铝土矿溶出技术装备大型化发展现状和趋势分析
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中国一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝技术的进步，也促进 了近年以进口三水铝石矿为原料的氧化铝企业的技术进步。以 三水铝石矿为原料的氧化铝主流系列是单线 <400kt/a 氧化铝系 列技术，约占目前中国总产能的 17%，主要采用单流法大型管道 化溶出技术。近年来，氧化铝单线 500kt/a 系列技术发展迅速， 目前已占中国总产能的 14%，主要采用单流法大型管道化加停 留罐溶出拜耳法技术。
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出 NEUI600 ～ 1000kt/a 管道化加停留罐溶出技术 [2]。 随着 NEUI 大型管道化加停留罐溶出技术的持续开发，为进
一步优化氧化铝厂核心技术，NEUI 相继开发出 600 ～ 1000kt/a 全管道化溶出技术及装备，2014 年，NEUI800kt/a 在山西复晟铝 业率先投入产业化应用，成功完成了氧化铝大型化核心技术的 再创新 [3-5] ；
关键词 ：拜耳法 ；一水硬铝石型铝土矿 ；溶出 ；大型化装备 ；节能降耗
中图分类号 ：TQ133.1
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2019）02-0001-3
拜耳法是处理铝土矿流程简单、作业方便、产品质量高的一 种氧化铝生产工艺，目前世界上 95% 以上的氧化铝企业均采用 拜耳法工艺处理铝土矿。拜耳法生产工艺的核心是铝土矿矿浆 的溶出工序，其目的是使铝土矿和循环母液在一定温度下反应， 生成铝酸钠溶液，反应式为 ：
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铝土矿溶出技术装备大型化发展现状和趋势分析
许文强，董 菲，王 宁
（东北大学设计研究院（有限公司）介绍了铝土矿溶出技术和装备的发展历程和主要现状，同时在分析影响一水硬铝石铝土矿溶出的因素及技术
进步的基础上，重点论述了一水硬铝石的传统压煮溶出技术装备、大型管道化加停留罐溶出技术装备和全管道化溶出技术装备，
近年来我国在处理一水硬铝石型铝土矿技术方面取得了巨大的进步特别是采用拜耳法大型管道化溶出技术处理中低等品位铝土矿完成了主体核心技术装备及辅助装备大型化高效化短流程和集约化转变从而实现了中低品位铝土矿的经济生产主要技术和经济指标达到世界先进水平一定程度上克服了处理一水硬铝石型铝土矿在成本方面的不足其低成本特征在市场竞争中得到了全球氧化铝业界的认同
近年来，随着氧化铝工业的迅猛发展，氧化铝厂大型化已经 是世界氧化铝技术发展的一个重要趋势。氧化铝厂大型化具有 明显的经济效益、环境效益和社会效益。要实现氧化铝厂规模和 装置大型化必须首先实现溶出技术及装备的大型化。中国一水 硬铝石型铝土矿的理化特性，决定了拜耳法生产氧化铝技术必 须采用能耗高的高温高碱浓度强化溶出技术，溶出技术及装备 的进一步大型化势必带来系统流量、系统阻力的成倍提高。更大 规模的高压设备制造难度大、投资高、成本高，这些都制约了中 国氧化铝单系列生产规模进一步大型化。
Al2O3·(1 或 3)H2O+2NaOH+aq → 2NaAl(OH)4+aq 由于世界各地铝土矿矿石化学成分和矿相组成不同，所需 要的溶出条件差别很大。国内的矿石主要为一水硬铝石型，普遍 采用高温、高碱的溶出工艺，国外的矿石主要为三水铝石型，普 遍采用低温、低碱的溶出工艺。 目前中国一水硬铝石型铝土矿溶出工艺技术装备主要有三 类，分别是压煮溶出技术装备、管道化加停留罐溶出技术装备和 全管道化溶出技术装备，都采用高压蒸汽间接加热技术。 以上溶出技术装备在国内总产能的应用情况为，以一水硬 铝石为原料生产氧化铝方面，从 2008 年至 2016 年，氧化铝单线 500~1000kt/a 大型化管道化溶出拜耳法系列技术和大型化管道 化加溶出拜耳法系列技术贡献了中国总产能的 33%，成为主流 生产系列技术 ；以三水铝石为原料生产氧化铝方面，主流系列 是单线 400kt/a 氧化铝管道化溶出加停留罐拜耳法系列技术，约 占目前中国总产能的 17%，单线 500kt/a 管道化溶出加停留罐拜 耳法系列技术发展迅速，目前已占中国总产能的 14% ；而过去 从 1954 年至今约 60 年间投用的传统压煮溶出拜耳法技术和烧结 法、混联法技术只占目前中国总产能的 36%。 近年来，我国在处理一水硬铝石型铝土矿技术方面取得了 巨大的进步，特别是采用拜耳法大型管道化溶出技术处理中低 等品位铝土矿，完成了主体核心技术装备及辅助装备大型化、高 效化、短流程和集约化转变，从而实现了中低品位铝土矿的经济
并分析了三种技术装备的技术特点及其优势。随着近十年中国氧化铝拜耳法生产技术装备由单线小规模、高能耗、低效率向单线
大规模、低能耗、高效率的发展转变，装备大型化是氧化铝企业降低成本、节能减排最有效途径之一。大型管道化加停留罐溶出
技术装备和大型全管道化溶出技术装备符合大型化趋势的要求，氧化铝大型化技术装备的产能占比将会进一步提升。
中国处理一水硬铝石型铝土矿氧化铝主流系列是单线约 200kt/ a 氧化铝系列技术，生产技术主要有处理中等品位铝土矿的混联 法和处理低品位铝土矿的烧结法等传统技术。从 1995 年至 2008 年，拜耳法技术在中国迅猛发展，氧化铝主流系列是处理 A/ S ≥ 7~9 的铝土矿，单线≤ 400kt/a 氧化铝压煮溶出拜耳法技术， 以上传统技术目前约占中国总产能的 36% ；2008 年以前氧化铝 厂系列规模主要受核心单元压煮溶出技术的规模限制，单线最 大产能只有 40 万吨。
近些年，在总结氧化铝各阶段技术开发过程的经验基础上， 通过致力于氧化铝节能减排技术及装备的开发，在氧化铝高压 溶出核心技术装置大型化方面取得了突破性进展，东北大学设 计研究院（NEUI）于 2007 年率先开发了当时国内单组产能最大 的 500kt/a 氧化铝大型管道化加停留罐溶出技术及装备 [1]，并于 2008 年 12 月在孝义兴安化工有限公司投运，成功解决了氧化铝 大型化的核心技术难题。这是当时中国拜耳法处理一水硬铝石 型铝土矿第一条单组 500kt/a 氧化铝的大型管道加停留罐溶出机 组，取得了溶出高压汽耗 1.5t/t-Al2O3 的领先技术经济指标。此 后，NEUI 对氧化铝大型化技术进行了持续优化开发，相继开发
收稿日期 ：2019-02 作者简介 ：许文强（1979-），男，黑龙江人，硕士，高级工程师，研究方向 ：冶 金科学与工程专业。
生产，主要技术和经济指标达到世界先进水平，一定程度上克服 了处理一水硬铝石型铝土矿在成本方面的不足，其低成本特征 在市场竞争中得到了全球氧化铝业界的认同。
1 发展现状 中国氧化铝生产技术从 1954 年起步，从 1954 年至 1995 年，
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出 NEUI600 ～ 1000kt/a 管道化加停留罐溶出技术 [2]。 随着 NEUI 大型管道化加停留罐溶出技术的持续开发，为进
一步优化氧化铝厂核心技术，NEUI 相继开发出 600 ～ 1000kt/a 全管道化溶出技术及装备，2014 年，NEUI800kt/a 在山西复晟铝 业率先投入产业化应用，成功完成了氧化铝大型化核心技术的 再创新 [3-5] ；
关键词 ：拜耳法 ；一水硬铝石型铝土矿 ；溶出 ；大型化装备 ；节能降耗
中图分类号 ：TQ133.1
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2019）02-0001-3
拜耳法是处理铝土矿流程简单、作业方便、产品质量高的一 种氧化铝生产工艺，目前世界上 95% 以上的氧化铝企业均采用 拜耳法工艺处理铝土矿。拜耳法生产工艺的核心是铝土矿矿浆 的溶出工序，其目的是使铝土矿和循环母液在一定温度下反应， 生成铝酸钠溶液，反应式为 ：
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铝土矿溶出技术装备大型化发展现状和趋势分析
许文强，董 菲，王 宁
（东北大学设计研究院（有限公司）介绍了铝土矿溶出技术和装备的发展历程和主要现状，同时在分析影响一水硬铝石铝土矿溶出的因素及技术
进步的基础上，重点论述了一水硬铝石的传统压煮溶出技术装备、大型管道化加停留罐溶出技术装备和全管道化溶出技术装备，
近年来我国在处理一水硬铝石型铝土矿技术方面取得了巨大的进步特别是采用拜耳法大型管道化溶出技术处理中低等品位铝土矿完成了主体核心技术装备及辅助装备大型化高效化短流程和集约化转变从而实现了中低品位铝土矿的经济生产主要技术和经济指标达到世界先进水平一定程度上克服了处理一水硬铝石型铝土矿在成本方面的不足其低成本特征在市场竞争中得到了全球氧化铝业界的认同
近年来，随着氧化铝工业的迅猛发展，氧化铝厂大型化已经 是世界氧化铝技术发展的一个重要趋势。氧化铝厂大型化具有 明显的经济效益、环境效益和社会效益。要实现氧化铝厂规模和 装置大型化必须首先实现溶出技术及装备的大型化。中国一水 硬铝石型铝土矿的理化特性，决定了拜耳法生产氧化铝技术必 须采用能耗高的高温高碱浓度强化溶出技术，溶出技术及装备 的进一步大型化势必带来系统流量、系统阻力的成倍提高。更大 规模的高压设备制造难度大、投资高、成本高，这些都制约了中 国氧化铝单系列生产规模进一步大型化。
Al2O3·(1 或 3)H2O+2NaOH+aq → 2NaAl(OH)4+aq 由于世界各地铝土矿矿石化学成分和矿相组成不同，所需 要的溶出条件差别很大。国内的矿石主要为一水硬铝石型，普遍 采用高温、高碱的溶出工艺，国外的矿石主要为三水铝石型，普 遍采用低温、低碱的溶出工艺。 目前中国一水硬铝石型铝土矿溶出工艺技术装备主要有三 类，分别是压煮溶出技术装备、管道化加停留罐溶出技术装备和 全管道化溶出技术装备，都采用高压蒸汽间接加热技术。 以上溶出技术装备在国内总产能的应用情况为，以一水硬 铝石为原料生产氧化铝方面，从 2008 年至 2016 年，氧化铝单线 500~1000kt/a 大型化管道化溶出拜耳法系列技术和大型化管道 化加溶出拜耳法系列技术贡献了中国总产能的 33%，成为主流 生产系列技术 ；以三水铝石为原料生产氧化铝方面，主流系列 是单线 400kt/a 氧化铝管道化溶出加停留罐拜耳法系列技术，约 占目前中国总产能的 17%，单线 500kt/a 管道化溶出加停留罐拜 耳法系列技术发展迅速，目前已占中国总产能的 14% ；而过去 从 1954 年至今约 60 年间投用的传统压煮溶出拜耳法技术和烧结 法、混联法技术只占目前中国总产能的 36%。 近年来，我国在处理一水硬铝石型铝土矿技术方面取得了 巨大的进步，特别是采用拜耳法大型管道化溶出技术处理中低 等品位铝土矿，完成了主体核心技术装备及辅助装备大型化、高 效化、短流程和集约化转变，从而实现了中低品位铝土矿的经济
并分析了三种技术装备的技术特点及其优势。随着近十年中国氧化铝拜耳法生产技术装备由单线小规模、高能耗、低效率向单线
大规模、低能耗、高效率的发展转变，装备大型化是氧化铝企业降低成本、节能减排最有效途径之一。大型管道化加停留罐溶出
技术装备和大型全管道化溶出技术装备符合大型化趋势的要求，氧化铝大型化技术装备的产能占比将会进一步提升。
中国处理一水硬铝石型铝土矿氧化铝主流系列是单线约 200kt/ a 氧化铝系列技术，生产技术主要有处理中等品位铝土矿的混联 法和处理低品位铝土矿的烧结法等传统技术。从 1995 年至 2008 年，拜耳法技术在中国迅猛发展，氧化铝主流系列是处理 A/ S ≥ 7~9 的铝土矿，单线≤ 400kt/a 氧化铝压煮溶出拜耳法技术， 以上传统技术目前约占中国总产能的 36% ；2008 年以前氧化铝 厂系列规模主要受核心单元压煮溶出技术的规模限制，单线最 大产能只有 40 万吨。
近些年，在总结氧化铝各阶段技术开发过程的经验基础上， 通过致力于氧化铝节能减排技术及装备的开发，在氧化铝高压 溶出核心技术装置大型化方面取得了突破性进展，东北大学设 计研究院（NEUI）于 2007 年率先开发了当时国内单组产能最大 的 500kt/a 氧化铝大型管道化加停留罐溶出技术及装备 [1]，并于 2008 年 12 月在孝义兴安化工有限公司投运，成功解决了氧化铝 大型化的核心技术难题。这是当时中国拜耳法处理一水硬铝石 型铝土矿第一条单组 500kt/a 氧化铝的大型管道加停留罐溶出机 组，取得了溶出高压汽耗 1.5t/t-Al2O3 的领先技术经济指标。此 后，NEUI 对氧化铝大型化技术进行了持续优化开发，相继开发
收稿日期 ：2019-02 作者简介 ：许文强（1979-），男，黑龙江人，硕士，高级工程师，研究方向 ：冶 金科学与工程专业。
生产，主要技术和经济指标达到世界先进水平，一定程度上克服 了处理一水硬铝石型铝土矿在成本方面的不足，其低成本特征 在市场竞争中得到了全球氧化铝业界的认同。
1 发展现状 中国氧化铝生产技术从 1954 年起步，从 1954 年至 1995 年，