简论广西华银铝业有限公司氧化铝一期工程

简论广西华银铝业有限公司氧化铝一期工程

生产工艺技术路线及主要设施

骆先庆

（贵阳铝镁设计研究院，贵州 贵阳 550004）

摘要： 广西百色市境内有丰富优质的铝土矿资源，我国铝工业一次性建设规模最大的氧化铝工程——广西华银铝业有限公司氧化铝一期工程即建于此，本文简要介绍了华银氧化铝一期工程的生产工艺技术路线、主要设施的技术方案及其特点。 关键词：广西华银；氧化铝；工艺技术路线；拜耳法；主要设施。

中图分类号：TF803.2 文献标识码：B

Briefly discussion of the production technology process and the main

facilities in the first aluminum project of Huayin aluminum

Luo xianqing

（Guiyang Aluminium Magnesium Design & Research Institute ，Guiyang，

Guizhou ，550004）

Abstract: Baise city in Guangxi is rich in high-quality bauxite resources. In where the first aluminum project of the largest one-time construction aluminum project in China, Guangxi Huayin Aluminum Ltd. is built. This paper briefly discusses the process of the production, the technology plan of the main facilities and the characteristics of the first project of Huayin aluminum.

Key words: Guangxi Huayin; Aluminum; technology process; Bayer; main facilities. 1. 前言

广西壮族自治区储有丰富优质的铝土矿资源，全区总储量为6.87×108t。根据地质资料和成矿条件，预测全区储量可超过10×108t，已探明储量的地方主要分布在广西西部百色市境内，平果、德保、靖西等县储量为5.24×108t，占广西总储量的76.57％。

为贯彻和落实国家关于西部大开发的战略、发展广西的经济，同时也为了进一步发展我国的铝工业，广西投资（集团）有限公司、五矿有色金属股份有限公司、中国铝业股份有限公司等三方共同出资成立了“广西华银铝业有限公司”，在广西壮族自治区百色市德保县马隘乡投资建设“广西华银铝业有限公司氧化铝一期工程”（以下简称华银氧化铝一期工程）。

【作者】：骆先庆，Email：luo_xq@gami.com.cn

华银氧化铝一期工程建设规模为年产氧化铝1600kt，是我国铝工业一次性建设规模及投资最大的工程，建设期为3年。

中铝国际工程有限责任公司作为总承包商，承担该工程的设计、采购、施工、生产启动等。工程于2005年6月18日开工建设，经过建设者们30个月的辛勤努力，2007年12月14日1#溶出投料试车、33小时之后1#蒸发站蒸发母液出料，第一系列生产流程全面打通。随着2008年5月30日第四个氧化铝生产系列的投产，标志着华银氧化铝一期工程正式全面投产。 2. 氧化铝生产方法

华银氧化铝一期工程以德保、靖西的铝土矿资源作为氧化铝生产所需铝土矿供应基地。首采区范围内所开采的合格铝土矿参数如下：

Al2O3（%） SiO2（%） ≥56.22 ≤5.84 A/S ≥9.62 合格铝土矿含水率（%） ≤7.0 根据中南大学《德保铝土矿隆华矿段铝土矿物质组份定量查定及矿石可溶性实验研究》以及中国铝业广西分公司中心试验室《桂西德保、靖西铝土矿加工性能试验研究报告》，其结果表明：德保、靖西铝土矿在矿石可磨性、预脱硅性能、溶出性能以及赤泥沉降性能等诸方面均能满足拜耳法氧化铝生产工艺的要求，并且经过测算采用拜耳法氧化铝生产工艺能获得较好的投资效益，故该工程采用拜耳法氧化铝生产工艺。

华银氧化铝一期工程中共设置了四个氧化铝生产系列，每个系列的设计产能为400kt/a。其工艺流程为：来自矿山的铝土矿与石灰及合格母液经磨矿后制成原矿浆，原矿浆经预脱硅后进入由套管预热器和压煮器组成的溶出器组，溶出后的矿浆经多级自蒸发后，进入稀释槽；稀释后的浆液进入由大型平底沉降槽和转鼓过滤机组成的赤泥分离洗涤系统；赤泥经洗涤后，含水率控制40%左右，实施干法堆存；赤泥分离后的粗液经控制过滤以及与种分母液热交换降温后，进入种子分解系统；产出的氢氧化铝经气体悬浮焙烧得到氧化铝；分解后母液经蒸发返回原料磨配料。

流程方框图如图一。

铝土矿 石灰 原料准备 赤泥送堆场 液体碱 原料磨 水 循环母液 苛化液 母液调配 新蒸汽 预脱硅 赤泥过滤 二次蒸汽冷凝水 蒸发母液 新蒸汽 石灰乳 水 溶出 赤泥 滤液 稀释 苛 化 底流 新蒸汽 赤泥洗涤 碳酸钠 赤泥分离 蒸发及排盐 滤饼 控制过滤 水 分解母液 分解母液 热交换 种子 种子过滤 分级溢流 母液浮游物回收 母液 氢氧化铝洗液 母液 种子分解与分级 分级底流 成品过滤 氢氧化铝 热水 氢氧化铝焙烧 氧化铝 氧化铝仓及包装 氧化铝外销

图一 广西华银铝业有限公司氧化铝厂工艺流程方框图 Fig.1 Process chart of Guangxi Huayin aluminum Ltd.

3. 主要工序技术方案及其特点 3.1 原料磨

德保、靖西铝土矿的加工性能试验表明，该矿的可磨性与平果矿类似，属难磨矿石，功指数较大，邦德棒磨功指数20目Wi=16.02，邦德球磨功指数120目，Wi=22.55。

为满足溶出工艺的需要，矿浆的细度必须达到100%＜500μ、98.75%＜315μ、70～75％＜63μ，因此铝土矿的磨矿采用棒磨机开路，球磨机与旋流器闭路的二段磨矿流程。

采用棒磨机开路、球磨机与旋流器闭路的二段磨矿流程，棒磨机和球磨机的规格搭配合理，发挥了棒磨机的特性，可以充分调节两段磨的负荷。并且与单段球磨相比，二段磨矿过程能耗低，所获矿浆粒度分布相对均匀，过磨现象能得到较好控制。 3.2 溶出

采用六级单套管预热、压煮器间接加热高压溶出技术。该技术的特点： ? 矿浆在单套管预热器中预热到170℃左右，再在机械搅拌、间接加热压

煮器中加热到溶出温度260℃并保温溶出，保温溶出时间可达40min； ? 单套管预热器结构简单，加工制造容易，维修方便，可用酸洗的方式清

理结疤，投资少；

? 单套管预热器排列紧凑，可放在两端可以开启的保温箱内，而管子不保

温，简化保温，维修方便；

? 溶出效果好，相对溶出率高（>93%），溶出液Rp高（>1.15）； ? 能耗低（汽耗<2t/t-AO）。 3.3 赤泥分离及洗涤

采用φ40平底沉降槽进行赤泥分离，赤泥洗涤为三次沉降槽洗涤以及一次转鼓过滤机喷水洗涤组成的反向洗涤系统。

该方案的特点： ? 技术成熟可靠；

? 适应性强，可在50%～100%负荷范围内稳定运行； ? 絮凝剂用量低；

? 沉降槽内的清理工作方便； ? 外排赤泥含水率低（约40%）。 3.4 赤泥的输送与堆存

采用干法输送和干法堆存。

赤泥湿法输送及堆存，其赤泥输送液固比L/S =2～2.5左右，不仅有附碱损失高，物料流量大，回水量大的缺点，而且赤泥的渗漏会给附近的农田和地下水造成污染。

为避免因赤泥渗漏造成对环境的污染和减少赤泥堆场建设的投资，该工程中赤泥采用干法输送与堆存的技术。该技术中赤泥输送的重量浓度在40%左右，赤泥堆场防渗层的渗透系数k≤1×10-10m/s时，就不会造成对环境的污染。

采用赤泥干法堆存在相同库容的条件下，还可以增加堆场的使用年限。 3.5 种子分解

采用高浓度，高种分比，高产出率（>88kg/m3-精液），一段分解生产砂状氧化铝技术。

桂西地区属我国南方亚热带地区，气候炎热，空气湿度大，分解过程自然降温有限，限制了分解产出率的提高。分解过程中增设中间降温措施，提高精液的过饱和度，将可提高分解的产出率。

这是目前世界上先进、成熟的分解生产砂状氧化铝技术，中国铝业广西分公司一期工程经过八年的生产实践，也证明了该技术的先进性和可靠性。 3.6 蒸发及排盐

蒸发采用六效管式降膜蒸发器及强制循环蒸发器排盐工艺流程。 该方案的特点： ? 技术成熟可靠； ? 能耗低，汽水比<0.27；

? 产生无水碳酸钠结晶，排盐效率高。 3.7 氢氧化铝焙烧

氢氧化铝焙烧采用氧化铝产能1900t/d气体悬浮焙烧炉。

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。物料在流态化状态下与气体的热交换过程最为强烈，同时这种气体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。

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。 4. 主要配套设施

? 铝土矿矿山，规模3890kt/a；

? 热电厂，供汽能力880t/h，发电机装机容量68MW； ? 煤气站，产煤气能力15000 Nm3/h； ? 水厂，供水能力80000t/d；

? 220kV变电站，主变压器总容量160MVA； ? 污水处理站，污水处理能力24000 t/d； ? 赤泥堆场，堆存赤泥10年以上； ? 灰渣堆场，堆存灰7.5年和堆存渣30年。 5. 生产技术经济指标完成情况

华银氧化铝一期工程从投产之日开始就按照设计产量组织生产，且投产以来生产运行平稳，目前各系列氧化铝实产均达1200t/d（设计值为1178 t/d）以上。

表1、3为2005年1-5月实际生产中的主要消耗及技术指标，表2、4为1-5月实际生产主要消耗及技术指标加权平均值与设计值的对比情况。 表1 2005年1-5月实际生产原料及动力消耗指标

Table 1 The index of actual production and power consuming from January to May

in 2005

序号 1 2 项目 铝土矿 石灰 单位 t/t-AO t/t-AO t/t-AO t/t-AO m3/t-AO t/t-AO 1月 2.61 2月 2.62 3月 2.64 4月 2.44 5月 2.12 0.238 0.242 0.308 0.229 0.246 0.144 0.125 0.127 0.126 0.133 3.15 72.0 13.7 3.23 105 9.54 3.17 122 11.9 3.35 110 6.99 3.17 84.1 4.71 3 碱耗（按工业碱粉计） 4 5 6 蒸汽 压缩空气 新水

序号 7

项目 电耗 单位 kWh/t-AO 1月 216 2月 261 3月 262 4月 295 5月 232 表2 消耗指标设计值与2005年1-5月实际生产加权平均值对比

Table 2 Comparison of the designed consuming index and the average value of

actual production from January to May in 2005

序号 1 2 3 4 5 6 7

表3 2005年1-5月实际生产主要技术指标

Table 3 The main technology index of actual production from January to May in

2005

序号 1 项目 入磨铝土矿A/S 氧化铝相对溶出率 氧化铝分解产出率 氧化铝总回收率 单位 1月 9.53 2月 9.72 3月 9.13 4月 8.86 5月 8.74 铝土矿 石灰 碱耗（折算成工业碱粉） 蒸汽 压缩空气 新水 电耗 项目 单位 t/t-AO t/t-AO t/t-AO t/t-AO m3/t-AO t/t-AO kWh/t-AO 设计值 2.429 0.223 0.118 3.49 63 8.4 258 1-5月实际生产加权平均值 2.49 0.252 0.131 3.21 98.8 9.38 253 2 % 94.5 95.4 96.6 96.2 93.8 3 kgt/m3 94.5 100.6 98.0 94.2 89.3 4 % 67.9 68.3 68.1 74.0 76.35

表4 主要技术指标设计值与2005年1-5月实际生产加权平均值对比

Table 4 Comparison of the designed main technology index and the average value

of actual production from January to May in 2005 序号 1 2 3 4 6. 结论

6.1 所选择的工艺路线正确

根据投产以来五个多月的工业运行显示，所确定的拜耳法氧化铝生产工艺路线，不仅投资省、工艺配置合理、技术指标先进，而且生产管理难度小、操作易学、生产平稳。

6.2 工程达产达标指日可待

工程从投产之日开始就按照设计产量组织生产，投产之日即为达产之时。 从表1～4中可以看出，作为一个新建工厂，随着生产的开展，管理的不断完善和操作经验的不断丰富，各项指标在逐步好转，并且已经达到或接近设计值，工程的达产达标将指日可待。

REFERENCES

项目 入磨铝土矿A/S 氧化铝相对溶出率 氧化铝分解产出率 氧化铝总回收率 单位 % kgt/m3 % 设计值 9.62 >92 >88 76.5 1-5月实际生产加权平均值 9.2 95.3 95.3 72.9 [1] 《广西华银铝业有限公司氧化铝一期工程初步设计》 贵阳铝镁设计研究院 2004.6 Preliminary design of the first aluminum project of China aluminum Guangxi branch, Guiyang aluminum magnesium design & research institute, 2004.6;

[2] 《桂西德保、靖西铝土矿加工性能试验研究报告》 中国铝业广西分公司中心试验室 2003.4

Research report of artifactitious property experiment of bauxites in Jingxi and Deba Center laboratory of China aluminum Guangxi branch,2003,4

[3] 《德保铝土矿隆华矿段铝土矿物质组分定量查定及矿石可溶性实验研究》 中南大学

Quantitative analysis of the substance composition and the dissolubility of the bauxite in the Debao bauxite Longhua mining district, Central South University [4] 《轻金属冶金学》 杨重愚 主编，中南工业大学， 1991.

Light metal metallurgical, Yang Zhongyu, central south technology university, 1991

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