设备管理_氧化铝生产工艺及设备选型教材

氧化铝生产工艺及设备选型 氧化铝生产概述铝是地壳里含量最丰富的金属元素 8 7 铝是两性氧化物我国铝土矿资源的特点 高铝高硅中低品位 一水硬铝石 氧化铝生产工艺及设备选型 我国氧化铝工业1 我国氧化铝工业的发展从无到有 从小到大山东铝厂 郑州铝厂 贵州铝厂 山西铝厂 中州铝厂 平果铝厂魏桥铝厂 信发铝厂 开曼铝厂 兴安化工 氧化铝生产工艺及设备选型 主要技术成就独创的混联法工艺烧结法熟料强化烧结技术烧结法熟料溶出技术粗液脱硅技术拜耳法强化溶出技术 氧化铝生产工艺及设备选型 我国氧化铝工业存在问题生产方法为流程复杂的混联联合法和烧结法生产规模小 技术装备落后能耗高 生产成本高氧化铝质量不高工艺流程长 建设投资大 氧化铝生产工艺及设备选型 氧化铝质量标准一级品 中间状氧化铝 介于面粉状和砂状之间为什么要生产砂状氧化铝 砂状氧化铝的标准是什么 氧化铝生产工艺及设备选型 氧化铝生产方法碱法酸法酸碱联合法热法 氧化铝生产工艺及设备选型 碱法生产 拜耳法烧结法拜耳烧结法 氧化铝生产工艺及设备选型 拜耳法由法国人拜耳发明的生产氧化铝的方法它适合处理高铝低硅铝土矿拜耳法的两大过程 溶出和分解拜耳法的实质 Al2o3 1或3 NaoH NaAl OH 4 氧化铝生产工艺及设备选型 拜耳法的特点 适合处理高铝硅比的铝土矿流程简单 能耗低 成本低产品质量好 纯度高 氧化铝生产工艺及设备选型 烧结法 氧化铝生产工艺及设备选型 联合法 氧化铝生产工艺及设备选型 铝土矿的化学组成主要成分 铝 硅 铁 钛微量成分 钙 镁 硫 镓 钒 铬 磷 氧化铝生产工艺及设备选型 akap 氧化铝生产工艺及设备选型 循环效率计算公式表示1吨氧化钠在一次循环中所能生产出的氧化铝的量是分析拜耳法的作业效果和改革途径的重要指标 氧化铝生产工艺及设备选型 拜耳法工艺流程 氧化铝生产工艺及设备选型 原料车间工作 矿浆制备矿浆制备 就是把拜耳法生产氧化铝的原料 铝土矿 石灰 母液 按一定的比例配制成化学成分 物理性能都符合溶出要求的矿浆 氧化铝生产工艺及设备选型 矿浆要求 细度一定的配比和混和均匀 氧化铝生产工艺及设备选型 主要技术指标 铝硅比细度液固比 固含 钙含量循环母液浓度配料分子比 计算 氧化铝生产工艺及设备选型 什么叫固含 固含与密度的区别 氧化铝生产工艺及设备选型 矿浆制备中为什么要配钙 氧化铝生产工艺及设备选型 消除铝土矿中氧化钛的不良影响提高溶出速度促进针铁矿向赤铁矿转变 改善沉降性能 针铁矿2 6微米 赤铁矿10 25微米 降低碱耗 钙与硅反应生成铝硅酸钙 减少铝硅酸钠的生成 消除杂质 氧化铝生产工艺及设备选型 计算题1吨铝土矿制备成矿浆 配钙按10 添加 要求矿浆固含为370g L 问要添加多少方母液 假如母液Nk为240g L ap为0 55 铝土矿铝含量为60 绝对溶出率为75 请不二次配碱溶出后的理论ap为多少 氧化铝生产工艺及设备选型 设备输送设备破碎设备除尘设备分级设备储存设备 氧化铝生产工艺及设备选型 输送设备天车板式给料机输送皮带堆料机取料机皮带秤各类泵 氧化铝生产工艺及设备选型 破碎设备中碎机细碎机鄂式破碎机石灰消化机棒磨球磨 氧化铝生产工艺及设备选型 除尘设备除尘器 氧化铝生产工艺及设备选型 分级设备振动筛水力旋流器 氧化铝生产工艺及设备选型 储存设备原矿槽均化堆场矿石仓石灰仓各种槽体 氧化铝生产工艺及设备选型 设备选型依据设计产能计算出小时产能 根据小时产能 国际国内设备制造情况 选择相符合的设备产能和设备数量简单推算 氧化铝生产工艺及设备选型 溶出目的就是将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液溶出效果好坏直接影响拜耳法生产氧化铝的技术经济指标 氧化铝生产工艺及设备选型 溶出的主要技术条件和经济指标 溶出温度溶出时间溶出率碱耗汽耗 氧化铝生产工艺及设备选型 溶出反应 Al2o3 1或3 NaoH NaAl OH 4 氧化铝生产工艺及设备选型 溶出率实际溶出率理论溶出率相对溶出率 氧化铝生产工艺及设备选型 赤泥产出率铝土矿中的硅含量与赤泥中的硅含量的比值碱耗生产1吨氧化铝造成氧化钠或氢氧化钠的损失量 氧化铝生产工艺及设备选型 造成碱耗的原因 生产过程中的跑冒滴漏成品氧化铝带走氧化钠在溶出过程中二氧化硅与氢氧化钠反应生成含水铝硅酸钠 理论上1公斤的二氧化硅会造成0 608公斤的氧化钠的损失 实际碱耗低于理论值 主要原因是在不同的溶出条件下 不是全部二氧化硅都参与反应 石灰的加入也降低了碱耗 氧化铝生产工艺及设备选型 赤泥附液带走氧化钠 氧化铝生产工艺及设备选型 影响铝土矿溶出过程的因素温度搅拌强度母液碱浓度配料分子比矿石细度溶出时间 氧化铝生产工艺及设备选型 生产中含硅矿物的危害 引起氧化铝和氧化钠的损失硅进入成品影响成品的质量钠硅渣在设备和管道上结疤 影响传热系数 增加能耗和清理工作量大量钠硅渣的生成增大赤泥量 形成极为细小的悬浮体 不利于赤泥的分离和洗涤 氧化铝生产工艺及设备选型 含铁矿物在溶出过程中的行为铝土矿中的铁常以氧化物的形态存在 我国铝土矿的铁主要以赤铁矿的形式存在 氧化铝生产工艺及设备选型 含硫矿物在拜耳法生产中危害 铝土矿中80 90 的硫以硫化铁的形态存在 氧化铝生产工艺及设备选型 溶出工艺 德国的多管单流法溶出装置匈牙利多管多流溶出装置法国的单套管 压煮器溶出装置 氧化铝生产工艺及设备选型 我国拜耳法溶出技术蒸汽直接加热的压煮器溶出引进前苏联的技术 郑州铝厂和贵州铝厂 氧化铝生产工艺及设备选型 我国拜耳法溶出技术管道化溶出技术套管 停留压煮器 氧化铝生产工艺及设备选型 我国拜耳法溶出技术双流法溶出 氧化铝生产工艺及设备选型 溶出过程中结疤的生成与防治氧化铝生产一大难题 结疤溶出结疤来源 溶液分解而生成 如氢氧给铝 溶液脱硅以及铝土矿与溶液反应而产生 如钠硅渣 钛钙结疤 其它结疤 氧化铝生产工艺及设备选型 结疤的危害 降低传热系数 增加汽耗堵塞流程影响设备的正常的使用 氧化铝生产工艺及设备选型 结疤的防治 预脱硅控制流体的流速双流法设备定期切换 氧化铝生产工艺及设备选型 结疤的清理 机械清理火焰清理高压水清理酸洗 氧化铝生产工艺及设备选型 公司的溶出工艺及指标单套管预热 压煮器溶出流程 原矿浆 脱硅槽 二次配碱 隔膜泵 单套管 预热压煮器 加热压煮器 停留压煮器 十级闪蒸器 稀释槽 后槽 氧化铝生产工艺及设备选型 工艺指标 氧化铝生产工艺及设备选型 溶出设备 氧化铝生产工艺及设备选型 沉降实现溶出矿浆的液固分离 氧化铝生产工艺及设备选型 分离洗涤步骤 溶出矿浆稀释沉降分离赤泥反向洗涤粗液过滤 氧化铝生产工艺及设备选型 拜耳法溶出矿浆的特性 拜耳法溶出矿浆属于细粒子悬浮液 它的很多性质与胶体相似 泥浆颗粒为分散质 铝酸钠溶液为分散介质 泥浆颗粒本身的重力使其沉降 而铝酸钠溶液的黏度和布朗运动引起的扩散作用阻止粒子下沉 当两种作用相当时就达到一种平衡状态 氧化铝生产工艺及设备选型 影响赤泥沉降分离的因素赤泥沉降主要指标沉降性能和压缩性能变化较大 与铝土矿的矿物组成 溶液的浓度以及沉降槽的形式和规格等诸多因素有关 氧化铝生产工艺及设备选型 影响赤泥沉降分离的因素矿物的形态铝土矿的组成和化学成分是影响赤泥浆液沉降 压缩性能的主要因素溶出矿浆的细度 氧化铝生产工艺及设备选型 影响赤泥沉降分离的因素溶出矿浆的稀释浓度稀释矿浆的温度黏度的影响底流液固比絮凝剂的使用 氧化铝生产工艺及设备选型 沉降设备沉降槽过滤机 氧化铝生产工艺及设备选型 分解晶种分解是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一 它对产品的产量和质量以及全厂的技术经济指标有着重大的影响 衡量种分作业效果的主要指标 氢氧化铝质量 纯度 物理性质 分解率分解槽的单位产能 氧化铝生产工艺及设备选型 铝酸钠溶液的分解机理 氧化铝生产工艺及设备选型 影响铝酸钠溶液分解的主要因素精液的浓度和分子比采用洗涤的氢氧化铝作晶种增大晶种系数提高搅拌速度 氧化铝生产工艺及设备选型 温度制度的影响温度制度对种分过程的技术经济指标和产品质量有很大影响 确定和控制好温度是种分过程的主要任务之一 确定合理的温度制度 初温 终温 降温速度 氧化铝生产工艺及设备选型 晶种数量和质量的影响搅拌速度的影响分解时间的影响杂质的影响 氧化铝生产工艺及设备选型 分解主要设备换热器分解槽泵 氧化铝生产工艺及设备选型 焙烧氢氧化铝焙烧是在高温下脱去氢氧化铝含有的附着水和结晶水 转变晶型 制取符合要求的氧化铝的工艺过程氢氧化铝焙烧决定氧化铝的产量 质量和能耗的重要环节 氧化铝生产工艺及设备选型 氢氧化铝焙烧过程中的物理化学变化焙烧过程中的相变脱除附着水脱除结晶水晶型转变 氧化铝生产工艺及设备选型 氢氧化铝焙烧工艺技术回转窑焙烧工艺流态化焙烧工艺气态悬浮焙烧炉 氢氧化铝喂料 文丘里闪速干燥器 多级旋风预热系统 气体悬浮焙烧炉 多级旋风冷却器 二次流化床冷却器 除尘和返灰系统 氧化铝生产工艺及设备选型 氢氧化铝喂料皮带秤螺旋 氧化铝生产工艺及设备选型 文丘里闪速干燥器 氧化铝生产工艺及设备选型 旋风预热 冷却 器 氧化铝生产工艺及设备选型 焙烧及分离 氧化铝生产工艺及设备选型 流化床 氧化铝生产工艺及设备选型 电收尘料封泵 氧化铝生产工艺及设备选型 平盘过滤机 氧化铝生产工艺及设备选型 蒸发母液的蒸发是拜耳法生产氧化铝工艺中的一个十分重要的工序 其任务是平衡氧化铝生产过程中的水量和排出杂质盐 氧化铝生产工艺及设备选型 蒸发器的类型 根据蒸发装置的级数分单级蒸发和多级蒸发根据溶液循环方式分自然循环蒸发和强制循环蒸发根据液膜形成的方向分升膜蒸发器和降膜蒸发器 氧化铝生产工艺及设备选型 氧化铝生产工艺及设备选型 降膜蒸发器按加热面形状分 板式和管式 氧化铝生产工艺及设备选型 单级蒸发溶液单级蒸发过程通常是在一台或几台设备中溶液为串联 加热蒸汽为并联单级蒸发装置适用于物理化学温度降较大的溶液 物理化学温度降是指在常压下溶液的沸点与纯溶剂沸点之间的差值 氧化铝生产工艺及设备选型 多级蒸发多级蒸发过程是溶液通过一系列串联的蒸发器 效 多次利用由外部热源提供的加热蒸汽 前一效产生的蒸汽 二次蒸汽 在另一效中与溶液相互作用 在加热和蒸发的换热过程中凝结 使溶液得