【《氧化铝生产工艺的全厂物料衡算计算过程案例》6000字】

氧化铝生产工艺的全厂物料衡算计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u29712氧化铝生产工艺的全厂物料衡算计算过程案例 1174771.1氧化铝总回收率 1298831.2原矿浆的配制 2232361.3高压溶出 7292711.4矿浆稀释，赤泥分离及洗涤 8324521.5精液分解和种分母液蒸发 1639671.6氢氧化铝焙烧 19278981.7主要技术经济指标 20计算的基本数据是按以铝厂生产出来1t氧化铝计1.1氧化铝总回收率ηηA总100%—Al2A式中A水—铝酸钠水解失去的Al2A机—湿法系统中Al2O3A焙—Al2OA化—Al2OAA矿和AASA则：Aη1.2原矿浆的配制溶出过程如图2-1：原料矿石原料矿石苛化碱液循环母液苛化碱液循环母液补充碱液补充碱液溶出液溶出溶出液溶出赤泥赤泥图2-1溶出过程进出物料及其含碱示意图（1）铝土矿质量：QA成—纯Al2OQ各组成量：Al2O3：QSiO2：QFe2O3：QTiO2：CaO：灼减CO2：QH2O：Q（2）石灰量：Q各组成含量：Al2O3：209.956×3%=6.299SiO2：209.956×2.8%=5.879Fe2O3：209.956×0.6%=1.260CaO：209.956×87%=182.662CO2：209.956×5%=10.498（3）循环母液量：设循环母液量为V循n=0.608各组分：NNNNN式中nK循—循环母液Na2MR溶—溶出液Na2Ok与Al2OMR循—循环母液Na2Ok与Al2OnK循V循—循环母液中的NanK循nK循N耗N化—反应过程NaN化N机—Na2O机械损失量，kg，N成—带走的NaNA矿和A石、A化和N化—矿石和石灰中的Al2O3量、赤泥中Al20.608MR溶A矿+N转—苛性碱被CO2反应生成碳酸碱（Na2OC矿—矿石中COC石—石灰中CON转N苛—返回的苛化碱中Na2ON吸—种分过程Na2OK反应生成Na2OmC—种分过程吸收CONC损—苛化过程中Na2OC损失量，得：N综上得：V==7.340各组成量：Na2OK：NNa2OC：NCO2：44Al2O3：1.645×H2O：循环母液总质量−溶质质量=7.340×1300−=6498.356kg补充碱液和苛化碱液：补充碱液：按NK补碱=体积：VNa2OK：167.304kgH2O：V苛化碱液：体积：VηNNa2OC浓度nC苛：CO2量：3.1418×CO2浓度nCO2H2O量：V=285.871kg（5）原矿浆中的溶液量：总体积：V原Na2OK量：N=1761.6+167.304+28.276−29.585=1927.595Na2OC量：N=220.2+3.142+29.585=252.927kg（6）原矿浆物料平衡表见表2-1表2-1原矿浆物料平衡(kg)项目AlSiOFeTiOCaONaNaCOH其他合计进入铝土矿1341.616251.947128.07367.1861.10010.498281.34116.7962099.557石灰6.2995.8791.260181.66210.4983.359209.957循环母液905.5731761.600220.200156.2716498.3569541.000补充碱液167.304376.525543.829苛化碱液28.2763.1427.887285.871325.176N-29.585→N+29.585总计2253.488257.826129.33367.186184.7621927.595251.927185.1547441.09320.15512720.519支出原矿浆2253.488257.826129.33367.186184.7621927.595251.927185.1547441.09320.15512720.5191.3高压溶出赤泥量：Q赤泥=（S矿+F矿QS矿F矿η赤泥取灼碱全为结晶水，ηQ赤泥铝酸钠溶液水解损失的AlA水解产物Al(OH)3中的结晶水量：16.175×Q溶出液和弃赤泥的各组成量溶出液的成份量=原矿浆的成份量−赤泥的成份量弃赤泥的成分量=赤泥的成分量+水解生成的Al(OH)高压溶出的物料平衡见表2-2

表2-2高压溶出的物料平衡（kg）项目AlSiOFeTiOCuONaNaCOH其他合计进入原矿浆2253.488257.826129.33367.186184.7621927.595251.927185.1547441.09320.15512720.519出去赤泥309.391257.826129.33367.186184.762141.804123.38020.1551233.837溶出液1944.0971785.791251.927179.4975430.5559591.867溶出矿浆自然蒸发水1993.9781993.9781.4矿浆稀释，赤泥分离及洗涤赤泥沉降分离底流的溶液量：赤泥量：Q取赤泥沉降分离底流LSQ其中各成分量：Al2O式中ρ稀，nA稀分别为稀释液的密度（ρ稀=1270kg/m3Na2NNa2即N所以NCO2：H2O=4404.837×520.261+474.478+62.258+44.183弃赤泥的附液量：弃赤泥的成份量=赤泥的成份量+水解生成的Al(OH)3成分量，苛化渣量的估算：进入苛化工序的NCNa2CO含Na2CO3：63.682×106石灰乳量：Na2CO3+Ca(OH)按Ca(OH)2量为105%计算，加入Ca(OH)54.438×η所以实际参加苛化反应的Ca(OH)39.904多余的Ca(OH)239.904−34.203=5.701又因工业石灰纯度（CaO含量）为89%，所以，应加入的Ca(OH)2石灰带入的杂质量：22.923×石灰渣量：34.203×综上：Q=弃赤泥量：Q弃赤泥附液量：QNT弃附损—NK弃赤附量COAl2OH2O=弃赤泥附液各组成质量列于表2-3

表2-SEQ表格\*ARABIC3弃赤泥附液的各成分质量成分AlNaNaCOH合计质量/kg10.1929.2941.2200.8662606.8042628.376赤泥洗液量：为底流附液成分量减去弃赤泥附液成份量A赤洗=520.261−10.192=510.069kgH赤洗=H=696.889+赤泥洗水（kg）Al(OH)3过滤洗涤过程如图2-2所示Al(OH)Al(OH)3Al(OH)3Al(OH)3洗液新水Al(OH)3新水新水氢氧化铝过滤洗涤稀释稀释稀释稀释Al(OH)3Al(OH)3图2-2氢氧化铝过滤洗涤过程进出物料示意图Al(OH)3洗液为后面的分解工序返回的物料，可用试算法求其数量。下面我们用代数法计算Al(OH)3洗液量。过滤分离的Al(OH)3设Al(OH)3分离滤饼附液量为x，取Al(OH)3滤饼附液含水率为79．44%xX=1530—生产1tAl2O各组成量：NKAH分饼附xnK种母NCAH分饼附xρ式中nC种母—种分母液的NaAlCOH2O=171.333−=135.508Al(OH)3洗液含水率：Al(OH)3洗涤用水量QAH洗水=1000kgQAl(OH)3Q洗涤Al(OH)3滤饼的附液量设洗涤Al(OH)3滤饼的附液量为y，已定洗涤Al(OH)3滤饼的含水率为96.94%y所以y=各组分量：NK:所以NNC：Al2OCO2：H2O洗涤平衡见表2-4。表2-4氢氧化铝洗涤的物料平衡(kg)项目AlNaNaCOH合计进入Al(OH)310.46720.3621.9221.074135.508171.333项目10001000合计10.46720.3621.9221.0741135.5081171.333出去Al(OH)31.2281.3920.3430.243133.415137.621Al(OH)39.23917.9701.5791.8311001.0931033.712合计10.46720.3621.9221.0741135.5081171.333AlAlOHAlOHAH赤泥洗液A赤泥洗液AH溶出液AH水解生成AlOH3A水解生成AlAH稀释液AH稀释图2-3矿浆稀释过程中的进出溶液及其Al2赤泥洗液的含水量：稀释液中各组成量：ANNCO稀释液量：QnA稀——Al2Oρ稀——密度，1260g/L稀释液中的水量=Q==15462.517由平衡关系得：H洗液含水量：H=15462.517+8.563−5430.553−1002.093=9038.434(kg)分离过程的粗液量：Q粗液体积：VρAl2ONa2ONa2OCO2：H216315.008−(1926.969+1794.467+254.286+180.462)=12158.824矿浆稀释平衡见表2-5。表2-5溶出矿浆稀释的物料平衡（kg）项目AlNaNaCOH合计进入溶出液1944.0971785.791251.927179.4975430.5539591.865赤泥洗液510.069465.18461.03843.3179038.43410118.042Al(OH)9.23917.9701.5791.8311001.0931033.712合计2463.4052268.945316.544224.64515471.08020744.619出去Al16.1758.56324.738稀释液2447.2302268.945316.544224.64515461.51720719.881合计2463.4052268.945316.544224.64515471.08020744.619（6）赤泥洗水量：赤泥分离底液附液H赤泥分离底液附液H赤泥洗水H赤泥洗水H溶出矿浆自蒸发水H弃赤泥附液H弃赤附弃赤泥附液H赤泥洗液H赤泥洗涤图2-4赤泥洗涤过程中的进出液体物料及其含水量示意图由平衡关系得：HH=2606.804+9038.434−3303.693−1993.978=6347.567（7）赤泥分离平衡见表2-6。表2-6赤泥分离的物料平衡（kg）项目AlNaNaCOH合计进入稀释液2447.2302268.945316.544224.64515461.51720719.881出去赤泥分离底流附液520.261474.47861.25844.1833303.6934404.873精液1926.9691794.467254.286180.46212158.82416315.008合计2447.2302268.945316.544224.64515461.51720719.881（8）赤泥洗涤平衡见表2-7。表2-7赤泥洗涤的物料平衡（kg）项目AlNaNaCOH合计进入赤泥分离底流附液520.261474.47861.25844.1833303.6934404.873赤泥洗水6347.5676347.567溶出矿浆自蒸发水1993.9781993.978总计520.261474.47861.25844.18311645.23812746.418出去弃赤泥附液10.1929.2941.2200.8662606.8042628.376赤泥洗液510.069465.18461.03843.3179038.43410118.042总计520.261474.47861.25844.18311645.23812746.4181.5精液分解和种分母液蒸发Al2O3根据氧化铝生产工艺全过程的Al2OA所以=1341.616+6.299−309.391−16.175−10.192−(11341.616+6.299)×1.2%−986.000=9.982其中A机损——生产1t氧化铝在湿法工艺系统因物料跑冒滴漏而损失的A焙——生产1t氧化铝在焙烧过程损失的A成——每1t成品氧化铝中具有的而N=20−(9.294+1.220)=9.486NNN=1.177+1.220+0.343=2.740(kg)已知NC总损=3kg，少0.260kg。相差0.260/3=8.67%>1%，为使NNNAH分解析出的精液种分析出的Al(OH)3中AlA析出的Al(OH)3H所以析出的Al(OH)3Q已知种分过程吸收CO2为1.5kg，由此使精液中的N种分过程溶液的自蒸发水量：H种分母液中的水量：H=12158.824−(547.147+530.780+135.508+62.985)=10882.404种分母液蒸发水量：由平衡关系计算蒸发水量应为：H=4374.804(kg)HNC结晶—析出精液分解的物料平衡见表2-8。

表2-8精液分解的物料平衡（kg）项目AlNaNaCOH合计进入精液1926.9691794.467254.286180.46212158.82416315.008出去机械损失9.9828.0491.4371.02061.98583.473种分自蒸发、吸收CO-1.619+1.619+1.200547.147548.347析出Al(OH)1001.584530.7801553.887Al(OH)310.46720.3621.9221.074135.508171.333赤泥洗液903.9361766.056249.927177.36810881.40413959.168总计1926.9691794.467254.286180.46212158.82416315.008种分母液蒸发的物料平衡见表2-9。表2-9种分母液蒸发的物料平衡（kg）项目AlNaNaCOH合计进入种分母液890.5491766.056249.927177.36810881.40413959.168出去蒸发水4367.7004367.700析出Na31.84021.5969.24463.680循环母液890.5491766.056218.087154.7726498.3569527.788总计890.5491766.056249.927177.36810881.40413959.1681.6氢氧化铝焙烧（1）已知（2）得到的氧化铝成品分为：1000=其他杂质量：QANNQ取QAl(OH)3表2-10Al(项目AlNaNaCOH其他合计进入Al(OH)1001.584530.7809.6261541.990Al(OH)31.2301.3920.3430.243133.413137.621总计1003.8141.3920.3430.243664.1939.6261680.611出去焙烧损失16.1750.243664.193680.661成品Al987.6391.3920.3439.6261000.000总计1003.8141.3920.3430.243664.1939.6261680.611N1.7主要技术经济指标总回收率：73.15%碱耗：折算成NaOH212.308kg蒸发水：4