。随着我国大型预焙槽和干法净化技术的推广应用，砂状氧化铝的需求量将越来越大。我国对砂状氧化铝的生产工艺流程进行了大量试验，但目前尚未达到大规模生产水平。资源供应短缺的矛盾进一步凸显，对外依赖度不断上升，资源严重不足已成为制约我国铝工业发展的主要因素。针对中国氧化铝工业存在的问题，国内提出了一系列解决方案：

（1）加速氧化铝工业所需人才的培养。实现氧化铝工业发展战略目标的关键是人才的培养，所以应加强各类人才的培养，尤其是管理人才、技术人才、市场营销人才的培养，加大人才培养力度，并建立完善的激励机制，调整人才结构，形成合力的人才梯次，营造多出人才、出号人才的氛围，为氧化铝工业的可持续发展奠定坚实的基础。

（2）开发应用新技术，提高技术装备水平，降低生产成本。氧化铝工业应加大科技投入，以降低成本为目的，节能降耗为重点，加快开发适合我国铝土矿特点的新工艺、新设备、新技术、新材料和新的控制系统。应进一步加强溶出、

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烧结、脱硅、蒸发、焙烧等工序的节能研究：对于拜耳法溶出，根据矿石情况，在对国内已有的管道化溶出、双流法溶出、单管预热—高压釜溶出、管道预热—高压釜溶出、管道预热—停留罐溶出等强化溶出技术的实际效果进行总结的基础上，有选择地推广应用；对于烧结法，在完善富矿烧结法的基础上，积极开发生料流态化焙烧设备，完善和推广间接加热连续脱硅技术，以达到节能降耗；积极采用计算机控制技术应用氧化铝生产节能新技术；加快开发和推广应用铝土矿选矿除杂技术，提高铝土矿的A/S，从而保证可经济地采用拜耳法处理；开发推广大型高效设备等。与此同时，通过资产、管理、技术生产要素的优化组合，是氧化铝可比制造成本达到同期国际先进水平。只有这样，才能使我国氧化铝在国际市场有较强的竞争力。

（3）提高产品质量，开发新品种。努力提高我国氧化铝工业的产品质量，增加市场需求的品种，根据我国铝土矿资源的有机物含量低，采用烧结法能够生产白度较高的氧化铝产品的特点，大力开发多品种氧化铝，调整产品结构。

（4）挖掘潜力，扩大产能，满足需求。我国氧化铝工业发展的最大优势是国民经济稳定健康的发展。随着经济建设步伐的加快，我国铝的需求量越来越大，国内良好的市场空间，为氧化铝工业的发展提供了广阔的前景。

（5）加快铝土矿原料和赤泥的综合利用针对我国铝土矿原料情况，结合氧化铝生产流程，实现有价元素镓、钪等的回收。加大开发和应用氧化铝环保新技术，尤其是氧化铝废渣脱碱生产水泥及其它建筑材料的新技术等，以实现氧化铝生产“零”排放。

（6）加快再生铝行业的发展和相关先进技术设备的开发研究，减少铝土矿的消耗，为循环经济的发展提供保障。

总之，氧化铝作为重要的炼铝用原材料，对铝工业的持续稳步发展意义重大。在资源有保证的情况下，如何根据世界市场的消费特点合理开发矿石资源、优化生产设施布局、加强内部管理和实施技术改造，实现资源的最优化配置，降低成本，不断获取成本竞争优势，提高竞争力将是各生产商进行决策时需要考虑的主要因素。

二、铝土矿资源

1.世界铝土矿资源情况

铝在地壳中的平均含量为8.8%，但目前铝的可利用矿产资源仅为铝土矿、霞石和明矾石，而95%以上的氧化铝是从高品位的铝土矿提取的。目前，世界已探明铝土矿资源储量约360亿吨，其中几内亚90亿吨，澳大利亚60亿吨，巴西30亿吨，牙买加30亿吨．苏里南20亿吨，喀麦隆20亿吨，中国23亿吨约居世界第五位。

2.我国的铝土矿资源现状

我国铝土矿资源储量丰富，保有储量为22．88亿吨。主要分布在山西、贵州、河南、广西、山东五省区，储量21.16亿吨，占全国总储量的92．48％。我国铝土矿资源储量预测可达50亿吨，其中山西25亿吨，河南4亿吨，贵州5亿吨，广西7亿吨，云南3亿吨。我国铝土矿资源的特点：

(1)大型矿床少，已查明的324处矿床中。储量在5000万吨上的矿床仅有5个，多数储量在500～2000万吨之间，还有许多500万吨以下的小型矿床。

(2)沉积型矿床多，坑采储量比重大，保有储量中88％为沉积型矿床，堆积型床占11％，红土风化壳型矿床仅占1％，适合于露天开采的约占30％，介于露采和坑采之间的占30％，其余40％为坑采矿。且多数沉积型矿床的矿体薄，

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素有：1）铝土矿类型、矿物的化学组成、品位、A/S（即铝土矿中Al2O3对SiO2的重量比）；2）产品方案及产品质量指标；3）基建投资费用和经营管理费用；4）环境效应和综合利用。本设计所给的铝土矿的A/S为11.9，氧化铁含量为13.32%，氧化硅含量为5.07%，不属于高硅高铁矿，且其他杂质含量不高。拜尔法流程简单，能耗低，产品成本低，适合处理高铝硅比矿石，一般适合处理铝硅比在7以上，铁，硫，有机物等含量低的矿物，得到的氧化铝产品采用种分的方法，其质量好，纯度高。此外，拜尔法技术先进，生产稳定可靠，机械化和自动化水平高，是经过了科学实验与大生产的检验证实的可靠技术，且经济效益和社会效益高，符合环境保护要求。

综上所述，此次设计工艺流程选拜尔法流程。拜尔法工艺流程见图1-1。 1.2工艺流程的选择与论证 1.2.1高压溶出

铝土矿溶出是拜尔法生产氧化铝的两大核心工序之一。其任务在于用苛性碱溶液处理铝土矿，使其中的氧化铝水合物转化成铝酸钠溶液，矿石中的铁、钛等杂志和绝大部分硅成为不溶性化合物，经过矿浆稀释、赤泥分离和叶滤后制得精液送去分解车间。溶出效果的好坏直接影响到整个拜尔法生产氧化铝的技术经济指标。目前，世界上拜尔法氧化铝生产中所采用的强化溶出工艺主要由四类：管道化溶出、单管预热—停留罐溶出、管道预热—高压釜溶出和双流法溶出工艺。 (1)管道化溶出技术

管道化溶出是拜尔法溶出工艺及装置的一种，该工艺又分为单管管道化和多管管道化两种，均采用管道进行矿浆的预热及溶出。此技术来源于西德VAW公司，主要针对三水铝土矿易溶的特点开发研制的。九十年代引进，经不断改进，现已逐步适应了我国一水硬铝石矿的特性。

①单管管道化溶出 在该工艺中，矿浆用高压泵送入预热管道中，用自蒸发生产的二次蒸汽预热矿浆，最后用熔盐加热矿浆至所需的溶出温度。虽然在这种近似活塞流的管式反应器中，矿石颗粒群中的粗、细粒子在相同的浓度(等苛性比值)下随料浆一起流动、反应，几乎没有返混，使得矿浆浓度得以较充分的利用。但对于我国含硅较高的一水硬铝石矿，在较高的溶出温度下仍需较长时间才能反应完全，并且在高温处理此类矿石时易于在加热面上形成结疤，使得投资增加，设备运转率降低，且清理结疤亦较困难。

②多管管道化溶出 在该工艺中，两根输送矿浆的管子和一根输送碱液的管子共同放入一根粗管中，然后合流入保温管，用自蒸发产生的二次蒸汽预热矿浆，用高压新蒸汽加热矿浆到溶出温度。在该系统中，因是三根管子交替输送矿浆和碱液，可以减轻或避免矿浆在加热过程形成结疤，但碱液预热系统管道腐蚀严重同时对于我国含硅较高的一水硬铝石矿来说，溶出管道长度较长，投资亦相应增加。 总的来说，管道化溶出有以下特点：

管道化溶出技术拥有很大的优势，用低压熔盐炉取代了昂贵的高压蒸汽锅炉，综合投资较低，比传统压煮器溶出所需投资减少20-40%，操作简单灵活，检修工作量少，而且给进一步提高溶出温度强化溶出提供了可能，还有可能实现无蒸发工序的工艺技术；实现整个预热过程及熔盐加热过程的全管道化，工艺技术指标先进，溶出液αk≤1.45，Al2O3相对溶出率≥93%；实现了全过程间接加热，对溶出过程不会带来矿浆冲稀，能耗较低；可以在较低的碱液浓度下得到较

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好的溶出效果；设备产能适中，一组溶出装置的产能可以达到年产15-20万吨氧化铝的要求。但是设备运转率低于AP溶出装置，运转率在80%左右；隔膜泵压力高，管道结疤及磨损、结疤清洁等反面均逊色于AP溶出；而且，有实验表明，对于含铁量高、硬度高、溶解性差的广西地区一水硬铝石型铝土矿来说，即使溶出温度高达310℃，若没有充足的溶出时间，要达到良好的溶出效果和有效解决磨损及结疤问题是行不通的。由此可以看出，管道化溶出并不适合我国广西地区的铝土矿。

(2）管道化预热—停留罐溶出技术

该工艺是我国针对一水硬铝石型铝土矿自主开发的。此项技术是使矿浆在单管预热器中快速加热到溶出温度，再在停留罐中充分溶出。它利用了管式反应器容易实现高温溶出及高压釜能保证较长溶出时间的特点，又克服了纯管道化溶出时间管道过长，使泵头压力升高，电耗大且结疤清洗困难的缺点，以及纯高压釜溶出时溶出温度不能超过260℃，机械搅拌密封和结疤清洗困难的缺点，适合于处理需要较长溶出时间的一水硬铝石型铝土矿。停留罐中无搅拌和加热装置，结构简单、加工制造容易、维修方便、容易清洗结疤。采用此项技术需要较长的溶出时间以及稍高的碱液浓度(Nk150～160g/L)，但溶出的热耗较低(约4.0GJ/t.Al2O3 以下)与纯管道化溶出相当，而这套方案的特点是：

实现了蒸汽全部间接加热，能耗低；设备运转率高，可达93%以上；设备产能大；检修维护工作量较小；工艺指标先进，溶出液αk≤1.45，Al2O3相对溶出率≥93%，整个拜尔法循环系统碱浓度高，氧化铝产出率高；使用低成本的熔盐加热矿浆，熔盐温度可以调高到375℃，在运行期间可保证矿浆的溶出温度达265℃-270℃，对拜尔法赤泥均衡稳定的低铝硅比（A/S=1.3-1.5）很有保证。但是，因为每组装置产能高，不适宜在≤30万t/a的小氧化铝厂采用，限制了此技术的使用范围；投资大，压煮器多，需配置专用的高压蒸汽锅炉。 (3）单管预热—高压釜溶出技术

我国已经引进该项技术并投入生产，其技术特点是将矿浆在单管预热器中预热到150℃左右，再在间接加热、机械搅拌的高压釜中加热、溶出。溶出温度高于260℃，溶出时间充分，达45～60min，矿浆流量可达450m3/h，相当于年产氧化铝330kt，是当前处理一水硬铝石型铝土矿的最大溶出器组。此项技术的最大缺点是由于矿浆的溶出是在机械搅拌的高压、高温、高浓度碱的恶劣条件下进行，加热管束常被矿浆磨穿造成事故，设备维修频繁。结疤难处理，每运行15天，需要停产18小时清洗结疤，造成生产的不稳定。同时还须采用高压蒸汽锅作为热源，热效率不高，且受密封装置的限制，温度不能突破260℃来强化溶出，另外，此技术只适用于小型氧化铝厂，在大型氧化铝厂方面无设计、生产经验，设备运转率低，这是它的不足之处。 (4）双流法溶出

该工艺是将配料所需的循环母液分为两部分，磨制原矿浆的碱液只占10-30%，用自蒸发产生的二次蒸汽或熔盐分别预热或加热碱液与原矿浆，然后在溶出器中汇合进行溶出。双流法溶出既可实现高温的强化溶出，又可以避免或减少加热面得结疤，还提高了设备的运转率。但双流法溶出工艺及控制较管道预热—停留罐溶出工艺复杂，同时要求管道有较好的材质。

综合以上四种溶出方案优缺点的全面比较，由于管道预热—压煮器间接加热溶出技术是目前世界上处理一水硬铝石矿具有生产实践经验和技术经济效果较好的先进技术，且溶出工艺有以下特点：

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a、实现了溶出过程全部间接加热，有效地防止了溶液因直接加热带来的矿浆冲稀问题，氧化铝溶出率及溶出液Rp均较高。

b、设备运转率高，管道预热器及压煮器的结疤易清理。 c、设备产能大，一组溶出装置年产能可达400kt以上。

因此，本次设计的平果铝土矿的高压溶出采用管道预热—压煮器溶出工艺，根据产能要求，拟定采用两组溶出装置。 1.2.2赤泥沉降分离及洗涤

铝土矿溶出后得到含有赤泥（因含有大量呈红色的氧化铁泥渣而得名）和铝酸钠溶液的混合浆液，其必须经过稀释后才能进行沉降或过滤使赤泥和溶液分离，以获得晶种分解要求的纯净的铝酸钠溶液（精液），分离后的赤泥必须经过洗涤，尽量减少以附液形势带走的Na2O和Al2O3损失。赤泥的沉降分离是拜尔法氧化铝生产过程中的主要工序之一，起着承上启下的作用，生产操作中，时常由于固液分离不好使生产不能正常进行，直接影响固液分离效率和氧化铝的产出率，因此，提高固液分离效率已成为氧化铝生产的重要内容。

赤泥的分离和洗涤工序包括： （1）高压溶出矿浆的稀释； （2）赤泥浆液的沉降分离； （3）赤泥的洗涤；

1.2.2.1高压溶出矿浆的稀释

高压溶出矿浆在稀释槽中用赤泥洗液稀释，其目的为： （1）降低铝酸钠溶液的浓度，促使其分解；

（2）降低铝酸钠溶液的粘度，加速赤泥沉降分离； （3）促进铝酸钠溶液进一步脱硅； （4）有利于稳定沉降槽的操作。 1.2.2.2赤泥的分离和洗涤

赤泥分离的目的就是将稀释矿浆中的铝酸钠溶液与赤泥分离，并获得工业上纯净的铝酸钠溶液。通常，稀释后的矿浆采用沉降槽分离赤泥。沉降槽溢流送去叶滤，底流经3-5次反响洗涤，洗至赤泥中Na2O的附液损失为0.3-1.8%（对于赤泥而言）。末次洗涤后的赤泥再经过1次过滤，使赤泥含水量降至45%以下。一次真空过滤可以代替两次沉降洗涤，在赤泥沉降分离中，可以根据经济和设备的实际情况将沉降槽和过滤机联合使用。如果赤泥沉降分离不良，将会减产30-40%；赤泥洗涤不好，则会显著地增加Na2O和Al2O3的损失，同时也会影响赤泥的用途。

赤泥矿浆经分料箱均匀分配入各分离沉降槽，分离槽溢流自流入粗液槽。底流经水力混合槽与二次洗液混合均匀，用泵进入一次洗涤槽。赤泥反向洗涤的流程：赤泥从一次顺流到末次，末次沉降底流用泵送去过滤机，热水与赤泥的流向相反，即从末次逐级逆流到一次沉降洗涤，一次溢流即赤泥洗液，送去稀释。反向洗涤的优点是能降低新水用量，又能得到浓度较高的洗液。赤泥过滤所得到的滤液，经加热体温后仍返回末次洗涤槽，可以提高末次洗涤槽的进料液固比，有利于沉降。

Al(OH)3洗液和赤泥洗液不是一道用去稀释溶出矿浆，而是跟热水一道加入洗涤槽，以便提高末次洗涤沉降槽的进料液固比，加快赤泥沉降速度。同时，由于Al(OH)3洗液量波动较大，用于稀释会是稀释矿浆浓度波动，不利于分离沉降槽的操作。

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赤泥分离洗涤用沉降槽现在氧化铝行业普遍采用下列形式：

(1)深锥高效沉降槽—由于占地面积小、单位面积产能高、氧化铝水解损失较小、底流固含高而受到各氧化铝厂的亲睐，但其絮凝剂添加量大，生产运行费用高，清理检修工作量较平底沉降槽大。

(2)平底沉降槽—运行稳定，底流固含可达600～650g/l，对流量波动的适应性强，且操作简单、维护工作量小，汽车可直接开进槽底清理赤泥及结疤，清理工作方便；此外絮凝剂添加量小，生产经营费用较低。平底沉降槽的缺点为占地面积大，氧化铝水解损失相对略高。

总的来说，一段法的工艺特点是高浓度、高固含、流程简单易操作，精液产出率较高，但是是产品粒度不够均匀，磨损指数高、强度低，晶种循环量大。而二段法虽然流程复杂，分级操作难度大，但具有产品粒度均匀，可以控制+150μm和-15μm的粒度，种子循环量小，产品氧化铝的百分含量可以降至15%以下，可以完全满足电解铝生产要求，具有很高的市场竞争力和发展前景。因此，本设计采用二段法进行晶种分解。 1.3氢氧化铝焙烧

在高温下将氢氧化铝的附着水、结晶水除去，使其晶型转变，以获得适合要求的氧化铝，一般的煅烧温度在1000～1250℃下进行。此工序的常用设备有回转窑、气体悬浮焙烧炉等。

在60年代流态化煅烧出现以前，氧化铝工业都是采用回转窑煅烧氢氧化铝。这种设备结构比较简单，维护方便，设备标准化，煅烧产品的破碎率低。这是此系统的优点，但是，它有致命的缺点，从传热观点看，用回转窑煅烧氢氧化铝这种粉料是很不理想的。它不能提供良好的传热条件。在窑内只是料层表面的物料与热气流接触得到加热，紧贴窑壁由其加热的物料为数既少，而且换热效率低。同时，回转窑是转动的，投资大。窑衬得磨损使产品中二氧化硅含量增加，物料在窑中煅烧也不够均匀，直接影响成品质量。所以自流态化煅烧技术出现并不断成熟后，逐渐代替了回转窑煅烧。氢氧化铝焙烧采用流态化悬浮焙烧技术，取代传统的回转窑焙烧，是国内外氧化铝工业的发展趋势。物料在流态化状态下与气体的热交换过程最为强烈，同时这种悬浮焙烧炉结构紧凑、简单、投资省，运转部件少，热耗较传统回转窑低60％以上，设备运转率高，可达95％左右，流态化悬浮焙烧技术是当今世界氧化铝行业先进的焙烧技术，此种焙烧炉系统也运行良好，产品质量稳定，设备产能、热耗及运转率等主要技术经济指标为世界先进水平。

当今世界成功地应用于工业生产的流态化焙烧有四种，即：美国铝业公司的流态闪速焙烧炉（F.F.C），原西德鲁奇公司的循环流态焙烧炉(C.F.C)，丹麦史密斯公司的气体悬浮焙烧炉(G.S.C)及法国弗夫卡乐巴柯克公司的气体悬浮焙炉(F.C.B);前三种流态化焙烧炉在世界上得到广泛采用。所以这里只考虑前三种焙烧工艺。

流态化焙烧炉具有共同的特点，但细微分析，无论从技术经济指标（见表2-3），还是炉型的设计成熟性与稳定性，不同炉型具有各自的特点与不足。下面对三种焙烧炉做详细介绍：

（1）美铝流态化闪速焙烧炉（F.F.C）

美铝流态闪速焙烧炉属正压作业，采用稀相换热和浓相保温相结合的技术，相对另外两种炉型有其特点。其一，由于采用了调节焙烧温度和停留保温槽料位（控制反应时间）这仪双重控制方式，产品质量能得到可靠的保障，同时，可根

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据用户的要求，获得不同的灼减，比表面积及a-Al2O3含量的焙烧产品，其二，由于整套装置设计了预热炉、流化干燥器、停留保温槽、流化冷却器这四个缓冲容器，若焙烧炉的干燥段、焙烧段和冷却段中任何一段出现短时故障（或因进出料外部系统影响），另外两段仍能维持运行，整个系统不会产生热工制度的大波动，对焙烧炉的使用寿命及生产的恢复极为有利；因此，整个焙烧炉运行稳定可靠，并且承受各种事故的能力强。其三，焙烧炉全系统设计成熟，主要体现在工艺检测控制及联锁保护系统设计合理，炉内衬及内衬养护（烘炉）过程设计合理，因此，焙烧炉年内运转率可达95%左右。

美铝流态闪速焙烧炉也有其自身的不足。①此套装置适应低水份的氢氧化铝物料（6%-8%），若氢氧化铝附着水较高时，必须通过增加过量的过剩空气，使热量从焙烧段带入干燥段，以增强干燥能力，相对来说使焙烧氧化铝的热耗和电耗增加；②整套装置流化床板多，大小床板共达7 块，这样维修时工作量相对加大；③全套装置的控制回路多，控制软件设计复杂，相应地对操作人员和计控人员提出了较高的要求；其四由于系统正压作业，整个焙烧炉体的密封、检测点的密封及容器间料封系统要求严格。 （2）鲁奇循环流态焙烧炉（C.F.C）

鲁奇循环流态焙烧炉是一种设计和生产经验比较成熟的装置，采用了正压作业浓相流态化技术，其炉型有其独特之处。24332其一，流态化循环炉依靠大量的物料循环（约为产量的12倍-56倍），焙烧停留时间6分钟左右，这样可降低焙烧温度，有利于降低焙烧氧化铝热耗，同时确保焙烧氧化铝产品质量；此外，大量循环物料的热含量可以削弱系统的热冲击，维持系统的热稳定性，对提高炉内衬的使用寿命极为有利，炉运转率可达90%-94%；其二，整个装置无高（电）压大型设备，早期的焙烧炉均有鼓、排风机，随着生产时间经验的丰富，系统阻力损失的降低，装置的排风机被取消，鼓风机也化整为零，这样，设备简化，投资节省，生产控制灵活，事故率降低；其三，控制回路简单，流态循环焙烧炉自动控制回路仅有6条。

循环流态焙烧炉也有其自身的缺陷。其一，循环焙烧炉对颗粒破损率大，究其颗粒破损率大的原因，一是气体在喷射口、旋风筒入口以及弯头处的流动速度大，二是颗粒在循环炉内发生颗粒和颗粒之间和颗粒和器壁的撞击与摩擦；尽管鲁奇公司对该装置不断地进行改造与完善，使破损率大幅度降低，但目前焙烧产品45μm粒级的破损率仍高达3%-6%。其二，循环焙烧炉有四个流化床，不仅在冷却系统设计有流化床，而且在高温段也设有流化床，增强了维检修工作量。其三，循环流态焙烧炉与流态闪速焙烧炉一样，亦不适应高氢氧化铝附着水物料。 （3）丹麦气体悬浮焙烧炉（G.S.C）

丹麦气体悬浮焙烧炉是流态化焙烧的后起之秀，整个装置采用负压作业、稀相流态化技术，相对上述两种炉型有其明显的优势。其一，此炉型采用了在干燥段设计热发生器这一新颖措施，当供料氢氧化铝附着水含量增大时，不需象其它炉型那样采取增加过剩空气的方式来增加干燥能力，仅需启动干燥热发生器来增加干燥段热量，避免了废气量大增而大量损失热量，因此，与前两种炉型相比，气体悬浮焙烧炉热耗和电耗要低。

其二，整套装置设计简单；简单有三个方面，一时工艺流畅，物料自上而下流动，可避免事故停炉时的炉内积料和计划停炉时的排料；二是设备简单，除流化冷却器外无任何流化床板，没有物料控制阀，方便了设备维检修；三是负压作业对焙烧炉的问题诊断和事故处理有利；这些简单的设计，有利于故障后生产的

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快速恢复，给生产组织带来方便。

其三，控制回路简单，气体悬浮焙烧炉虽有12条自动控制回路，但在生产中起主要作用的仅有2条，一条是主燃烧系统的主炉温度控制回路，另一条是O2含量控制回路。

气体悬浮焙烧炉是80年代发展起来的流态化焙烧装置，设计和生产经验欠成熟。

其一，耐火材料脱落严重，特别是高温段，这一现象不仅在山西分公司的气体悬浮焙烧炉发生，在印度兴达尔阔铝厂、欧洲氧化铝厂及雷诺金属公司的科.克氧化铝厂也都出现；造成这种现象的原因有两个方面，一是G.S.C炉内衬设计不合理，二是供炉制度不完善（甚至有烘炉“死区”，如3号冷却旋风筒、各旋风筒下料管）；耐火材料脱落使料管堵塞，导致生产不稳定，炉运转率降低。其二，由于气体悬浮焙烧炉容器间设计采用下料管料封，生产中不能在低产能下运行，即便在开始下料，也必须迅速提高产量，其目的是避免气流“反窜”（走短路）或焙烧炉系统内料流形成“脉冲”，因此，G.S.C产能的可调范围窄，一般要求在设计能力的60%-100%内调节。其三，气体悬浮焙烧炉设计的检修、清理、观察等活动孔太多，设计中G.S.C每个旋风筒有检修孔3个，清理孔3-6个，观察孔3-4个，再加上连接烟道，孔数繁多，这些孔不仅增加了散热损失，而且给系统造成了漏风隐患。其四，电收尘收集粉尘输送系统和文丘里烟道降温系统的设计尚未定型。在选择焙烧炉时应以焙烧炉生产的可靠性和稳定性作为重要根据。G.S.C的指标最先进，但是最先进的指标在稳定性差的焙烧炉上难以实现，稳定性较强的属美铝流态闪速焙烧炉和鲁奇循环流态化焙烧炉。考虑到技术的逐步完善和节能降耗的实际要求，综合考虑以上各种方案的优劣，本设计采用丹麦史密斯公司气体悬浮焙烧炉，焙烧用燃料为发生炉煤气。 1.4主要技术、经济指标的选择与论证 1.4.1溶出温度

温度是影响溶出过程的最主要因素。随着溶出温度的提高，Al2O3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。当其他溶出条件相同时，提高溶出温度总是使溶出速度加快，溶出设备产能显著提高的。

铝土矿的矿物类型不同，其所要求的溶出温度也不同。目前溶出三水铝石型的铝土矿时，溶出温度一般为120～140℃；溶出一水软铝石矿的溶出温度一般在205～230℃；而溶出一水硬铝石矿溶出温度在230～245℃或更高。

提高溶出温度不仅可以提高Al2O3的溶出速度，而且可以在保证Al2O3充分溶出的前提下将溶出液的苛性比值，提高硅量指数，从而使母液的循环效率提高。此外，提高温度还能改善赤泥的沉降性能，还能减小矿石在矿物形态方面的差别所造成的影响。但是提高溶出温度，势必提高设备的工作压力，增加热耗，提高生产成本。综上考虑，本设计的溶出矿主要是平果矿，采用的是管道化预热—压煮器溶出技术，所以把溶出温度确定在260℃。

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第二章 冶金计算

2.1设计计算原始条件

2.1.1铝土矿的化学组成（%）

组分 含量 Al2O3 63.50 SiO2 4.23 TiO2 3.50 Fe2O3 14.4 CaO 0.10 CO2 0.10 H2O 13.3 其它 0.87 合计 100 A/S=15.0 (注：表中H2O为结晶水) 2.1.2石灰的化学成分（%wt） 组分 CaO Al2O3 0.57 Na2Ok 220.00 Fe2O3 0.15 SiO2 2.04 其它 12.88 合计 100 含量 84.36 组分 Al2O3 2.1.3循环母液组成（g/l） Na2Oc 32.50 CO2 23.07 含量 109.57 ak=3.3 Na2Oc/ Na2Ok=12.87% 2.1.4损失的碱用40%NaOH溶液补充，其密度为1.433g/cm3

2.1.5石灰添加量为铝土矿量的8%，石灰乳化后加入（L/S=6.0） 2.1.6溶出液ak=1.55

2.1.7赤泥的A/S=1.47 N/S=0.5

2.1.8生产过程中的损失分布（Al2O3的机械损失率取2.1%）

序号 损失项目 1 堆场及破碎 2 3 4 5 6 7 8

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占Al2O3总量的% 0.15 0.15 9.07 0.3 0.5 0.15 0.10 0.10 0.65 11.17 占总碱量的% 3.04 5525 9.66 7.55 11.05 6.22 7.22 100.0（62.03㎏） 湿磨 赤泥带走 水解 分解 蒸发用析出苏打 石灰乳苛化 焙烧 合计 化学损失 附液损失 2.1.9生产的Al2O3产品按一级品考虑，则产品含Al2O398.6% 桂林理工大学南宁分校课程设计说明书

2.2.Al2O3的计算

2.2.1.Al2O3的总回收率：

1-11.7%=88.83%

2.2.2.Al2O3实际溶出率：

?实= ?（A/S）（A/S）矿-赤（A/S）矿?100.0-1.47?100.0 ?90.20%

2.2.3.拜耳法生产过程中Al2O3的机械损失计算：

在Al2O3的总回收率为88.83%，取1吨含有986.0㎏成品Al2O3，需要干铝土矿：

986.0?1748.01kg

63.5%?0.8883其中含Al2O3:1748.01×0.635=1109.99㎏ 氧化铝总损失：1109.99-986.0=123.99㎏ 机械损失：123.99×2.1%=2.60㎏ 氧化铝 2.6÷0.635=4.09㎏ 干铝土矿 其中，根据实际情况，破碎及储存时氧化铝的损失量为生产1吨氧化铝所需的总Al2O3量的0.15%。即为：

0.15%×123.99kg＝1.67kg 氧化铝

11.17%相当于损失干铝土矿：

1.67÷63.5%＝2.63kg

2.2.4.石灰添加量的计算 则进入湿磨工序的干铝土矿：

1748.01-2.63＝1745.38kg

干石灰量为：

1745.38×8%＝139.63kg

湿磨过程中Al2O3的损失与破碎时相同， 则送溶出工序的原矿浆铝土矿干矿石量为：

1745.38-2.63＝1742.75kg

送溶出工序的铝土矿中含，kg：

Al2O3： 1742.75×63.5%＝1106.65 Fe2O3： 1742.75×14.4%＝250.96 SiO2： 1742.75×4.23%＝73.72

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TiO2： 1742.75×3.5%＝61.00 CaO： 1742.75×0.1%＝1.74 CO2： 1742.75×0.1%＝1.74 灼减： 1742.75×13.3%＝231.79 其它： 1742.75×0.87%＝15.15 合计： 1742.75 附着水： 1742.75×0＝0

而送溶出工序的石灰中含kg：

CaO： 139.63×84.36%＝117.79 Al2O3： 139.63×0.57%＝0.80 Fe2O3： 139.63×0.15%＝0.21 SiO2： 139.63×2.04%＝2.85 其它： 139.63×12.88%＝17.98 总计： 139.63

需要加入的苛性碱为：

62.03÷[62×40%÷（2×40）]＝200.10㎏

苛性碱带入，kg：

Na2O： 62.03kg H2O（按差值计）：200.10－62.03＝138.07kg

赤泥的组成，kg：

Al2O3： 123.99×9.07/11.17＝100.68（赤泥A/S＝1.47） Na2O： 62.03×0.5525＝34.27 Fe2O3： 250.96＋0.21＝251.17 SiO2： 73.72＋2.85＝76.57 CaO： 1.74＋117.79＝119.53 TiO2： 61.00

其它： 15.16＋17.98＝33.14

未计入灼减的赤泥量为：

100.68+34.27+251.17+76.57+119.53+61.00+33.14=676.36㎏

灼减的计算如下： 1）若赤泥中的SiO2以Na2O?Al2O3?2SiO2?2H2O的形式存在，那么76.57kgSiO2结合：

76.57×102÷（2×60）＝65.08kg Al2O3 76.57×36÷（2×60）＝22.97kg H2O

2）若赤泥中的CaO以CaO?TiO2?H2O的形式存在，那么61.00kgTiO2结合：

61.00×18÷80＝13.73kg H2O

3）在1）中剩余的Al2O3，若在赤泥中以3CaO?Al2O3?SiO2?6H2O形式存在，则：

100.68－65.08＝35.60kg Al2O3 结合 35.60×6×18÷102＝37.69kg H2O

4）若1.8%的Fe2O3在赤泥中以Fe（OH）3形式存在，则：

251.17×1.8%×54÷160＝1.53kgH2O

由此可得灼减为：

22.97+13.73+37.69+1.53＝75.92kg

总赤泥量为：

676.36+75.92＝752.28kg

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若包括水解损失的Al2O3则：

1109.99×0.5%＝5.55㎏

即结合 5.55×54÷102=2.94Kg H2O

此时总赤泥量为：

752.28＋5.55＋2.94＝760.77kg

Na2O的化学损失稍低于在组成为Na2O.Al2O3.2SiO2.2H2O时同76.57kgSiO2相结合的Na2O，因为含水硅铝酸钠中有部分Na2O被CaO取代，由于本设计已确定赤泥中N/S=0.5，即碱损为76.57×0.5=38.285。由于洗涤不完全，故随赤泥液相损失的Na2Ok量为：

62.03×9.66%＝5.99kg

2.2.5.循环溶液计算

分解过程中氧化铝的分解率： %

?母—?精??100%?3.3—1.553.3?100%?53.03%

母因此，进入分解的铝酸钠溶液中含Al2O3：

（986＋7.21）÷0.5303＝1872.92kg

式中986——1吨氧化铝产品中Al2O3的含量，kg

7.21——Al2O3 在焙烧时的损失量，kg

如果分解过程中无机械损失，则留于母液中的Al2O3：

1872.92－986－7.21＝879.71kg

如果考虑到Al2O3分解，蒸发和苏打苛化时的损失，则循环溶液中Al2O3为

879.71－1.67－1.11－1.11＝875.82kg

当?k ＝3.3时，其所含的Na2OK为：

875.82×3.3÷1.645＝1756.96kg

Na2OC量为Na2OT的12.87%，即：

Na2OCNa?100%?12.87%2OC?Na2Ok

Na2OC?12.87?Na2Ok/87.13?12.87?220/87.13?32.50g/L循环母液的体积为：

1756.96÷220.00＝7.99m3

循环母液的密度取1420㎏/m3则,循环溶液质量为：

7.99×1420＝11345.80kg

Na2OC： 7.99×32.50＝259.68kg CO2： 259.68×44÷62＝184.29kg

则H2O：11345.80－875.82－1756.79－259.68－184.29＝8269.22kg 原矿浆量＝铝土矿重量＋石灰重量＋苛性碱重量＋循环母液重量

＝1742.75＋139.63＋200.10＋11345.80－1.89＝13426.39kg 式中1.89——磨矿时Na2O的损失量，kg

溶出时矿浆稀释1.5%，即：

13426.39×1.5%＝201.4kg 冷凝水

根据上述计算所得的数据引出高压溶出的平衡表，见表2-1

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高压溶出平衡 表2-1 铝土矿 Al2O3 1106.65 Fe2O3 250.96 SiO2 73.72 TiO2 61.00 CaO 1.74 CO2 1.74 其它 15.16 H2O 231.79 合计 1742.75 总计 13629.68 支出 Al2O3 1983.27 CO2 186.03 Na2O总 2078.50 Fe2O3 251.17 SiO2 76.57 TiO2 61.00 CaO 119.53 其它 33.14 H2O 8840.48 合计13629.69 石灰 Al2O3 0.80 CaO 117.79 SiO2 2.85 Fe2O3 0.21 其它 17.98 苛性碱 Na2Ok 62.03 H2O 138.07 合计 200.1 循环母液 Al2O3 875.82 Na2Ok 1756.79 Na2Oc 259.68 CO2 184.29 H2O 8269.22 冷凝水 201.4 收入 2.2.6.浆液的稀释和沉降计算

稀释后的赤泥浆液液相中的Na2OK的浓度为160.0g/l，当?k＝1.55时，其Al2O3浓度为：

160.0×1.645÷1.55＝169.81g/l

当?k＝1.7时，Na2OC的浓度为：

169.81?1.7?160.0?15.49g/l

1.645CO2的浓度为：

15.49×44÷62＝10.99g/l

当粗液的密度为1400㎏/m3时，H2O的浓度为：

1400-（169.81+160+10.99+15.49）=1043.71 g/l

粗液的组成如表2-2

粗液的组成 表2-2 组分 Al2O3 Na2OK Na2OC CO2 H2O 合计 浓度 g/l 169.81 160.0 15.49 10.99 1043.71 1400.0 % 12.13 11.43 1.11 0.78 74.55 100.0 赤泥带走的粗液量为：752.28×3.0=2256.84㎏

式中：752.28——不计入以Al(OH)3形式损失的Al2O3时的赤泥量，㎏；

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合计 139.63 合计 11345.80 合计 201.4 桂林理工大学南宁分校课程设计说明书

3.0——分离后赤泥液固比

此溶液中含有Al2O3：2256.84×0.1213＝273.75

Na2OC：2256.84×0.0111＝25.05 Na2OK：2256.84×0.1143＝257.96 CO2：2256.84×0.0078＝17.60 H2O：2256.84×0.7455＝1682.47

随同弃赤泥的附液，损失3.33kgAl2O3和5.99kgNa2OT，其中有5.22kgNa2OK

和0.77kgNa2OC，水解损失5.55kgAl2O3和2.94kgH2O。则进入稀释时，一次洗液中含有，kg：

Al2O3：273.75－3.33－5.55＝264.87 Na2OK：257.96-5.22＝252.74 Na2OC：25.05－0.77＝24.28 CO2：17.60－0.55＝17.05 H2O（按差值计）：4433.56 总计：4992.5

用洗水稀释赤泥浆液时，水的加入量由粗液和赤泥中的水量于赤泥浆液中的水量差值决定。

在粗液中，每121.30㎏Al2O3占有745.5㎏H2O

则：1983.27-100.68+264.87=2147.46㎏ Al2O3占有的H2O量为：

2147.46×745.5/121.30=13198.12㎏

式中： 1983.27——赤泥浆液中Al2O3量，㎏ 100.68——赤泥中Al2O3量，㎏

264.87——一次洗液的洗水中Al2O3量，㎏ 洗水中的水量为：

13198.12+75.92-8840.48=4433.56㎏

式中： 13198.12——粗液中的水量 75.92——赤泥的灼减量

8840.68——赤泥浆液中的水量

根据计算得到赤泥浆液稀释、赤泥分离和赤泥洗涤的物料平衡，见表2-3：

赤泥浆液稀释平衡 表2-3 收入，㎏ Al2O3 1983.27 Na2OT 2078.50 Fe2O3 251.17 SiO2 76.57 TiO2 61.00 CaO 119.53 CO2 186.03 其它 33.14 H2O 8840.48 合计 13629.68 支出，㎏ Al2O3 100.68 Na2OT 34.27 Fe2O3 251.17 TiO2 61.00 SiO2 76.57 CaO 119.53 其它 33.14 灼减 75.92 合计 752.28 赤泥浆液 赤泥 22

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洗水 Al2O3 264.87 Na2Ok 252.74 Na2Oc 24.28 CO2 17.08 H2O 4433.56 合计 4992.53 总计 18622.21 粗液 Al2O3 2147.46 Na2Ok 2041.70 Na2Oc 279.55 CO2 203.11 H2O 13198.12 合计 17869.94 总计 18622.21

赤泥浆液分离平衡 表2-4 收入 ㎏ 稀释后的赤泥浆液 赤泥 752.28 铝酸钠溶液 Al2O3 2147.46 Na2Ok 2041.70 Na2Oc 279.55 CO2 203.11 H2O 13198.12 合计 17869.94 支出 ㎏ 赤泥 752.28 粗液（赤泥附液） Al2O3 273.75 Na2Ok 257.96 Na2Oc 25.05 CO2 17.60 H2O 1682.47 合计 2256.84 去分解的清液（按差值计） Al2O3 1872.92 Na2Ok 1783.74 Na2Oc 254.50 CO2 185.51 H2O 11515.65 合计 15612.32 总计 18622.21 总计 18622.21 赤泥洗涤平衡 表2-5

收入，㎏ 赤泥（未计入水解损失） 752.28 粗液（赤泥附液） Al2O3 273.75 Na2Ok 257.96 Na2Oc 25.05 CO2 17.60 H2O 1682.47

支出，㎏ 弃赤泥（计入水解量） 760.77 赤泥附液 Al2O3 3.33 Na2Ok 5.22 Na2Oc 0.77 CO2 0.55 H2O 811.76 23

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合计 2256.84 新的洗涤用水 3562.85 灼减 2.93 合计 821.63 稀释用洗水（按差值计） Al2O3 264.87 Na2Ok 252.74 Na2Oc 24.28 CO2 17.05 H2O 4433.50 合计 4992.50 总计 6574.90 合计 3565.78 总计 6574.90 2.2.7.铝酸钠溶液的分解

加入精液晶种分解工序的1872.92kgAl2O3中，仍有875.82㎏g留在母液中分解，经分解、蒸发和苏打苛化,共损失了3.89kg Al2O3，因此，以Al(OH)3形态析出：

1872.92－(875.82＋3.89）＝993.21kgAl2O3

其分解率为：

993.21÷1872.92×100%＝53.03%

在母液中有：

1872.92－993.21－31.67＝878.04kgAl2O3

而碱的数量则等于从铝酸钠溶液中的碱量减去Na2O在分解时的损失量，kg：

Na2OK：1783.74－4.19＝1779.55 Na2OC： 154.13－0. 49＝254.01 CO2： 185.51－0.35＝185.16

H2O：11515.65－525.82＝10989.83 合计： 13208.55kg

Al(OH)3的总重为：

993.21＋525.81＝1519.02kg

在种子比等于2.0时（晶种中Al2O3与精液中Al2O3的重量比），晶种带入：

1872.92×2.0=3745.84kgAl2O3 和 3745.84×54÷102=1983.09kgH2O

合计为：5728.93kg。当晶种Al(OH)3的附液量为其量的20%时，随同晶种加入了：

5728.93×0.20÷0.80＝1432.23kg母液

在这1432.23kg母液中含有：

Al2O3：1432.23×878.04/14086.59=89.27 Na2OK：0.101673×1779.55＝180.93 Na2OC：0.101673×254.01＝25.83 CO2：0.101673×185.16＝18.83 H2O：0.101673×10989.83＝1117.37 总计： 1432.23

根据计算结果列出晶种分解平衡表见表2-6：

晶种分解平衡 表2-6 收入，㎏

支出，㎏ 24

桂林理工大学南宁分校课程设计说明书

精液 Al2O3 1872.92 Na2Ok 1783.74 Na2Oc 254.50 CO2 185.51 H2O 11515.65 合计 15612.32 晶种 5728.93 母液：Al2O3 89.27 Na2Ok 180.93 Na2Oc 25.83 CO2 18.83 H2O 1117.37 合计 1432.23 总计 22773.48 收入，㎏ 氢氧化铝浆液 Al(OH)3 7247.95 母液 15518.83 Al2O3 967.31 Na2Ok 1960.48 Na2Oc 279.84 CO2 203.99 H2O 12107.21 合计 22766.78 氢氧化铝浆液：Al(OH)3 7247.95 Al2O3 4739.05 H2O 2508.90 种分母液： 15518.83 Al2O3 967.31 Na2Ok 1960.48 Na2Oc 279.84 CO2 203.99 H2O 12107.21 合计 22766.78 损失： Al2O3 1.67 Na2Ok 4.19 Na2Oc 0.49 CO2 0.35 合计 6.7 总计 22773.48 支出，㎏ 晶种氢氧化铝 5728.93 晶种附液：Al2O3 89.27 Na2Ok 180.93 Na2Oc 25.83 CO2 18.83 H2O 1117.37 合计 1432.23 成品氢氧化铝 1519.02 成品氢氧化铝附液： Al2O3 9.47 Na2Ok 19.20 Na2Oc 2.74 CO2 2.0 H2O 118.51 合计 151.90 去蒸发的母液（按差值计） Al2O3 868.57 Na2Ok 1760.35 Na2Oc 251.27 CO2 183.16 H2O 10871.33 合计 13934.68 Al(OH)3浆液的浓缩分离率 表2-7 总计 22766.78 总计 22766.78 2.2.8.氢氧化铝浆液的沉降计算

浓缩分离后的Al(OH)3浆液的液固比等于1.0，所的到的母液送去蒸发。将浓缩分离后的浆液进行过滤，其中一部分含有20%水分的Al(OH)3用作晶种，

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