拜尔法生产氧化铝节能降耗的探讨
拜耳法生产氧化铝能耗分析及节能研究
拜耳法生产氧化铝能耗分析及节能研究【摘要】氧化铝的生产以及生产带来的相应能耗以及成本支出,对社会进步以及国家发展都非常重要。
面对氧化铝生产能耗居高不下的问题,采取有效的节能措施非常必要。
本文重点从氧化铝生产能耗以及节能两个方面分析,希望能够为实际的氧化铝生产提供一定的参考。
【关键词】氧化铝;生产;能耗;节能相关背景氧化铝是生产电解铝的主要原材料。
近年来我国氧化铝产量增长较快(见图1),有力保障了电解铝产业发展需求。
但因受铝土矿资源品质限制,我国氧化铝生产大都采用溶出条件苛刻、能耗高的生产工艺。
随着国内铝土矿资源减少、品位下降,氧化铝综合能耗居高不下。
根据国家发改委《关于促进氧化铝产业有序发展的通知》鼓励企吨氧化铝综合能耗低于380千克标准煤、吨氧化铝新水消耗低于3吨等先进指标。
以及2020年9月中国宣布的“碳达峰碳中和”远景目标。
这种情况下,氧化铝工业在可持续发展的同时协同环境良好发展,有效控制氧化铝生产过程中的能耗显得非常必要。
1.氧化铝生产能耗高的原因分析就整体而言,当前我国氧化铝工业在技术、设备上都做了很大的改进和更新,生产能耗有大幅下降,但与国外氧化铝生产能耗相比仍有较大差距,主要原因是我国氧化铝生产的原料主要以高铝、高硅、低铁型的一水硬铝石为主。
该类型矿石铝硅比低、硬度大、可磨性差,难溶,受此限制,必须采用高温、高压、高碱浓度的溶出条件,部分铝土矿甚至需要用能耗更高的烧结法,生产条件极为苛刻。
相比国外的三水铝石铝土矿生产氧化铝能耗高也在所难免。
虽然我国氧化铝工业有这些先天不足,但面对现状,更应采取各种更有效的节能措施降低氧化铝生产能耗。
2.降低氧化铝生产能耗的措施2.1降低主体设备非计划停机频次氧化铝生产因其流程长,设备大型化等特点,这就要求生产过程必须连续稳定,如果某一工序设备出现故障造成流程中断,势必会造成热量、电能的损耗。
因此企业实现生产流程的连续稳定运行是节能的关键因素。
而加强对设备设施的维护与检修质量,通过开展定期检修与维护的方式,可以有效降低设备出现非计划停机的几率,从而实现降低氧化铝能耗的目的。
拜耳法氧化铝生产节能探讨
( 河南 有色 汇源 铝业 有限公 司 , 河南 平 顶 山 4 70 6 30)
摘
要 :由于我国大部分铝土矿为一水硬铝石 ,目前我 国大部分氧化铝生产为拜耳法 ,而如何降低单位生
产成本是决定企业效益 的最关键因素 ,在氧化铝生产过程 中,随着能源价格 的上涨 ,能耗所 占生产成本的 比例 也越来越大 ,针对 目前国内企业生产情况来说 ,节能方面还是有较 大的提升空 间。在项 目的设计 、系统参数的 确定 以及 主要生产工序流程 的选取及生产的指标优化这几个方 面 ,探讨采用先进恰 当的技术 ,强化节能意识 , 使 氧化铝产 品的能耗降低到 国际先进水平。 关 键 词 :氧化铝 ;节能 ;效率 ;工艺能耗 文献标识码 : A 文章编号 : 17 —4 0( 0 2)0— 59 0 6 10 6 2 1 500—4 中图分类号 :T 3 . 0 131
2% ~3% ,在 当今 能源 价 格不 断上 涨 的时代 ,这 0 0 个 比列还 在不 断升 高 ,因此 ,要 降低生 产成本 ,节 能 降耗 就显得 非 常重要 ,能耗 的高低直 接影 响生 产
o t z t n o r d ci n n i ao s o p i a i f p o u to i d c t r ,h w t r d c e e g o s mp i n o h au n m r d c i n t h mi o o e u e n r y c n u to f t e l mi u p o u t o t e o i tr ai n la v n e e e y a p y n p r p it n d a c d t c n lg n te g h n n h wa e e s o n e n t a d a c d l v lb p l i g a p o r e a d a v n e e h o o o a y a d srn t e i g t e a r n s f e e g o s r a i nwa ic se . n r yc n e v t sd s u s d o
氧化铝生产工业的能耗分析及节能研究
氧化铝生产工业的能耗分析及节能研究氧化铝是一种重要的工业原料,广泛应用于冶金、化工、陶瓷、电力等领域。
然而,氧化铝生产过程中消耗大量的能源,给环境造成了严重的污染。
因此,对氧化铝生产工业的能耗进行分析并开展节能研究,具有重要的现实意义。
首先,我们来分析氧化铝生产工业的能耗。
氧化铝的主要生产方法是巴氏过程或伯蒂兰法。
在这个过程中,主要消耗能源的环节有煅烧、还原、磨制等。
煅烧是将氧化铝渣进行回收再利用的重要工序,它需要高温下进行,消耗大量的电力。
还原过程是将氧化铝通过还原炉还原成金属铝的过程,这个过程也耗费大量的电力。
针对氧化铝生产工业的能耗问题,我们可以从以下几个方面进行节能研究。
首先,可以通过优化炉内温度控制,减少煅烧过程中的温度波动,降低能耗。
其次,可以采用高效的还原设备,提高还原效率,减少电力消耗。
此外,还可以利用废热回收技术,将煅烧过程中产生的热能进行回收利用,减少能源的浪费。
在实际应用中,可以结合现代化的自动化控制系统,通过精确控制温度、压力等参数,来提高生产过程的能效。
同时,还可以利用先进的节能设备,例如高效的电解槽、高效的煅烧炉等,来取代传统设备,降低能耗。
除了技术手段,政策引导也是促进氧化铝生产工业节能的重要途径。
政府可以出台相应的节能政策,鼓励企业采用节能技术和设备,提供资金支持和税收优惠等激励措施,从而推动氧化铝生产工业的节能减排工作。
综上所述,氧化铝生产工业的能耗分析及节能研究,对于提高氧化铝生产的能效、降低能源消耗,具有重要的意义。
在实际应用中,可以通过优化生产工艺、引入先进设备和技术、制定相应的政策等手段,来促进氧化铝生产工业的节能工作的开展。
这不仅能够保护环境,减少资源的浪费,还能提升企业的竞争力,实现可持续发展。
拜耳法生产氧化铝低压蒸汽综合节能探讨
D= 4 . 1 5 X 1 0 4 /( 1 2 . 6 + 2 0 8 7 ) =1 9 . 7 6 因此 , 把赤 泥 回水 引入溶 出扩容 槽换 热可节 约低压新 蒸汽 1 9 . 7 6 T / h i 4 ] , 相 当于 每年 节约 1 6 2 7 1 吨标 煤 。 3 . 3 扩容槽 水汽 分离和 注水 点流 程改造 原设 计的 溶出扩 容槽 乏汽 回收效果 不好 , 注水 换热 温度不 高 , 大量 乏汽外 排 造成浪费 , 为 了达到节 约低压新 蒸汽消 耗 , 尽 量 回收溶 出乏 汽的 目的 , 在 扩容
在拜 耳法生 产 氧化铝过 程 中能耗 大约 占产品成 本的2 & / o -3 & / o , 随着 近年 来能源供给的紧张和价格的上涨, 能耗所占生产成本的比例越来越大, 而拜耳 法 生产 氧化铝 过程需 要消耗 大量 煤 。 为了落 实 国家的节 能减排 的精 神 , 提 高企 业效益和产品的竞争力, 需要降低产品的生产成本“ 】 。 本文主要探讨用拜耳法 生 产氧化 铝 工艺过 程低压 蒸 汽综合 节能改 造措 施 和优化 操作 方法 。 1拜 耳法 生产 氯化 铝工 艺描 述 拜耳法 生产氧 化铝是直 接用含 有大量 游离N a ( ) H的循环母 液处理 铝矿石 , 以溶出其 中的氧化铝 而获得 铝酸 钠溶液 , 并用加 晶种搅 拌分解 的方法 , 使溶液 中的氧化 铝 以Al ( O H) 3 状 态结 晶析 出。 种分 母液 经蒸 发后返 回用于浸 出另 一批 铝 矿石 矿 石 中的 主要 杂 质S i O 2 是 以水合 铝 硅 酸钠 ( Na , O・ A 1 , 0 ・ 1 . 7 S i 0 , ・ n H, O) 的形式 进入赤 泥 , 造成 A l , O 和№, O的损失 。 因此 , 拜耳法 适合 处理 高 品 位 铝矿 , 铝 硅 比A / s 大于 7 ( 本 文为一 水 硬铝 石 ) 2低压蒸汽使用存在的问题及分析
拜耳法生产氧化铝低压蒸汽综合节能探讨
拜耳法生产氧化铝低压蒸汽综合节能探讨摘要:本文针对拜耳法生产氧化铝低压蒸汽综合节能,结合实际案例,在简要阐述拜耳法生产氧化铝低压蒸汽能耗现状的基础上,深入分析了节能降耗措施。
得出综合节能技术和相关措施,能有效较低拜耳法生产氧化铝低压蒸汽的耗能和生产成本的结论,希望对相关单位有一定帮助。
关键词:拜耳法;氧化铝;低压蒸汽系统;综合节能引言:近年来,我国社会经济取得了长足的发展,我国氧化铝工业蓬勃发展,调查研究表明,截止2017年底,我国氧化铝产量占世界总氧化铝产量的50%以上。
拜耳法在氧化铝生产过程中,具有流程短、成本低、耗能低、污染小的优势,我国数氧化铝生产企业仍然低压蒸汽系统,但综合节能方面还有待进一步提高。
因此,本文基于实际案例,对拜耳法生产氧化铝低压蒸汽综合节能措施做了如下分析。
1、案例分析某氧化铝生产企业,在2010年前由于铝矿石的品位比较低,长期以来一直采用碱灰烧结法生产氧化铝。
但随着氧化铝用量的增加,此种传统生产方法难以满足具体需求,从2011年开始采用更加先进的低温蒸汽拜耳法生产工艺,从2011年~2017年,经过多次扩建完善,逐步形成了年产量125万吨的生产能力。
工艺能耗从764.25kg/t三氧化二铝,降低到324.65kg/t三氧化二铝,能耗降低了42.5%。
但和发达国家相比,在工艺流程、能耗、成本等方面还存在较大差距,亟需通过科学合理的综合节能措施,来实现优质、高效、高产低耗的生产工艺。
2、拜耳法生产氧化铝低压蒸汽能耗现状2.1 氧化铝生产能源消耗情况就该氧化铝生产企业而言,生产氧化铝的工艺能耗高达765.25kg/t三氧化二铝,自从采用拜耳法生产后,各项技术愈发先进,能源消耗管理水平逐渐提高,大大降低了能源的消耗,到2017年下降到了324.65kg/t三氧化二铝【1】,具体情况表1所示:表1 2010年~2017年氧化铝生产能源消耗情况表从表1中可以清楚看出,自从采用拜耳法生产氧化铝后,生产工艺能耗逐年下降,2.2拜耳法生产氧化铝生产工艺能耗分布情况多年生产经验表明,在拜耳法生产氧化铝时能源消耗包括:水资源、电力、蒸汽资源、燃油等。
拜耳法氧化铝平底沉降槽提能降耗技术试验研究
内合成剂 溶解完全后 ,加满水 ,停下搅拌 。天 然剂配 制要求 : 径 较小颗粒凝 聚加快 变成较大颗粒 ;②改变稀释浆液 的密度
首 先往槽 内加入 占槽有 效容积 1/2 Na,O 含量 ≤ lg/1,温度 p。③通过控制 沉降槽 内流体温度改变流体粘度系数 。
80 ̄(7左右 的热水 ,然后开启搅拌 ,往槽 内加入 150~200 Kg
压缩性也越差 。但赤泥浆液液 同比过大 时 ,在赤 泥粒 子间能
1.1平底沉降槽 的结构
互相聚结成絮团的情况下 ,沉降速度 也可能减小。
图 1沉降槽结构
1.3.3进料溶液浓度
一
铝酸钠溶液 的浓度对其黏度影 响极 大 ,当溶液的苛性比
值一定时 ,溶液的黏度 随 NaO 和 Al o 浓度 的升高而增大 , 当 Al o 浓度 一定 时 ,溶液 的黏度随苛 比值 的提高而降低 。 溶液浓度提高 ,黏度增大 ,赤 泥的沉降速度减小 。
斯 托 克 斯 ( 。kes) ̄ : =
加入 占槽有效 容积 1/3,温度 常温 ,Na,o含 量 ≤ lg/1的冷
可 以通过改变 以上几个参 数来 改变沉降速度 :①改变 同
水 ,然后按规定加入 10~12.5Kg合成剂 ,开启搅拌 ,待槽 体颗粒直径 ds的大小或者 改变 絮凝 剂的成 分和配 比 ,使直
【关 键 词 】平 底 沉 降槽 射 流 管 中心 筒 溢 流 浮 游 物
拜 耳 法生 产 氧 化 铝 的过 程 中,溶 出 后 的 稀释 矿 浆在
1.3工 艺 条 件
中40m 单层平底沉降槽 内进行液 同分 离。底流进入洗涤 沉降
1.3.1沉降槽温度
槽进行三 次 (或四次 )赤 泥反 向洗 涤 ,再送入赤 泥过滤机进
拜耳法生产氧化铝的节能探讨
拜耳法生产氧化铝的节能探讨作者:白巍立来源:《中国科技博览》2013年第26期摘要:本文叙述了拜耳法生产氧化铝的能源消耗总体情况和各个环节的能耗和节能措施。
从大体上把握生产中消耗的主要能源及其消耗的主要因素,并给出一些相对应的节能措施。
节能是要以满足生产要求为前提的,所采取的的措施也应与生产相适应。
关键词:能源单耗铝硅比一水硬铝石管道化—压煮器溶出中图分类号: TF111. 31 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2013)26-586-01前言氧化铝的能耗一般用MJ/t-A l 2O3作为单位表示其能源单耗,是将氧化铝生产过程中消耗的所有能源换算成热量作为能耗总量的。
拜耳法生产氧化铝即湿法部分生产过程中消耗的能源主要有蒸汽、电、水、压缩空气等,下图是某氧化铝厂湿法部分的能耗分布图:其中蒸汽的消耗占88%以上。
各个环节主要消耗的能源种类及其额量各不相同。
影响拜耳法生产能耗的因素很多,主要有:( 1 )铝土矿的矿物形态、铝土矿的品位;( 2 )溶出的工艺条件(如溶出温度);( 3 )生产过程中需要浓缩循环母液所蒸发掉的水量;( 4 )原料的破碎和研磨、溶出、蒸发设备的效率等。
而生产中消耗能源的主要环节包括铝矿破碎、矿浆磨制、压煮溶出、母液蒸发、赤泥分离洗涤和种子分解等过程。
以下我们将以各个因素在主要的生产环节的能耗作为对象进行探讨。
1、铝土矿的矿物形态和品位对能耗影响铝土矿的矿物形态和品位几乎是决定着整个生产过程的能源消耗的主要因素。
铝土矿的矿物形态一般有一水硬铝石、一水软铝石和三水铝石,中国的铝土矿质量比较差,加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98%以上。
矿物形态对能耗的影响主要体现在溶出的温度上,国外氧化铝厂如美国,加拿大和澳大利亚的铝厂采用的铝土矿多为三水铝石或者一水软铝石,其溶出温度较低。
其中三水铝石型铝土矿在105℃的条件下就可以较好溶出,其典型的工业溶出温度为140~165℃;一水软铝石型铝土矿在200℃的溶出条件下就可以较快的溶出,其典型的工业溶出温度是215~270℃;而一水硬铝石型铝土矿必须在高于250℃的温度下才能溶出,其典型工业溶出温度是260~280℃。
拜尔法生产氧化铝节能降耗的探讨
2 0 1 3 年 第2 9 期l 科技创新与应用
拜 尔法生产氧化铝节能降耗 的探讨
韩 见 存
( 河南 中关铝业有 限公 司, 郑州 登封 4 5 2 4 7 7 )
摘 要பைடு நூலகம் 文章简单介绍 了氧化铝生产的工艺节能点, 重点介绍 了中国在拜 尔法生产氧化铝重点能耗的技术进步, 同时阐述 了生产 实践 中降低 拜 尔法 能耗 的技 术 途 径 , 并提 出 了拜 尔法氧 化铝 生产 节 能建议 与展 望 。 关键词 : 降低 ; 拜尔法; 氧化铝; 节 能 降耗
1工 艺节 能 从 实 验 数据 表 可得 知 , 使 用 氢 氧 化 铝脱 水 剂 后 洗水 量 平 均 约 为 原矿浆制备时氧化铝生产 中的重要工序 , 其任务就是为高压溶 2 4 m 3 / h , 不 用氢 氧化 铝 脱 水 剂 的洗水 量 平 均 约为 3 2 m 3 / h , 即每 小 时可 出制备合格 的原矿浆 , 制备矿浆的两个要求是 : 参与化学反应 的物 节 约洗 水 8 m 3 , 则 全年 可 节省 洗 水 : 8 m x 2 4 h x 3 6 5 = 7 0 0 8 0 m 3 。 料要求有一定 的细度 ; 参与化学反应 的物质要有一定 的配 比和混合 ( 2 ) 关 于 附水 减 少后 节 能 的计 算 : 均匀 。 因此原矿浆 的制备在氧化铝生产 中将直接影响到氧化铝 的溶 由上一步计算可知在 A H的产 量不 变的情况 下焙烧炉每小 时 出率 、 沉降性能、 以及 氧化铝的产量和技术经济指标 。 在此就磨矿粒 少 处理 9 0 — 8 8 . 1 4 ; 1 . 8 6 t 洗水。 度 和 配碱 浓 度 两 个 方 面 阐述 。 将物料 中的水份蒸发掉需要 的热量分 两部分 : 一是将附水先加 2在 降低 蒸 汽 消耗 方 面 的主 要技 术 措 施 热到沸点的热量 , 二是将沸水变成水蒸汽 的热量 。 中美 铝业 生产过程原来使用的新蒸汽 由登 电集 团—— 自备电 每小 时将 1 . 8 6吨水 加 热 所 需 的 热 量 为 : 4 . 2 x 1 0 3 x l 0 0 0 x 1 . 8 6 x 厂或新锦 电厂供应 , 由于电厂方面供汽能力 、 设备故障等原因 , 在使 ( 1 0 0 — 3 0 ) = 5 . 4 6 8 x 1 0 8 J . ( 按水的沸点 1 0 0 , 水 的常 温 为 3 0计 算 , 水 的 用过程 中存在很多 问题 , 造 成频繁停汽且蒸汽压力持续偏低 , 蒸汽 比热为 4 . 2 x l 0 3 M K g ・ ℃) 压 力 长期 在 0 . 3 MP a以下 , 给生 产稳 定 和 指标 优 化 带来 很 大 困难 。 每 小 时将 1 8 6吨 沸水 汽 化所 需 的热 量 为 : 2 . 2 6 x l 0 6 x l 0 0 0 x 中美铝业 目前 4 0万吨的氧化铝生产规模 ,生产每吨氧化铝耗 1 . 8 6 = 4 . 2 0 4 x 1 0 9 J 用约 1 . 4 t 新蒸汽 , 其费用 占氧化铝生产成本 的 1 0 %左右。中美铝业 ( 水 的 汽化 热 : 2 . 2 6 x 1 0 6 J / K g ) 每 年 新 蒸 汽 的耗 用 量 为 5 2 万 吨左 右 , 产生费用约 9 0 0 0万 元 ( 按目 则每小时将 2 . 6 7吨水蒸发所需的热量 Q为: 5 . 4 6 8 x 1 0 8 J + 4 . 2 0 4 x 前每吨 1 7 3元的价格计算 ) 。 1 0 9 J = 4 . 7 5 0 8 x 1 0 9 J 我 公 司 现 在更 换 蒸 汽 供 应 方为 华 润 集 团 。蒸 汽 管 网更 换 后 , 按 即 每小 时可 节 约 的煤 气 量 为 : 4 0万 吨 氧化 铝 产 量 计 算 ,单 蒸 汽 款一 项 每 年 可 实 现经 济 效 益 3 5 0 0 Q 二 [ 煤气热值( 1 5 0 0  ̄ 4 . 2 x 1 0 3 ) x 焙烧炉换热效率( 7 O %) ] 万元 。华 润 集 团供 汽 比较 稳定 , 供 汽压 力 较 高 , 有 利 于 生产 稳 定 , 可 = 4 . 7 5 0 8 x 1 0 9 + ( 1 5 0 0 x 4 . 2  ̄ 1 0 3  ̄ 7 0 %) 以减 少 因停 汽 或蒸 汽 压力 波动 引起 的 指标 恶 化 及 各 种潜 在 损 失 , 有 =1 07 7. 3 Ni n 利于企业的节能降耗工作 。 则 每 天 可节 约 : 1 0 7 7 . 3 x 2 4 = 2 5 8 5 5 . 2 N m 3 3 在 降低 电耗 方 面 的主要 措 施 按每标方煤气 0 . 4 元计算 , 每天可节约 1 0 3 4 2 . 0 8 元, 每天 的脱 3 . 1实 行 车 间强 制 峰谷 用 电措施 水 剂消 耗 为 3 0  ̄ 8 8 . 1 4 x 2 4 + 1 0 0 0 = 6 4 . 5 k g , 按每天消耗 7 0 l ( g 、 每公 斤 3 5 用电车 间必须严 格按照峰谷用电实施方案 , 用 电车间必须迅速 元计算 ,则在每小时下料 8 8 . 1 4 t 的情况下 ,每天可节约 : 1 0 3 4 2 . 0 8 — 结合实际制定本车间的应急预案 ; 对车间执行严格的监督手段和控 7 0 x 3 5 = 7 8 9 2 . 0 8 元。 制措施。由能源装备部、 生产运 营部 、 电仪车间 , 根据规定对各车间 4 . 4河南中美铝业有限公 司从降低成本 、 节约能源 、 保护环境多 避 峰 制 度 的情 况 进行 严 格 的监 督 检 查 。 对不 执 行 峰谷 用 电计 划 擅 自 个角度 出发 , 结合 自 身情况 , 于2 0 1 0 年, 共投 资 1 8 4 万元 , 建设了 超用电的车 间, 一经查实 , 将视为违章用 电, 按 电力电价费用严加处 8 0 m 3 / h 生 活 污水 处 理工 程 , 该工程采用 A / O生化 处 理 工 艺 。工 艺 流 罚 ;调度室及电仪车间中心站要密切监控各车间用 电指标情况 , 必 程为 : 生 活 污水 直 接进 入 调 节 池 , 由泵 提升 至 平 流 沉淀 池 后 , 再 用 泵 要 时 强 制采 取 峰 谷措 施 。 将沉淀池 出水抽进 A / O反 应池 , A / O出水 自流进入斜管沉淀池 , 斜 3 . 2 河 南 中美 铝 业 有 限 公 司 原 供 电 电 源来 自登 电集 团独 立 电 管 沉 淀 池 清 夜 自流 到砂 滤 池 , 经 过 滤 处 理 达 标 后 回用 于 生 产 。 进入 网, 其 热 电厂 两 台 2 1 0 M W 发 电机组 发 电运行 , 并 网 问题 迟 迟 解决 不 溶 出车间热水槽 , 供应沉降车间沉 降槽热水 冲洗系统用水 , 同时还 了, 安全可靠性及供 电质量较国家电网低 。自2 0 0 8 年以来 , 发生过 可 以作为绿化用水 , 美化了环境 , 实现了污水零排放。 沉淀池和斜管 两次发电机组全停事故 , 此外 , 其 供 电 区域 内供 电线 路 发 生 短 路 事 沉 淀 池 污 泥 排放 到集 泥 池 , 经泵进入到污泥浓缩池 , 再经压滤机脱 故 多次 , 引起 电压 波 动 , 给我 公 司安 全 生产 造 成 多次 重 大 影 响 。 2 0 0 8 水 处理 后 外 运 。 年, 中美 铝 业 向河 南 省 电力 公 司 提 出 申请 , 双 回路 接 入 国家 电 网供 该系统建成投运后 , 可将生活污水处理后全部 回用于生产不外 电。河南省 电力公司 ( 豫 电计[ 2 0 0 8 1 9 9 1 号) 已对中美铝业供 电接人 排 , 给 公 司节 约新 用 水 量约 5 0 0 T / d , 同 时环 境 、 社会 、 经 济 效 益可 观 。 系统进 行了批复 , 同意 1 l O k v 双 回电源接入郑州 电网, 由郑州地调 5 节 能建 议 与展 望 级 调 度 。线 路 建 设 及相 关 费 用 ( 包 含 接 入 系统 的变 电站侧 一 次 间 节能减排工作不仅是贯彻科学发展观 的要求和企业生存发展 隔和二次相关设备 ) 均 由中美铝业出资建设。 的需要 , 日益激烈的国内外市场竞争 , 使 的中国氧化铝生产节能技 经 与 郑 州 电力 设 计 院 联 系 , 双 回路 建 成 后 , 电 源 安 全 可 靠 性 能 术 的进 步 显得 更 加 重要 。不 断 降低 拜 尔 法氧 化 铝 生产 能耗 , 以最 小 够得到保障 , 减少 停 产 事 故次 数 。 的 能耗 获 得最 大 的经 济 效益 和社 会 效 益 出发 , 一 方 面 应从 开发 和 推 4降低新水消耗 的主要措施 广应用节能新工艺 、 新技术 、 新 设 备 出发 , 进 一 步 加 强 企 业 节 能 管 4 . 1大力 开展 技 术创 新 活 动 , 进行 了一 系列 的技术 改 造 。 其 中设 理 , 实 现 全 方位 节 能 。 . , 备机封水和冷却水用新水 的有 1 2处 , 通过以上技术措施 , 每个车间 参 考 文献 所有设 备的机封水及冷却水全部用循环水 , 实现了设备 的机封水及 [ 1 】 杨 重 愚. 氧 化铝 生产 工 艺学 [ M ] . 北京 : 台 金 工业 出版 社 , 1 9 9 3 . 冷却水用新水为零的突破 , 节水显著 , 每天可节约新水 3 — 5万 t 。 [ 2 ] 中国氧化铝生产节能技 术的进展 与展 望. 山西分公 司科技参考 , 4 . 2将生产过程 中热水槽水源 由新水 改用蒸发不合格 回水 , 节 2O 0 7. 1 2 .
浅析拜尔法生产氧化铝高能耗原因及节能降耗措施
I ndustry development行业发展浅析拜尔法生产氧化铝高能耗原因及节能降耗措施李栋伟(山东南山东海氧化铝有限公司,山东 龙口 265706)摘 要:溶出生产工序是拜耳法生产氧化铝的主要工序,其工作工程是在高温高压下利用苛性碱与铝土矿进行化学反应从而生成后续环节所需要的铝酸钠溶液,我国的铝土矿多为较难溶出的一水硬铝石,在正常生产中需要采用260℃的高温强化溶出,这将造成大量的新蒸汽消耗,本文结合生产实际情况分析了溶出工序相关的节能措施,并从提高溶出机组的运转率、优化生产技术指标、提高蒸汽综合利用以及改进溶出工序生产流程等方面进行了论述。
关键词:溶出;蒸汽;节能中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2018)06-0029-2溶出工序是拜耳法生产中的高耗能工序之一,整个生产工序30%左右的能耗是在溶出工序,因此对溶出工序的节能的研究则更为重要,当前国内的氧化公司根据各自的技术特点在节能降耗方面都进行了许多的探索研究,降低溶出工序的生产能耗既要结合自身的技术特点又要博取众长相互学习,优化生产流程、提高热能回收利用、确保生产机组的运转率等方面出发,不断挖掘自身潜力,已当前的氧化铝生产现状来看,随着生产技术的不断提高、市场压力的不断加,将会有更多的节能降耗措施被不断的发掘利用,氧化铝生产管理更上一层楼。
1我国氧化铝生产能耗的分析氧化铝生产属于高耗能产业。
近年来国内的氧化铝综合能耗正在逐年的不断下降,虽然目前早已经降至632千克标煤/吨以下但仍然有较大的进步空间,尤其是在我国的氧化铝工业迅猛发展的同时,随着环保检查力度的不断增加对节能减排的要求也越来越迫切,氧化铝生产的专家和从业人员,经过长期的实践结合国内氧化铝工业生产的特地总结出了石灰拜耳法、选矿拜耳法、强化烧结法等一系列行之有效的生产工艺流程,并且经过实践证明,起到了良好的节能效果,由于长期以来的规模效益的影响我国与国外先进的生产企业仍有较大的差距,虽然近年来我国的氧化铝生产企业无论是在工艺水平还是管理水平都取得了较大的进步,但是在节能降耗方面来讲仍然有巨大的提升空间,其中的制约因素有以下几个方面:1.1 生产成本高、综合能耗高我国的氧化铝生产以较难溶出的一水铝石为主,受铝土矿资源品质方面的限制,因而生产条件更为苛刻,生产流程较为复杂,因而相对于以三水铝石为主要原料的氧化铝而言生产成本和生产能耗也比较高,在市场竞争中处于不利的地位。
关于氧化铝生产技术探析_2
关于氧化铝生产技术探析发布时间:2022-12-22T07:39:53.900Z 来源:《城镇建设》2022年16期8月作者:向千祥[导读] 拜耳法氧化铝在铝生产中的能源消耗约占生产成本的30%。
随着能源价格的上涨,节能降耗已成为降低向千祥国家电投集团贵州遵义产业发展有限公司564300摘要:拜耳法氧化铝在铝生产中的能源消耗约占生产成本的30%。
随着能源价格的上涨,节能降耗已成为降低铝生产成本的重要途径之一。
2010年之前,中国海外拜耳法生产的复合铝能耗一般为10~13GJ/t-Al2O3。
一些设计用于海外散居矿的新型铝设备将铝复合能耗降低到9.5GJ/t-Al 2O3以下,这是世界同类企业的领先水平。
目前,铝工艺优化设计正逐步应用于国内铝行业,也已成为企业降低成本、提高效率的必要条件和措施。
在降低生产能耗和新建和现有铝设备成本方面,工艺优化设计将成为关键因素,也将成为未来铝技术发展的方向和趋势。
笔者结合自身多年工作经验,本次主要针对氧化铝生产技术探析,展开深入论述,所得文献与同行业人员共享,望对行业的前进起到一定的促进作用。
关键词:氧化铝;生产系统;节能降耗;优化设计1氧化铝工艺能耗分析及节能降耗方向1.1氧化铝工艺能耗分析在拜耳法铝工艺的制造过程中,工艺能耗主要包括蒸汽、电、水、压缩空气和燃料,其中蒸汽、电和燃料约占工艺能耗的95%。
节约能源和降低铝系统能耗的关键是如何尽可能减少这三种能耗。
目前,液体煅烧炉用于中国的铝加工。
更先进的煅烧炉的能耗也已降至2.9 GJ/t-Al2O3以下,并且几乎没有继续降低能耗的空间。
因此,进一步降低蒸汽和电力消耗将是优化设计中节能降耗研究的方向。
1.2氧化铝节能降耗方向1.2.1蒸汽能耗分析及节能降耗方向在铝生产系统中,蒸汽消耗是最大的能耗。
整个工厂的蒸汽主要用于加热溶解的纸浆和蒸发浓缩降解母液。
此外,加热预硅化纸浆、加热整个工厂的热水以及加热每个过程中的化学清洗溶液也必须消耗蒸汽。
拜耳法溶出中低品位矿降低碱耗的现状研究
拜耳法溶出中低品位矿降低碱耗的现状研究摘要:在当前,铝土矿以高铝,高硅一水铝土矿为主,铝硅比例在5 ~ 8之间,大于百分之八十的中低品位矿。
而拜耳法生产氧化铝难度很大。
文章以拜耳法溶出中低品位矿降低碱耗的现状研究为目的,研究有关拜耳法降碱耗方法,并对溶出工艺加以研究,旨在降低碱耗,希望能给有关研究人员带来借鉴和参考。
关键词:低品位铝土矿;拜耳过程;碱的消耗;预脱硅作用;溶解过程引言当前,绝大部分的氧化铝企业采用拜耳工艺生产氧化铝。
在铝土矿溶解流程中,含硅矿物容易与碱反应形成硅渣,造成碱流失,赤泥排出。
所以,硅灰渣是导致碱损失的关键原因,赤泥硅灰比72(N/S)能够看出。
境外好的矿石中二氧化硅比例小,溶解流程中几乎没有出现脱硅反应,碱耗化学损耗低。
赤泥中氧化钠比例小,产生氧化铝的纯拜耳法耗碱量最少。
当前铝土矿具有高铝高硅的优点,大部分是一水硬铝石型矿石。
铝土矿的铝硅比(A/S)大概是4 ~ 7,纯拜耳法产生氧化铝的整体结果不佳。
最近这几年,伴随着当前铝工业的高速发展,氧化铝产能快速加大,造成铝土矿品位下降。
拜耳铝土矿品位越低,二氧化硫含量越大,耗碱量越多。
碱用量是影响拜耳法氧化铝生产成本的关键原因,特别是在解决高硅铝土矿时。
为了提升当前氧化铝行业的竞争力,必须改善拜耳法产生氧化铝的生产工艺,降低碱的损耗。
有效减少碱耗工厂减少生产成本、提升利润力具有关键意义。
1、拜耳法生产氧化铝的耗碱量在拜耳法生产氧化铝的流程中,耗碱量是关键的技术经济标识,它直接关系着氧化铝单位的经济收入,在不同程度上是可以显示氧化铝厂的技术水准和管理水准。
碱耗意思是每生产1吨氧化铝耗费的苏打或烧碱数,集中由化学损耗和机械损耗构成。
拜耳法中的碱在生产流程中回收,一些碱与二氧化硫、二氧化锑等杂质组成赤泥,称为化学损失。
机械损失主要包括:赤泥未彻底洗净时消耗的碱;从氢氧化铝晶体中获得的碱及其添加剂溶液;生产工艺里因为把控不严导致的运转、鼓泡、滴碱损失[1]。
拜耳法氧化铝生产节能降耗措施探究
拜耳法氧化铝生产节能降耗措施探究摘要:拜耳法是重要的氧化铝生产工业方法,在具体的生产期间会产生产品成本20%~30%的能量消耗,但是在能源价格上涨的情况下,应把控氧化铝生产过程中消耗的能量,能够有效减少生产成本,从而让企业的竞争力得到提升。
基于此,本文首先探究了拜耳法氧化铝生产的流程,其次分析了拜耳法氧化铝生产过程的节能降耗方法,以期为拜耳法氧化铝生产节能降耗提供科学参考。
关键词:拜耳法;氧化铝生产;节能降耗措施引言在工业生产上普遍运用拜耳法,从铝土矿生产氧化铝。
拜耳法是1887年奥地利工程师卡尔·约瑟夫·拜耳所发明的,它的工作原理是用浓氢氧化钠溶液将氢氧化铝转化成铝酸钠,并经过稀释和添加氢氧化铝晶种让氢氧化铝重新析出,剩下的氢氧化钠溶液重新会用在处理下一批铝土矿中,从而达到了连续化的生产作业。
现在,世界上有95%的铝业公司都在使用拜耳法生产氧化铝,但是如何有效的在生产过程中做到节能降耗成为现在需要面对的问题。
1、拜耳法生产氧化铝流程拜耳法工艺发展到现在已经做到了比较完善的改进和优化,但是实现大型化和连续性操作、自动化生产、节省能源消耗等,适用于低硅铝土矿、三水铝石型铝土矿等生产作业。
拜耳法工艺和其他技术拥有流程简单、生产操作便捷等优点,而且制取获得的氧化铝产品质量比较高,创造的经济效益突出。
在进行氧化铝制取生产工艺时,应用拜耳法的主要工序流程有以下几点。
1.1破碎、均化及贮存在进行破碎时保障铝矿石的粒度不超过15mm,让其化学成分能够比较均匀地向湿磨供料。
然后对铝矿石下一步的磨细,并进行铝矿石、石灰、循环碱液三组分配料,保证获取的产品原矿浆能够满足下一步工序的操作要求。
在这一阶段主要控制指标为石灰加入量约为干铝矿石量的7%,循环碱液配入量应该是溶出液苛化系数的1.4倍,对铝矿石的磨细度要控制在-315μm100%、-63μm70%~75%。
1.2高压溶出高压溶出是拜耳法制取氧化铝产品的重要步骤,一般是把原矿浆输送到套管预热器里,并借助二次蒸汽设备对原矿浆进行预热,温度控制在160~180℃,随后在预热压煮器中进行二次蒸汽间接加热和机械搅拌,把矿浆温度提高到220℃。
有关氧化铝行业节能降耗的几点思考
有关氧化铝行业节能降耗的几点思考作者:桑海波来源:《中国科技纵横》2012年第10期随着低碳生活理念的提出,节能降耗已成为铝加工行业中迫切需要解决的问题。
就氧化铝行业而言,如何通过氧化铝生产工艺的改进,取得节能降耗的成效,是我们值得深入探讨的问题。
1、氧化铝行业节能降耗的现状分析进入二十一世纪以来,受国内铝型材加工工业迅猛发展的拉动,我国的氧化铝工业发展非常迅速。
2005年氧化铝年产仅为850多万吨,截至2011年3月底,已建成产能4338万吨,预计2011年年底将超过5000万吨大关。
氧化铝工业属于高耗能产业。
最近几年,国内氧化铝综合能耗逐年下降,2010年国内氧化铝综合能耗为632.44千克标煤/吨,尽管如此仍远远低于国际先进水平。
因此做好氧化铝工业的节能降耗,对缓解能源供应紧张具有重要的意义。
我国氧化铝综合能耗较高,主要原因分析如下:1.1 国内铝土矿资源的矿石特性和品位限制我国是铝土矿资源相对短缺的国家,保有储量占世界总量的2.4%,但具有经济意义可开采利用的储量只占查明资源储量的21.5%。
大部分地区矿床类型以沉积型为主,适于露天开采的矿量占总量的38%,坑采储量约占总储量的60%以上,年开采量占世界开采总量的8%。
我国的铝土矿资源大部分是高铝、高硅、低铁、难溶(铝硅比较低)的中低品位的一水硬铝石,其提取氧化铝的难度大,磨矿及溶出条件苛刻,工艺能耗及生产成本较高。
三水型铝土矿占全国总量的不足1%,且由于品位低、规模小、生产工艺不成熟。
这是造成我国氧化铝综合能耗较高的主要原因。
1.2 国内各氧化铝厂生产工艺流程混乱,生产管理及技术装备水平参差不齐我国氧化铝厂众多,且布局较分散,各厂采用的工艺流程复杂多样。
以中国铝业公司河南分公司和山西分公司为例,就分别建有拜耳法流程、烧结法流程及串联法流程,生产管理难度较大。
1.3 国内生产技术装备与国际先进水平相比仍有一定差距近年来,氧化铝厂全部设备基本已实现国产化,包括隔膜泵、沉降槽、过滤机、蒸发器、焙烧炉等等大型成套装备。
降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究
降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究我国铝土矿多为一水硬铝石型铝土矿,资源丰富具有高铝高硅的特性。
在处理一水硬铝石型铝土矿拜尔法溶出过程中,为了消除硅、钛矿物的危害作用,通常在溶出过程中添加石灰以提高氧化铝的溶出速度、降低碱耗。
但通常情况下,溶出赤泥的铝硅比为1.5-2.0,钠硅比为0.4左右。
这部分溶出赤泥,如不进行回收,则造成碱的大量损失,并使矿石的利用率下降;若进行回收,则需采用能耗较高的烧结法处理,使整个生产过程的能耗升高。
因此氧化铝生产的高碱耗问题一直制约着我国高硅铝土矿的利用。
本文研究了矿石溶出性能的差异对于拜耳法溶出过程碱耗的影响。
通过实验发现: 焙烧后铝土矿中氧化物变得更加活泼,溶出后赤泥中的氧化钠、二氧化硅含量增大,钠硅比升高。
其中,广西矿溶出后赤泥的钠硅比升高了28.8%,河南矿溶出后赤泥的钠硅比升高了19.5%。
本文对高铝硅比的广西铝土矿和低铝硅比的河南铝土矿进行对比溶出实验,研究在拜耳法溶出条件下,不同矿石溶出性能的差异对于拜耳法溶出过程碱耗的影响。
通过实验发现: 广西矿溶出后赤泥中的活性二氧化硅的含量为82%,高于河南矿的65%,因此广西矿溶出后赤泥中的N/S高于河南矿溶出后赤泥中的N/S。
本文合成一种适合拜耳法溶出的添加剂-水化铁酸钙,与石灰作为拜耳法溶出添加剂进行对比实验。
通过实验发现: 水化铁酸钙较之氧化钙能够更加有效的降低拜耳法溶出赤泥中的钠硅比以及铝硅比,当溶出温度为260℃、溶出时间为90min、水化铁酸钙的添加量为C/S等于2.0时,广西矿溶出赤泥中的钠硅比为0.23,铝硅比为0.89,河南矿溶出赤泥中的钠硅比为0.13,铝硅比为0.98,有效的降低了拜耳法溶出过程的碱耗,提高了矿石的利用效率。
拜耳法氧化铝生产节能降耗措施分析
拜耳法氧化铝生产节能降耗措施分析摘要:拜耳法是生产氧化铝最主要的工业方法,拜耳法氧化铝的生产过程会消耗大量的能量,大约占到产品成本的20%~30%,并且当前能源的价格在不断上涨,所以,在拜耳法氧化铝的生产过程中,控制好能耗能大大降低生产成本,增加企业的竞争力。
关键词:拜耳法;氧化铝;能耗;溶出工序;蒸发工序拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程。
1887年由奥地利工程师卡尔·约瑟夫·拜耳发明,其基本原理是用浓氢氧化钠溶液将氢氧化铝转化为铝酸钠,通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出,剩余的氢氧化钠溶液重新用于处理下一批铝土矿,实现了连续化生产。
今日,世界上95%的铝业公司都在使用拜耳法生产氧化铝。
1 拜耳法生产氧化铝1.1 拜耳法生产氧化铝的原理拜耳法是生产氧化铝的主要的工业方法。
它的原理是基于拜耳在1889年和1892年分别提出的两个基本原理,它们分别是:(1)种子分解法原理:采用氢氧化铝晶粒作为铝酸钠溶液分解的种子;(2)溶出工艺原理:在氢氧化钠溶液中,铝土矿所含的氧化铝能溶解为铝酸钠。
现在工业生产上所用的拜耳法生产氧化铝的工艺也是基于上述两个基本原理的:将铝土矿中的氧化铝用强碱溶液溶解,从而得到铝酸钠溶液,再对上述溶液降温、加晶种、搅拌,分解出氢氧化铝,同时分解后氢氧化钠碱溶液作为母液,再通过加压溶解新一批的铝土矿。
1.2 拜耳法生产氧化铝的工艺过程各个工厂应用拜耳法生产氧化铝的工艺因为铝土矿具体成分的不同而稍有差别,但是基本流程是相同的,包括的主要生产过程为:(1)将铝矿粉碎后与氢氧化钠、石灰按一定比例混合,经过细磨制得原矿浆;(2)在溶出器设备中,高温、高压、高碱的环境下处理原矿浆,使氧化铝溶出;(3)稀释压煮矿浆,在沉降槽中分离赤泥和铝酸钠溶液;(4)过滤纯化分离后的铝酸钠溶液,冷却、加晶种、结晶析出氢氧化铝;(5)将所得氢氧化铝进行分类:细粒的作为晶种,送往分解槽,粗粒的进行焙烧;(6)高温焙烧氢氧化铝得到氧化铝;(7)蒸发分解母液到一定浓度,补加一部分苛性碱再进行配料,为下一批生产做准备。
有关氧化铝行业节能降耗的几点思考
有关氧化铝行业节能降耗的几点思考随着低碳生活理念的提出,节能降耗已成为铝加工行业中迫切需要解决的问题。
就氧化铝行业而言,如何通过氧化铝生产工艺的改进,取得节能降耗的成效,是我们值得深入探讨的问题。
1、氧化铝行业节能降耗的现状分析进入二十一世纪以来,受国内铝型材加工工业迅猛发展的拉动,我国的氧化铝工业发展非常迅速。
2005年氧化铝年产仅为850多万吨,截至2011年3月底,已建成产能4338万吨,预计2011年年底将超过5000万吨大关。
氧化铝工业属于高耗能产业。
最近几年,国内氧化铝综合能耗逐年下降,2010年国内氧化铝综合能耗为632.44千克标煤/吨,尽管如此仍远远低于国际先进水平。
因此做好氧化铝工业的节能降耗,对缓解能源供应紧张具有重要的意义。
我国氧化铝综合能耗较高,主要原因分析如下:1.1 国内铝土矿资源的矿石特性和品位限制我国是铝土矿资源相对短缺的国家,保有储量占世界总量的 2.4%,但具有经济意义可开采利用的储量只占查明资源储量的21.5%。
大部分地区矿床类型以沉积型为主,适于露天开采的矿量占总量的38%,坑采储量约占总储量的60%以上,年开采量占世界开采总量的8%。
我国的铝土矿资源大部分是高铝、高硅、低铁、难溶(铝硅比较低)的中低品位的一水硬铝石,其提取氧化铝的难度大,磨矿及溶出条件苛刻,工艺能耗及生产成本较高。
三水型铝土矿占全国总量的不足1%,且由于品位低、规模小、生产工艺不成熟。
这是造成我国氧化铝综合能耗较高的主要原因。
1.2 国内各氧化铝厂生产工艺流程混乱,生产管理及技术装备水平参差不齐我国氧化铝厂众多,且布局较分散,各厂采用的工艺流程复杂多样。
以中国铝业公司河南分公司和山西分公司为例,就分别建有拜耳法流程、烧结法流程及串联法流程,生产管理难度较大。
1.3 国内生产技术装备与国际先进水平相比仍有一定差距近年来,氧化铝厂全部设备基本已实现国产化,包括隔膜泵、沉降槽、过滤机、蒸发器、焙烧炉等等大型成套装备。
拜尔法生产氧化铝工艺节能降耗的探讨
拜尔法生产氧化铝工艺节能降耗的探讨摘要:本文简单介绍拜尔法生产氧化铝的原理和工艺流程,重点探讨了如何在生产中在确保质量的前提下减少能源消耗和污染物排放,介绍了生产实践中降低拜尔法生产能耗的技术途径,对拜尔法生产氧化铝节能降耗控制提出自己的见解。
关键词:拜尔法;氧化铝;节能降耗1 拜尔法氧化铝生产工艺介绍1.1 工艺原理拜尔法利用氢氧化钠溶液溶出铝土矿,并在得到的铝酸钠溶液中加入晶种使溶液中的氢氧化铝析出。
同时对分解到的母液通过高温蒸发得到新的铝土矿。
1.2 工艺特点氧化铝生产方式中最常见的有烧结法和拜尔法,其中拜尔法是最常见的一种,这是因为该方式工艺应用比较简单、生产成本较低,且生产出的氧化铝质量较好。
该方式在日常企业氧化铝生产应用中,要消耗不少材料成本和能源成本,因为近几年来能源开采不断扩大,能源价格也在快速上升,为解决该问题,必须提高对拜尔法生产氧化铝中能源消耗问题的重视,不仅是为降低企业成本,也是为了保护环境。
1.3 工艺流程拜尔法的应用比较灵活,在不同地区企业生产时可根据实际铝土矿的性质而优化调整工艺流程,但要确保重要工艺流程准确。
基本生产步骤如下:第一步,原矿浆制备,即将铝土矿和石灰、,母液等混合起来,经过磨制使其变成合格的原矿浆。
第二步,将原矿浆液在高温高压高碱的情况下溶出氧化铝浆液。
第三步,经过矿浆的稀释和分离、洗涤,使矿浆中的赤泥与含氯酸钠的溶液分离开来,并对分离的氯酸钠溶液进行过滤。
第四步,将过滤好的氯酸钠溶液在将氢氧化铝作为晶种的情况下使铝从溶液中析出氢氧化铝结晶,并进行分级筛选,对于直径较大的氢氧化铝结晶则需要送到高温环境下煅烧,而直径较小的则可以直接作为晶种。
第五步,将分级出来的粒度合适的氢氧化铝在高温煅烧下形成氧化铝。
第六步,将分解的母液蒸发浓缩,在达到原始母液浓度后再继续第一步开展氧化铝生产循环。
2 拜尔法生产氧化铝节能降耗措施分析拜尔法生产氧化铝,要想实现节能降耗的目的,主要是对其生产工艺进行优化和控制,下文对主要步骤的控制优化进行分析,以确保可以达到节能降耗的目标。
降低氧化铝生产中的碱耗的探讨
降低氧化铝生产中的碱耗的探讨[摘要]文章分析了拜耳法生产氧化铝过程中影响碱耗的相关因素,通过在实际的生产控制过程中减少碱耗,达到公司降本增效的目的。
[关键词] 拜耳法氧化铝碱耗中图分类号:tq424.27 文献标识码:tq 文章编号:前言:拜耳法生产氧化铝的碱耗是指在生产中,实际产出每吨氧化铝所耗用的碱量,一般有两种表达方式,分别是氧化钠(na2o)和将氧化钠换算成纯碱。
它是氧化铝生产中的一项重要技术经济指标。
在生产实践中,拜耳法生产氧化铝的直接成本(原燃料费及加工费)中,碱耗是最大物项之一。
因此,采取措施降低碱耗对降低生产成本,提高经济效益是十分有利的。
1、氧化铝生产和降低碱耗的一般途径就基本反应原理看来,要生产的氢氧化铝本身并不消耗苛性碱na2o,而在高温高压溶出氧化铝的同时,因为苛性碱的碱性非常大,会与几乎所有的非金属或金属性较弱的金属反应生成成分非常复杂的盐类,如水合铝硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠和钛酸钠等等。
因此,只要矿石品味不高,或者相关的杂质过高,就会固定的消耗掉相应的苛性碱,一般称之为化学损失,它占到碱耗的85%以上。
其他的消耗碱的方式就是机械损失和附着损失,前者在各个工序中都有不同程度存在,后者主要是在赤泥和产品氢氧化铝中存在。
能有效,高效的减少碱耗的最直接的办法就是提高铝土矿的品味或者选用低硅铝土矿,我们在此不予探讨,机械损失也不予讨论。
因此,在矿物条件一定的前提下要想降低碱耗,主要是通过减少化学损失,其次是机械损失和附着损失来实现。
2、添加石灰降低碱耗在国内湿法生产氧化铝主要采用的是一水硬铝石铝土矿,其特点主要是品位低,高硅高铁。
减少化学损失的首选办法是添加石灰。
所添加石灰的添加量以及添加的方法是直接影响溶出效果和减低碱耗的直接因素。
添加石灰的一般方法是在铝土矿研磨过程中,添加一定比例的石灰,使配入的石灰量满足与sio2 反应,使溶出过程中的脱硅产物由方钠石型的含水铝硅酸钠转变为水化石榴石型的含水铝硅酸钙(3cao·a12o3·xsio2·nh20)。
降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究
降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究发布时间:2022-09-20T05:34:31.141Z 来源:《科学与技术》2022年5月第10期作者:雷炳刚[导读] 国内的铝土矿以一水法铝石型为主,其资源十分丰富,且以铝氧化为主雷炳刚广西华银铝业有限公司广西德保 533700摘要:国内的铝土矿以一水法铝石型为主,其资源十分丰富,且以铝氧化为主。
为了消除硅和钦矿物对一水硬铝石型铝土矿的溶出,为了消除其对硅和铁矿物的伤害,一般采用加入的方法来增加其溶出速率和降低碱耗。
但是,在一般的条件下,红泥中的铝-硅比例分别在1.5~2.0和0.4之间。
如果不加以利用,将会导致大量的碱耗和降低矿石的利用效率;如果要进行再生,必须使用更大的能量消耗的烧结工艺,从而增加了整个工艺的能源消耗。
因而,国内氧化铝土资源的开发受到了严重的限制。
关键词:拜耳法;氧化铝;碱耗;添加剂;水化铁酸钙以一水化铁为原料,制备了一种适宜于拜耳工艺的新型助剂——一水化铁酸钙,并与以石灰作拜耳法制备的溶解剂进行了比较。
1、氧化铝工业概述由于铝和它的各种优异的特性,以及它的资源量非常大,从它诞生到现在,它的发展速度非常快。
一年全球铝材的生产总量是万吨,而在21世纪中叶,铝的产量已超越了铜,成为全球最大的有色金属之一。
冰晶石一氧化铝工艺是当前国内唯一的一种工艺,因为每次电解铝的用量都接近氧化铝,所以在我国的发展中,氧化铝的产量相对快速增长。
根据使用的不同,氧化铝粉又可以分成两类:一种是冶炼型的,另一种是不含冶炼型的。
冶炼用氧化铝是一种利用熔融电解技术来制备电解铝土矿的氧化铝,其中冶金用的氧化铝是一种主要的冶炼用氧化铝。
在电子、精密陶瓷和军工等许多高科技行业中,有许多种类的氧化铝产品。
世界上首家使用拜耳工艺的氧化铝工厂,从1894年开始,每天的产能只有1 T,近百年来,由于技术的发展和对氧化铝的需求量的增长,使我国的氧化铝产业迅速发展。
其原因是:公司的产能在持续扩张,生产技术的进步,能源和人力资源的大量减少,使得1 T氧化铝的总能量从50 GJ的30 GJ下降到了现在的9GJ-12 GJ。
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拜尔法生产氧化铝节能降耗的探讨
文章简单介绍了氧化铝生产的工艺节能点,重点介绍了中国在拜尔法生产氧化铝重点能耗的技术进步,同时阐述了生产实践中降低拜尔法能耗的技术途径,并提出了拜尔法氧化铝生产节能建议与展望。
标签:降低;拜尔法;氧化铝;节能降耗
1 工艺节能
原矿浆制备时氧化铝生产中的重要工序,其任务就是为高压溶出制备合格的原矿浆,制备矿浆的两个要求是:参与化学反应的物料要求有一定的细度;参与化学反应的物质要有一定的配比和混合均匀。
因此原矿浆的制备在氧化铝生产中将直接影响到氧化铝的溶出率、沉降性能、以及氧化铝的产量和技术经济指标。
在此就磨矿粒度和配碱浓度两个方面阐述。
2 在降低蒸汽消耗方面的主要技术措施
中美鋁业生产过程原来使用的新蒸汽由登电集团——自备电厂或新锦电厂供应,由于电厂方面供汽能力、设备故障等原因,在使用过程中存在很多问题,造成频繁停汽且蒸汽压力持续偏低,蒸汽压力长期在0.3MPa以下,给生产稳定和指标优化带来很大困难。
中美铝业目前40万吨的氧化铝生产规模,生产每吨氧化铝耗用约1.4t新蒸汽,其费用占氧化铝生产成本的10%左右。
中美铝业每年新蒸汽的耗用量为52万吨左右,产生费用约9000万元(按目前每吨173元的价格计算)。
我公司现在更换蒸汽供应方为华润集团。
蒸汽管网更换后,按40万吨氧化铝产量计算,单蒸汽款一项每年可实现经济效益3500万元。
华润集团供汽比较稳定,供汽压力较高,有利于生产稳定,可以减少因停汽或蒸汽压力波动引起的指标恶化及各种潜在损失,有利于企业的节能降耗工作。
3 在降低电耗方面的主要措施
3.1 实行车间强制峰谷用电措施
用电车间必须严格按照峰谷用电实施方案,用电车间必须迅速结合实际制定本车间的应急预案;对车间执行严格的监督手段和控制措施。
由能源装备部、生产运营部、电仪车间,根据规定对各车间避峰制度的情况进行严格的监督检查。
对不执行峰谷用电计划擅自超用电的车间,一经查实,将视为违章用电,按电力电价费用严加处罚;调度室及电仪车间中心站要密切监控各车间用电指标情况,必要时强制采取峰谷措施。
3.2 河南中美铝业有限公司原供电电源来自登电集团独立电网,其热电厂两台210MW发电机组发电运行,并网问题迟迟解决不了,安全可靠性及供电质量较国家电网低。
自2008年以来,发生过两次发电机组全停事故,此外,其供电区域内供电线路发生短路事故多次,引起电压波动,给我公司安全生产造成多次重大影响。
2008年,中美铝业向河南省电力公司提出申请,双回路接入国家电网供电。
河南省电力公司(豫电计[2008]991号)已对中美铝业供电接入系统进行了批复,同意110kv双回电源接入郑州电网,由郑州地调一级调度。
线路建设及相关费用(包含接入系统的变电站侧一次间隔和二次相关设备)均由中美铝业出资建设。
经与郑州电力设计院联系,双回路建成后,电源安全可靠性能够得到保障,减少停产事故次数。
4 降低新水消耗的主要措施
4.1 大力开展技术创新活动,进行了一系列的技术改造。
其中设备机封水和冷却水用新水的有12处,通过以上技术措施,每个车间所有设备的机封水及冷却水全部用循环水,实现了设备的机封水及冷却水用新水为零的突破,节水显著,每天可节约新水3-5万t。
4.2 将生产过程中热水槽水源由新水改用蒸发不合格回水,节约了大量的新水。
4.3 2011年7月份我公司开始添加氢氧化铝脱水剂,经过试验测得,脱水剂的加入量按30g/t·AH既经济又能得到较理想的脱水效果,添加脱水剂后氢氧化铝含水率下降2%以上,附碱下降0.008%左右,洗水量节约8m3/h左右。
使用脱水剂后的效益计算:
以下计算都以30g/t·AH的脱水剂加入量、脱水率按2%和不使用脱水剂时附水为5%做为计算标准。
(1)节约洗水的计算:
从实验数据表可得知,使用氢氧化铝脱水剂后洗水量平均约为24m3/h,不用氢氧化铝脱水剂的洗水量平均约为32m3/h,即每小时可节约洗水8m3,则全年可节省洗水:8m3/h×24h×365=70080m3。
(2)关于附水减少后节能的计算:
由上一步计算可知在AH的产量不变的情况下焙烧炉每小时少处理90-88.14=1.86t洗水。
将物料中的水份蒸发掉需要的热量分两部分:一是将附水先加热到沸点的热
量,二是将沸水变成水蒸汽的热量。
每小时将 1.86吨水加热所需的热量为:4.2×103×1000×1.86×(100-30)=5.468×108J.(按水的沸点100,水的常温为30计算,水的比热为4.2×103J/Kg·℃)
每小时将1.86吨沸水汽化所需的热量为:2.26×106×1000×1.86=4.204×109J
(水的汽化热:2.26×106J/Kg)
则每小时将 2.67吨水蒸发所需的热量Q为:5.468×108J+4.204×109J=4.7508×109J
即每小时可节约的煤气量为:
Q÷[煤气热值(1500×4.2×103)×焙烧炉换热效率(70%)]
=4.7508×109÷(1500×4.2×103×70%)
=1077.3Nm3
则每天可节约:1077.3×24=25855.2Nm3
按每标方煤气0.4元计算,每天可节约10342.08元,每天的脱水剂消耗为30×88.14×24÷1000=64.5kg,按每天消耗70kg、每公斤35元计算,则在每小时下料88.14t的情况下,每天可节约:10342.08-70×35=7892.08元。
4.4 河南中美铝业有限公司从降低成本、节约能源、保护环境多个角度出发,结合自身情况,于2010年,共投资184万元,建设了80m3/h生活污水处理工程,该工程采用A/O生化处理工艺。
工艺流程为:生活污水直接进入调节池,由泵提升至平流沉淀池后,再用泵将沉淀池出水抽进A/O反应池,A/O出水自流进入斜管沉淀池,斜管沉淀池清夜自流到砂滤池,经过滤处理达标后回用于生产,进入溶出车间热水槽,供应沉降车间沉降槽热水冲洗系统用水,同时还可以作为绿化用水,美化了环境,实现了污水零排放。
沉淀池和斜管沉淀池污泥排放到集泥池,经泵进入到污泥浓缩池,再经压滤机脱水处理后外运。
该系统建成投运后,可将生活污水处理后全部回用于生产不外排,给公司节约新用水量约500T/d,同时环境、社会、经济效益可观。
5 节能建议与展望
节能减排工作不仅是贯彻科学发展观的要求和企业生存发展的需要,日益激烈的国内外市场竞争,使的中国氧化铝生产节能技术的进步显得更加重要。
不断降低拜尔法氧化铝生产能耗,以最小的能耗获得最大的经济效益和社会效益出发,一方面应从开发和推广应用节能新工艺、新技术、新设备出发,进一步加强
企业节能管理,实现全方位节能。
参考文献
[1]杨重愚.氧化铝生产工艺学[M].北京:冶金工业出版社,1993.
[2]中国氧化铝生产节能技术的进展与展望.山西分公司科技参考,2007.12.
[3]毕诗文.氧化铝生产工艺[M].化学工业出版社.。