氧化铝焙烧车间操作规程
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第四篇 环境保护 ..................................................................................错误!未定义书签。
第五篇 放射防护管理 .................................................................................................... - 79 -
氧化铝的生产 90%以上是供电解炼铝用，因此，氧化铝工业的盛衰主要取决于电解炼铝工 业的发展状况。电解炼铝以外使用的氧化铝称之为非冶金用氧化铝或多品种氧化铝。世界上非 冶金用氧化铝的开发十分迅速，并在电子、石油、化工、耐火材料、精确陶瓷、军工、环境保 护及医药等许多高新技术领域取得广泛应用。
铝电解生产用氧化铝主要由 a- Al2O3 和 r-Al2O3 所组成。氧化铝的质量直接影响所得金属 铝的纯度和铝电解生产的技术经济指标。因此，作为铝电解生产原料的氧化铝对其化学纯度和 物理性质都有一定的要求。 1.2.4 氧化铝的化学纯度
第一节 氧化铝生产工艺概述 ......................................... - 3 第二节 氧化铝的生产原理 ........................................... - 6 第三节 工艺指标及释义 ............................................. - 8 第四节 全厂工艺流程图............................................. - 16 -
第一章 焙烧车间生产工艺 .......................................... - 24 第一节 焙烧车间概述 .............................................. - 24 第二节 工艺流程.................................................. - 24 第三节 生产工艺概述 .............................................. - 27 -
用于表征氧化铝物理性质的指标有：安息角、a-Al2O3 含量、容重、粒度和比表面积以及磨 损指数等。
①安息角 安息角是指在物料在光滑平面上自然堆积的倾角。安息角较大的氧化铝在电解质中较容易 溶解，在电解过程中能够很好地覆盖于电解质结壳上，飞扬损失也较小。 ②a- Al2O3 含量 成品氧化铝中 a- Al2O3 含量反映了氧化铝的焙烧程度，a- Al2O3 含量越高，说明焙烧越充分。 a- Al2O3 的含量增多使得氧化铝的吸湿性降低，使 a- Al2O3 在电解质中的溶解性能较 r-Al2O3 差。 ③容重 氧化铝的容重是指在自然状态下单位体积物料的重量。通常容重小的氧化铝有利于在电解 质中溶解。 ④粒度 粒度是指物料的粗细程度。氧化铝的粒度必须适当，粒度过粗在电解质中溶解速度慢，甚 至沉淀；过细则容易造成飞扬损失。 ⑤比表面积 比表面积是指单位质量物料的总表面积（外表面积与内孔表面积之和）。它是表示物质活 性高低的一个重要指标。比表面积大的氧化铝在电解质中溶解性能好、活性大，但易吸湿。 ⑥磨损指数 所谓磨损指数是指在氧化铝在特定的测定条件下磨撞后，试样中-44um 粒级含量改变的百 分数，磨损指数是表征氧化铝强度的一项物理指标。 根据氧化铝的物理性质通常又可将氧化铝分为砂状、面粉状、中间状三种类型。这三种类 型的氧化铝在物理性质上有很大的差别。砂状氧化铝具有平均粒度较粗、粒度组成比较均匀、 细粒子和过粗颗粒都比较少、比表面积大、强度高、流动性好的特点。而面粉状氧化铝的特点 是细粒子含量多、平均粒径小、比表面积小、强度低、流动性差，煅烧程度高于砂状氧化铝。
铝土矿是一种组成复杂、化学成分变化很大的矿石。主要含铝矿物为三水铝石、一水软铝 石和一水硬铝石，其次还含有不同数量的其它矿物。根据铝土矿中含铝矿物存在的形态不同将 铝土矿分为三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石及混合型铝石四种类型，而我国的多数地区的 铝土矿属于一水硬铝石型铝土矿。根据铝土矿的成因又把它分为红土型铝土矿、沉积型铝土矿、 岩石型铝土矿、堆积型铝土矿四大类。从根本上讲，无论铝土矿的化学组成还是其矿物组成都 取决于铝土矿矿床的成因类型。
第二篇 氧化铝厂通用安全规程 .................................................................................. - 17 -
第三篇 焙烧车间操作规程 ............................................................................................ - 24 -
第一篇 绪 论
从 19 世纪初开始，从金属概念中分离出轻金属，通常指比重小于 3.5 的金属，一般指铝、 镁、铍和碱金属。轻金属资源极其丰富，在地壳中其含量约为：AL2O3：15%、Fe2O3：2.5%、FeO： 6.0%、CaO：8.4%、MgO：3.15%、NaO：2.5%、K2O：1.7%.目前已探明的铝土矿资源就已经达到 了 250 亿吨，随着科技的不断发展，还会探明一些铝土矿资源，目前轻金属行业的发展前景是 很大的。
-5-
而中间状氧化铝的物理性质介于二者之间。
第二节 氧化铝的生产原理
2.1 铝土矿的化学组成及矿物组成
2.1.1 铝土矿的概述
地壳中铝的平均含量未 8.7%左右，折合成氧化铝为 16.4%，仅次于氧和硅，居于第三位， 在金属元素中位于第一位。由于铝的化学性活泼，它在自然界只以化合物的形态存在。地壳中 的含铝矿物约有 250 种左右，其中 40%是各种铝硅酸盐，最重要的含铝矿物只有 14-15 种，而 铝土矿就是目前氧化铝生产的主要矿石资源，世界上生产的氧化铝 95%左右是从铝土矿中提炼 出来的。
工业氧化铝是各种氧化铝水合物经加热分解的脱水产物，按照它们的生成温度可以分为低 温氧化铝和高温氧化铝两类。
通常电解炼铝用的氧化铝是 a-Al2O3 和 r-Al2O3 的混合物。a-Al2O3 它属六角晶系，由于有完 整坚固的晶格，所以它是所有氧化铝同质异晶体中化学性质最稳定的一种，在酸或碱中不溶解。 r-Al2O3 属于立方晶系，具有很大的分散性，化学性质较为活泼，易与酸或碱溶液作用。 1.2.2 氧化铝水合物
氧化铝焙烧车间操作规程
2011-5-12
-1-
目录
第一篇 绪 论 .................................................................................................................. - 3 -
-4-
成品氧化铝除主要成分是 Al2O3 外，往往含有少量的 SiO2、Fe2O3、Na2O 和 H2O 等杂质。 电解用氧化铝必须有较高的化学纯度。如果其中含有比铝更正电性元素的氧化物杂质（如 SiO2、Fe2O3、TiO2、V2O5 等），这些元素在电解过程中将首先在阴极析出而使铝的质量降低。SiO2 还会与氟化盐发生反应，生成 SiF4 则是有毒气体，既污染环境又造成氟的损失。如果其中含比 铝更负电性元素的氧化物（如碱金属及碱金属 Na2O 等），则与电解质作用，改变了电解质的正 常组成，不利于电解操作。 氧化铝中残存的结晶水以灼减表示，它是最有害杂质。因为水与电解质中的 AlF3 作用而生 成 HF，造成了氟盐的损失，污染了环境。此外，当灼减高或吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解 质接触时，则会引起电解质暴溅，危及操作人员的安全。 1.2.5 氧化铝的物理性质
第一节 氧化铝生产工艺概述
1.1 氧化铝工业的发展
由于铝及其合金具有很多的优良性能，而且铝的资源又非常的丰富，因此，铝工业自问世 以来发展十分迅速。1890 年至 1900 年，全世界金属铝的总产量约为 2.8 万吨，到 20 世纪 50 年代中叶，铝的产量已超过铜而居有色金属之首位，产量仅次于钢铁。1990 年世界原铝产量为 1600 多万吨（此外还有占铝总消耗量 20%左右的再生铝），约占世界有色金属总产量的 40%；而 2003 年世界原铝产量达到 2800 万吨。世界主要生产氧化铝的大国主要有澳大利亚、美国、俄 罗斯、印度尼西亚等。
氧化铝水合物是构成自然界各种类型铝土矿的主要成份。结晶的氧化铝水合物通常按所含 结晶水数目不同，分为三水型氧化铝和一水型氧化铝两类。目前认为三水型氧化铝的同类异晶 体包括三水铝石、拜耳石和诺水铝石（或称新三水铝石）。一水型氧化铝的同类异晶体包括一 水软铝石和一水硬铝石。
除了上述结晶的氧化铝水合物外，还有一种结晶不完善或低结晶氧化铝水合物称之为铝 胶。如拟薄水铝石和无定型铝胶其结晶都不完善，它们都属于铝胶类。
第三章 焙烧车间设备 ............................................ - 50 第一节 常见故障及处理措施......................................... - 50 -
-2-
第二节 焙烧车间具体设备介绍....................................... - 60 第三节 设备清理 .................................................. - 66 第四章 焙烧车间安全规程 .......................................... - 67 第一节 安全隐患、20 类危险源 ...................................... - 67 第二节 焙烧车间安全规程........................................... - 67 第五章 典型事故案例 .............................................. - 70 第一节 人身安全事故 .............................................. - 70 第二节 生产设备事故 .............................................. - 73 -
我国氧化铝工业发展迅速，建国以来，各氧化铝厂发展规模由小到大，取得了很大的成绩， 先后建立了山东铝业、郑州铝厂、贵州铝厂、山西铝厂、中州铝厂、苹果铝厂等各大铝厂。
1.2 氧化铝和氧化铝水合物
1.2.1 氧化铝
-3-
源自文库
存在于自然界中的氧化铝称为刚玉（a-Al2O3），是在火山爆发过程中形成的，它在岩石中 呈无色的结晶，也可与其他氧化物杂质（氧化铬和氧化铁等）染成带色的结晶。
第二章 焙烧车间岗位操作规程 ...................................... - 36 第一节 岗位划分情况 .............................................. - 36 第二节 各岗位主要任务............................................. - 36 第三节 设备开停 .................................................. - 37 第四节 各岗位巡回检查制度......................................... - 46 -
氧化铝水合物的分类、命名及表示符号如下图 1-1 所示。
类别
组成
三水型氧化铝
Al2O3²3H2O
一水型氧化铝
Al2O3²H2O
铝胶
Al2O3²nH2O
1.2.3 氧化铝生产的主要用途
名称 三水铝石 拜耳石 诺水铝石 一水软铝石 一水硬铝石 拟薄水铝石 无定型铝胶
常用符号 Al(OH)3 或 AL2O3²3H2O β-Al（OH)3 或β-Al2O3²3H2O β’-Al(OH)3 或β’-Al2O3²3H2O r-AlOOH 或 r-Al2O3²H2O a-AlOOH 或 a- Al2O3²H2O a- Al2O3²nH2O(n=1.4-2.0) Al2O3²nH2O(n=3-5)
第五篇 放射防护管理 .................................................................................................... - 79 -
氧化铝的生产 90%以上是供电解炼铝用，因此，氧化铝工业的盛衰主要取决于电解炼铝工 业的发展状况。电解炼铝以外使用的氧化铝称之为非冶金用氧化铝或多品种氧化铝。世界上非 冶金用氧化铝的开发十分迅速，并在电子、石油、化工、耐火材料、精确陶瓷、军工、环境保 护及医药等许多高新技术领域取得广泛应用。
铝电解生产用氧化铝主要由 a- Al2O3 和 r-Al2O3 所组成。氧化铝的质量直接影响所得金属 铝的纯度和铝电解生产的技术经济指标。因此，作为铝电解生产原料的氧化铝对其化学纯度和 物理性质都有一定的要求。 1.2.4 氧化铝的化学纯度
第一节 氧化铝生产工艺概述 ......................................... - 3 第二节 氧化铝的生产原理 ........................................... - 6 第三节 工艺指标及释义 ............................................. - 8 第四节 全厂工艺流程图............................................. - 16 -
第一章 焙烧车间生产工艺 .......................................... - 24 第一节 焙烧车间概述 .............................................. - 24 第二节 工艺流程.................................................. - 24 第三节 生产工艺概述 .............................................. - 27 -
用于表征氧化铝物理性质的指标有：安息角、a-Al2O3 含量、容重、粒度和比表面积以及磨 损指数等。
①安息角 安息角是指在物料在光滑平面上自然堆积的倾角。安息角较大的氧化铝在电解质中较容易 溶解，在电解过程中能够很好地覆盖于电解质结壳上，飞扬损失也较小。 ②a- Al2O3 含量 成品氧化铝中 a- Al2O3 含量反映了氧化铝的焙烧程度，a- Al2O3 含量越高，说明焙烧越充分。 a- Al2O3 的含量增多使得氧化铝的吸湿性降低，使 a- Al2O3 在电解质中的溶解性能较 r-Al2O3 差。 ③容重 氧化铝的容重是指在自然状态下单位体积物料的重量。通常容重小的氧化铝有利于在电解 质中溶解。 ④粒度 粒度是指物料的粗细程度。氧化铝的粒度必须适当，粒度过粗在电解质中溶解速度慢，甚 至沉淀；过细则容易造成飞扬损失。 ⑤比表面积 比表面积是指单位质量物料的总表面积（外表面积与内孔表面积之和）。它是表示物质活 性高低的一个重要指标。比表面积大的氧化铝在电解质中溶解性能好、活性大，但易吸湿。 ⑥磨损指数 所谓磨损指数是指在氧化铝在特定的测定条件下磨撞后，试样中-44um 粒级含量改变的百 分数，磨损指数是表征氧化铝强度的一项物理指标。 根据氧化铝的物理性质通常又可将氧化铝分为砂状、面粉状、中间状三种类型。这三种类 型的氧化铝在物理性质上有很大的差别。砂状氧化铝具有平均粒度较粗、粒度组成比较均匀、 细粒子和过粗颗粒都比较少、比表面积大、强度高、流动性好的特点。而面粉状氧化铝的特点 是细粒子含量多、平均粒径小、比表面积小、强度低、流动性差，煅烧程度高于砂状氧化铝。
铝土矿是一种组成复杂、化学成分变化很大的矿石。主要含铝矿物为三水铝石、一水软铝 石和一水硬铝石，其次还含有不同数量的其它矿物。根据铝土矿中含铝矿物存在的形态不同将 铝土矿分为三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石及混合型铝石四种类型，而我国的多数地区的 铝土矿属于一水硬铝石型铝土矿。根据铝土矿的成因又把它分为红土型铝土矿、沉积型铝土矿、 岩石型铝土矿、堆积型铝土矿四大类。从根本上讲，无论铝土矿的化学组成还是其矿物组成都 取决于铝土矿矿床的成因类型。
第二篇 氧化铝厂通用安全规程 .................................................................................. - 17 -
第三篇 焙烧车间操作规程 ............................................................................................ - 24 -
第一篇 绪 论
从 19 世纪初开始，从金属概念中分离出轻金属，通常指比重小于 3.5 的金属，一般指铝、 镁、铍和碱金属。轻金属资源极其丰富，在地壳中其含量约为：AL2O3：15%、Fe2O3：2.5%、FeO： 6.0%、CaO：8.4%、MgO：3.15%、NaO：2.5%、K2O：1.7%.目前已探明的铝土矿资源就已经达到 了 250 亿吨，随着科技的不断发展，还会探明一些铝土矿资源，目前轻金属行业的发展前景是 很大的。
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而中间状氧化铝的物理性质介于二者之间。
第二节 氧化铝的生产原理
2.1 铝土矿的化学组成及矿物组成
2.1.1 铝土矿的概述
地壳中铝的平均含量未 8.7%左右，折合成氧化铝为 16.4%，仅次于氧和硅，居于第三位， 在金属元素中位于第一位。由于铝的化学性活泼，它在自然界只以化合物的形态存在。地壳中 的含铝矿物约有 250 种左右，其中 40%是各种铝硅酸盐，最重要的含铝矿物只有 14-15 种，而 铝土矿就是目前氧化铝生产的主要矿石资源，世界上生产的氧化铝 95%左右是从铝土矿中提炼 出来的。
工业氧化铝是各种氧化铝水合物经加热分解的脱水产物，按照它们的生成温度可以分为低 温氧化铝和高温氧化铝两类。
通常电解炼铝用的氧化铝是 a-Al2O3 和 r-Al2O3 的混合物。a-Al2O3 它属六角晶系，由于有完 整坚固的晶格，所以它是所有氧化铝同质异晶体中化学性质最稳定的一种，在酸或碱中不溶解。 r-Al2O3 属于立方晶系，具有很大的分散性，化学性质较为活泼，易与酸或碱溶液作用。 1.2.2 氧化铝水合物
氧化铝焙烧车间操作规程
2011-5-12
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目录
第一篇 绪 论 .................................................................................................................. - 3 -
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成品氧化铝除主要成分是 Al2O3 外，往往含有少量的 SiO2、Fe2O3、Na2O 和 H2O 等杂质。 电解用氧化铝必须有较高的化学纯度。如果其中含有比铝更正电性元素的氧化物杂质（如 SiO2、Fe2O3、TiO2、V2O5 等），这些元素在电解过程中将首先在阴极析出而使铝的质量降低。SiO2 还会与氟化盐发生反应，生成 SiF4 则是有毒气体，既污染环境又造成氟的损失。如果其中含比 铝更负电性元素的氧化物（如碱金属及碱金属 Na2O 等），则与电解质作用，改变了电解质的正 常组成，不利于电解操作。 氧化铝中残存的结晶水以灼减表示，它是最有害杂质。因为水与电解质中的 AlF3 作用而生 成 HF，造成了氟盐的损失，污染了环境。此外，当灼减高或吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解 质接触时，则会引起电解质暴溅，危及操作人员的安全。 1.2.5 氧化铝的物理性质
第一节 氧化铝生产工艺概述
1.1 氧化铝工业的发展
由于铝及其合金具有很多的优良性能，而且铝的资源又非常的丰富，因此，铝工业自问世 以来发展十分迅速。1890 年至 1900 年，全世界金属铝的总产量约为 2.8 万吨，到 20 世纪 50 年代中叶，铝的产量已超过铜而居有色金属之首位，产量仅次于钢铁。1990 年世界原铝产量为 1600 多万吨（此外还有占铝总消耗量 20%左右的再生铝），约占世界有色金属总产量的 40%；而 2003 年世界原铝产量达到 2800 万吨。世界主要生产氧化铝的大国主要有澳大利亚、美国、俄 罗斯、印度尼西亚等。
氧化铝水合物是构成自然界各种类型铝土矿的主要成份。结晶的氧化铝水合物通常按所含 结晶水数目不同，分为三水型氧化铝和一水型氧化铝两类。目前认为三水型氧化铝的同类异晶 体包括三水铝石、拜耳石和诺水铝石（或称新三水铝石）。一水型氧化铝的同类异晶体包括一 水软铝石和一水硬铝石。
除了上述结晶的氧化铝水合物外，还有一种结晶不完善或低结晶氧化铝水合物称之为铝 胶。如拟薄水铝石和无定型铝胶其结晶都不完善，它们都属于铝胶类。
第三章 焙烧车间设备 ............................................ - 50 第一节 常见故障及处理措施......................................... - 50 -
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第二节 焙烧车间具体设备介绍....................................... - 60 第三节 设备清理 .................................................. - 66 第四章 焙烧车间安全规程 .......................................... - 67 第一节 安全隐患、20 类危险源 ...................................... - 67 第二节 焙烧车间安全规程........................................... - 67 第五章 典型事故案例 .............................................. - 70 第一节 人身安全事故 .............................................. - 70 第二节 生产设备事故 .............................................. - 73 -
我国氧化铝工业发展迅速，建国以来，各氧化铝厂发展规模由小到大，取得了很大的成绩， 先后建立了山东铝业、郑州铝厂、贵州铝厂、山西铝厂、中州铝厂、苹果铝厂等各大铝厂。
1.2 氧化铝和氧化铝水合物
1.2.1 氧化铝
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源自文库
存在于自然界中的氧化铝称为刚玉（a-Al2O3），是在火山爆发过程中形成的，它在岩石中 呈无色的结晶，也可与其他氧化物杂质（氧化铬和氧化铁等）染成带色的结晶。
第二章 焙烧车间岗位操作规程 ...................................... - 36 第一节 岗位划分情况 .............................................. - 36 第二节 各岗位主要任务............................................. - 36 第三节 设备开停 .................................................. - 37 第四节 各岗位巡回检查制度......................................... - 46 -
氧化铝水合物的分类、命名及表示符号如下图 1-1 所示。
类别
组成
三水型氧化铝
Al2O3²3H2O
一水型氧化铝
Al2O3²H2O
铝胶
Al2O3²nH2O
1.2.3 氧化铝生产的主要用途
名称 三水铝石 拜耳石 诺水铝石 一水软铝石 一水硬铝石 拟薄水铝石 无定型铝胶
常用符号 Al(OH)3 或 AL2O3²3H2O β-Al（OH)3 或β-Al2O3²3H2O β’-Al(OH)3 或β’-Al2O3²3H2O r-AlOOH 或 r-Al2O3²H2O a-AlOOH 或 a- Al2O3²H2O a- Al2O3²nH2O(n=1.4-2.0) Al2O3²nH2O(n=3-5)