沸腾炉的工艺操作
沸腾炉的工艺操作并不十分复杂，主要是根据各种测量仪表的指示和观察焙砂质量来进行控制。通过正确的调节，维持炉子的风量、温度、加料量、压力等指标和炉内酸化条件的相对稳定，保证炉子安全运行，产出合格焙砂和烟气。（１）操作要求。
１）要全面掌握炉子的运行情况，包括技术指标、原料、排渣、供风、烟气及系统相关工序运转的大致情况。
２）要具有对各项指标、各个因素综合分析的能力。炉子的任何一个指标，任何一个因素都是相互影响的，在日常操作中，要学会观察分析，多动脑筋，多做笔记，不断积累经验，确实掌握了解每个指标、每人因素的因果关系，提高自己的分析判断能力。
３）养成细致入微的工作作风。炉子运行过程中会出现不同的情况，出现问题后，一定要先做全面细致的了解，冷静分析，把问题搞清楚再作处理。一些表面现象、原因可能会有多种多样，如果没有严谨的工作作风，盲目调节，就有可能把小问题搞大，适得其反，甚至把炉子搞垮。
４）提倡一个“勤”字，做预见性调节。炉子在运行过程中，如果运行发生了变化，基本上事先都要经过一个变化过程，这就是要求操作时一定要勤观察、勤思考、勤分析，找准问题，调节时，动作要求小，要勤调，不怕麻烦，只有这样才
能对炉子做到准确的预见性调节，才能做到万无一失。（２）操作调节诸因素分析。
１）温度。沸腾炉温度的特点是床层温度的均匀性，由于各点温差不大，只要局部条件的变化就可以起到调节整个床层温度的任用。
①硫的影响。炉内的热量来自硫的燃烧，原料含硫量高，炉温上升快，但当过剩空气不足时生成四氧化三铁黑渣，常伴有硫化亚铁生成，这时投矿量增加，炉温反而会下降。在这种情况下，一旦断料会使炉内氧气过剩，四氧化三铁和硫化亚铁被氧化放热，便会造成高温结疤。硫含量的变化对温度影响很大，可采用调节投矿量的方法进行控制。
②风量影响。风量的变化也影响炉温的改变，当炉内呈四氧化三铁黑渣时，不要随便减风；；当炉内呈三氧化二铁红渣时，不要随便加风；当炉温骤升时，不要调节风量（生产中多不采取风量控制温度）。
③冷却介质影响。当炉温高时加水会降低炉温，但它只是将气体显热变成水汽的潜热，并未将热量从炉内移走，从而增加了炉后冷却净化设备的负荷。
２）炉底压力。沸腾层的阻力大小决定于静止料层的厚度和它的堆积重量，同炉内流速无关，流速高低只能改变炉内沸腾层的孔隙率和膨胀比。但当风量开大时，沸腾层的膨胀比增大，排渣量增大而使炉底压力降低；当增加投矿量时会增
加料层厚度，则使炉底压增高。但如果焙砂呈现红色粗粒状，增加矿量，炉温升高，矿渣流动性变好，排渣量增大，炉底压力就会下降，采取调节排料口高低的办法也可控制炉内料层厚度而使炉底压力变化，但平时很少采用。
３）炉气二氧化硫浓度。二氧化硫浓度的高低决定于进入炉内的硫量和空气量，反映着焙烧过程，生成三氧化二铁时，气浓低；生成四氧化三铁时，气浓高。用调整二氧化硫浓度调节矿量最为灵敏，有时也采用调节二次风的办法，炉气出口尘呈现黑色，炉底渣呈红色，开大二次风，减少炉底风，二气化硫浓度便会增高。
４）排渣情况。排渣时如果不注意渣的粒度、颜色和数量的变化，就无法搞清炉内的情况。①排渣粒度。排渣粒度基本与炉内粒度接近，当负压较大时，排渣较粗，炉内平均粒度变粗；当正压操作时，排渣细，炉内粒度平均变细。②排渣颜色。排渣颜色随渣中四氧化三铁和三氧化二铁比例的变化而变化，当单位面积投硫量小时生成红渣，特点是焙渣残硫低，烧出率高，不易生成升华硫，二氧化硫浓度不高，三氧化硫含量较高。当单位面积投硫量大时，生成黑渣，特点是二氧化硫浓度不高，易生成升华硫，三氧化硫含量降低，炉渣残硫高，烧出率低。
５）原料变化。①硫品位。当含硫低时，投料量增大，炉内料层厚，底压升高，温度不变，焙烧反应速度减慢，消耗氧
量增多，二氧化硫浓度不高，排渣最大。当含硫量高时，投料量减少，热量大，炉温高，炉内料层变薄，炉气冷却设备负荷大。②加水量。加水量大时易黏结使粒度增大，造成进料部位沸腾不良引起堆积和结疤，投料量大时尤为严重，同时增大炉气体积，易发生正压操作。
（３）调节方法。
１）风量调节。风量变化会影响炉内沸腾状况、温度、压力、二氧化硫浓度等一系列变化。
①正常操作中要稳定风量或小范围调整，根据炉口压力表来调节风量。
②以空气过剩系数或二氧化硫浓度高低调节风量，二氧化硫浓度高，过剩空气系数小，增风；反之减风，要求保持适度的空气过剩系数。
③观察渣色，为风量调节提供依据，渣色黑时，说明风量小，这时用风量调节时，一定要慎重，要控制好炉温，防止炉料残硫高突然反应温升太快而烧结，温度急剧上升时禁止调节风量，待正常后再调节。
２）温度调节。炉子的热平衡是靠含硫物料的氧化反应来维持的，故保证炉温的稳定应从产生或消耗的途径来实现。
①改变投矿量。增加矿量，温升；减少矿量，温降。操作时通过调节软管泵转速来实现。但当炉温低时，渣色黑时，增加矿量温度反而会下降。这时因为ＦeＳ２有一部分生成
ＦeＳ，这一反应是吸热反应，一旦断料或加风，大量的四氧化三铁和ＦeＳ被氧化使温度骤升，控制不当将造成高温结疤，此时应减料，待温度正常后再调整。
②改变矿含硫品位。在各种条件相同时，提高硫品位，温度上升，这种途径一般通过配矿来实现，需要一个过程和较长时间。
③改变矿浆浓度。对原料硫品位搞不清时，浓度要高一些，使用时根据炉温情况通过加水稀释来实现较快。如果浓度低，一旦炉温下降，增加矿量后矿浆中水分蒸发需要吸收大量的热，炉温提不起来，提高浓度又需要时间，会非常被动。
④炉顶加水。水在炉内高温下要吸收大量热来汽化蒸发，可起到降低炉温的作用，但会使炉前气量增大而呈正压，一般只做微调使用。
３）压力调节。调节炉底压力的主要途径是调节沸腾层阻力，它取决于料层厚度和堆积重量。
①开大风量，加大排渣，料层厚度降低，炉底压力下降，反之上升。
②增加矿量将增加料层厚度而使底压下降，但通常排料口高度是固定的，易引起炉内积料，故很少采用此种方法。
③微正压能加大排渣量而使底压下降，但操作环境恶化，同时造成含金物料的大量流失，故要坚决禁止。
④炉内不宜长时间用采用较大的风量，长时间大风，会增加
风选，使炉料平均粒度变粗，而使炉底压力升高。
４）矿量调节。
①炉温低，风量正常时加料。
②炉底压力较高时减料。
③加料后炉温不升反而降低时，应减料。
④排渣粒度变粗时，应减料。
⑤炉内情况复杂判断不清时，应减料或加风，找出问题后再对应进行调节。
⑥开车时，软管泵转速度要较低一些，投料后根据温度或气体浓度情况再缓慢由小到大适当调节。
总结焙烧炉多年经验，要想操作好，必须做到以下几点：一认真。认真抓好原料质量。二看。看渣色，看炉气冷却器出口温度。三勤。勤检查，勤联系，勤调节。四稳定。稳定底压，稳定风量，稳定炉温，稳定加水量。五不准。不准正压操作，不准出黑渣，不准负压过大，不准断料，不准大幅度调节。
6.2.9 沸腾炉开停车
6. 2.９.１开车
开车过程分为六步，即烘炉、检查、铺炉、冷试、点火升温、投料。
（１）烘炉。对于新建成或大修后的炉子，首次开车都要烘炉，其目的是烘干耐火材料砌体，脱除其中的水分，稳定其
耐火性能，使炉子不漏气，延长使用寿命。炉内多余的水分主要是指在１００℃左右排出的游离态水（机械水），在３５０℃左右排出的结晶水和在６５０℃左右排出的残余结合水。
烘炉时注意事项如下：
１）要严格按烘炉曲线进行；
２）要求烘炉升温时升温速度要均匀；各点温度相差不大，若升温太快，耐火材料砌体中的水分激烈蒸发会发生裂缝；３）升温时发现温度超过预定值时应减慢速度；
４）烘炉的最后保温阶段应定期测定炉气含水量，确实把砌体水分降至最低，降温时也要均匀，不要太快，等炉子冷却正常温后，清净炉床上的灰，即完成此作业。
（２）检查。检查内容包括风帽、炉衬、测试阻力等。测试风帽阻力的原则是稳定一定的风量，逐个测试每个风帽及每个风眼，要求单个风帽阻力相差小于５０Ｐa（5mmH2O），所有风帽阻力相差小于１００Ｐa（１０mmH2O）。
（３）铺炉。即铺炉料，这是微沸腾开炉的必要程序，对底料的要求是含水量小于２％－３％，含硫小于８％，平均粒度为０.1mm，大修后开车时掏出的炉料应用小于０.０７４mm（－２００目）筛子过筛，铺炉厚度为６５０mm左右。
底料水分大时难以铺匀，开炉时易形成炉料穿孔，含硫量太高时，着火后温度上升快难以控制；底料薄时易升温，
但热量容量少，投料后炉子状况不稳定，底料厚则升温速度慢，所需时间长，燃料消耗高。
底料铺的好坏对沸腾层的均匀性有很大的影响，必须认真操作，细致检查。
（４）冷试。铺好底料后，封闭炉门，开动鼓风机，逐渐增大风量，建立正常沸腾状态，一次３～５min，停风，检查料面是否平整均匀，即可开炉；如果起包，料面不平整，必须进行处理，再冷试，直到料面均匀平整为止。
（５）点火升温。先在固定层状态下烧料面，当料面烧至５００℃左右，鼓风适量开启搅拌，使底料温度均匀上升，如此交替进行，直到整个底料温度升至３００℃左右，开始鼓风，在微沸腾状态下，继续加热底料，使底料温度升温达到６５０℃以上，即炉料着火温度。
（６）投料。当底料温度达到６５０℃以上后，与后续岗位联系投料事宜，然后，将提高风量，将矿浆投入炉内视温度情况，关油枪或继续烧油，并逐渐调整各种条件，转入正常操作。
６.2.9.2点炉操作注意事项
注意事项如下：
（１）喷油加热料面时，应事先把炉顶副烟道、观察孔打开。
（２）点火后，油风比要控制好，以使油充分燃烧，同
时点火初期应有专人看管，以防炉温低造成熄灭。
（３）当熄灭时，应立即关闭油枪，当炉内吸入足够的空气后，才能重新点燃和喷烧，以防发生重大事故。
（４）加热炉料时，要注意搅拌底料，以防局部烧结。
（５）加热底热时，应注意炉顶温度不得长时间超过９５０℃。
（６）点火升温要与各岗位做好联系，达到共同具备投料条件。
（７）刚投料时要密切注意灰、渣颜色和各点温度，若烟囱冒出灰是紫红色的而炉温上升不快可缓慢加料；但若冒出的是黑灰时，即使炉温上升不快也不急于加料。
（８）升温完毕停下待通气时，时间不要过长，以防熄火。
６.2.9.3正常情况下的开车步骤
步骤如下：（１）待相关岗位开启后，开刮板机和溢流螺旋。（２）开罗茨风机（盘车后），逐渐调整直到生产所需。（３）将炉底压力控制在停车前相同的位置。
（４）待各点温度上升达到５００℃左右时开始进料，由小到大，不能一步到位。
6.2.9.4停车
当系统或沸腾炉本身发生故障不能维持正常生产时，需停车。
（１）短期有计划停车，应使停炉后炉料不致烧结，炉温不致降得太低太快，以便重新开炉。其操作方法是停水断料后继续正常鼓风，温度升至最高点开始下降４～５℃时，说明硫已经燃烧完，封闭旋风闸板，停风机，做好保温工作。
（２）短期无计划停车，主要指突然停电、断水、断料等情况，此时，一方面要使风机调频归位，使矿、水不得进炉，另一方面又要与有关岗位联系积极处理故障，具备开车条件，开车时要先用较大风量吹一下，然后逐渐调整至正常开车状态。
（３）长期停车，应将炉料中的硫完全燃烧，以免再次开炉时，焙砂残硫高，底料温度难以控制。操作要点是：停水停料，正常风量下鼓风，随着硫的燃烧在温度逐渐下降至５００℃以下时，停风，自然冷却。
常见故障及处理
沸腾炉常见故障有很多，现分别讲述如下：
（１）进料处堆积。一般现象是进料处炉底层温度下降，严重时中层温度也下降，检查可发现进料部位矿层发暗，出现蓝色火苗或明显堆料，主要原因是：
１）原料含水量过大或炉顶大层温度较低。
２）原料粒度增大后使进料处沸腾不良。
３）进料太多而风量不足。
４）炉内长期未清理，杂物大颗粒聚集过多。抓好原料
管理，严格按照操作堆积操作，一般可减少此类事故的发生。
（２）排生料。如果焙砂出炉后冒白烟，二氧化硫气味甚浓，则表示其中有较多的硫化物未能被氧化，这就是排生料。
主要原因为：焙烧温度过低，空气直线速度过大，排料口太低，炉内沸腾头部不良，矿浆入炉后，压缩风压力低，雾化不好，精矿在炉内没有被彻底氧化就被排出炉外。
发现排生料，要马上查明原因，及时调整，按工艺条件操作。
（３）炉子冒正压。冒正压将会造成含金物料流失，操作中应坚决杜绝。冒正压分为三种情况：
１）当突然冒正压且较大时，一般为主风机跳闸或电雾安全水封被抽空。
２）当突然冒正压且时间较短时，一般为炉内塌冷灰，也可能是加水量、时料量大以及风机风量调节幅度较大。
３）当出现较长时间冒正压时，一般为系统风量不协调，炉底压力波动大，管道出现堵塞或漏气引起负压降低而产生。
（４）炉底局部温度过低。现象为：炉底单点温度偏低且不稳定，排料粒度变粗。
原因为：１）风量偏小，大颗粒沉积使局部沸腾不起来；２）矿浆雾化不好；３）矿粉粒度发生变化未及时增风调整；
４）大鼓风时间过长。
处理方法为：１）适当增大风量吹几次；２）调整压缩风压力，提高矿浆雾化效果；３）及时调整入炉风量；４）协调好系统风量，避免风选现象。
（５）炉底压力增长过快。
原因为：１）进料量大，风量调整不及时；２）排料口堵塞，排料不畅；３）风室积灰过多。
处理方法为：１）常看焙砂颜色，及时调整风料比；２）疏通排料口；３）停炉，清理风室积矿。
（６）炉底压力偏低。
原因为：１）风料比不合适，料层变薄；２）原矿粒度变细；３）测风压力管漏气。
处理方法为：１）调整风料比；２）调整风量或增加投矿量；３）检查修理测压装置。
（７）炉顶塌灰。
现象为：１）炉子突然冒正压；２）炉低压力大幅度波动一下再增高；３）炉温有时有上升趋势；４）气体浓度升高。
原因为：１）原料粒度变细，炉本身负荷重，细灰滞留于炉上部，脱硫不好生成黏结性矿渣，达到一定重量下塌；２）炉体内扩大角较小，斜坡斜度不够。
处理方法为：１）除了炉体扩大角度大于６０°外，还
可以在炉体上增调二次风以降低炉上部矿尘残硫；２）通过调节矿大层温度，使各点温度平衡，避免炉内塌灰。
氧化铝生产工艺流程及在线设备描述 我厂氧化铝生产工艺流程采用拜耳法工艺。其用的矿石、石灰用汽车运入卸矿站，通过板式输送机，胶带输送机及卸料车进入矿仓和石灰仓。磨头仓底部出料设有电子皮带计量装置。按规定的配料比与经过计量的循环母液加入磨机。磨矿过程采用一段球磨与水力旋流器分级闭路的一段磨矿流程，磨制合格的原矿浆送往原矿浆槽，再用泵送至溶出工序的矿浆槽。 矿浆槽内矿浆送入溶出系统，管道化溶出采用Φ159Φ×8/2 ∣Φ480×10×1150000管道化溶出器，三套管四层间接加热连续溶出设备（Φ159管走料，Φ480管供汽），通过四段预热和三段加热，使物料出口温度达145℃，送入保温罐保温一小时以上，经过三级闪蒸和稀释，完成溶出过程。 稀释矿浆在Φ16M高效沉降槽内进行液固分离，底流进入洗涤沉降槽，进行5～6次赤泥反向洗涤，末次洗涤沉降槽底流经泵送往赤泥堆场进行堆存。 将合成絮凝剂制备成合格的溶液，按添加量加入赤泥分离沉降槽，将制备好的合成絮凝剂按添加量加入赤泥洗涤沉降槽，以强化赤泥沉降、分离和洗涤效果。 分离沉降槽溢流用泵送入粗液槽，再送226m2立式叶滤机进行控制过滤，过滤时加入助滤剂（石灰乳或苛化渣），滤饼送二次洗涤槽，精液送板式热交换器。 精液经板式热交换器与分解母液和冷却水进行热交换，冷却至设定温度后，再与种子过滤滤饼（晶种）混合，然后用晶种泵送至种分分解槽首槽（1#或2#槽），经连续种分分解后，从11#槽（或12#槽）顶用立式泵抽取分解浆液进行旋流分级。分级溢流进13#（或12#）分解槽，底流再用部分分解母液稀释后自压或用泵至产品过滤机，分解11#槽的分解浆液，从槽上部出料自流或下部用泵至120m2种子过滤机，滤饼用精液冲入晶种槽，滤液入锥形母液槽。 AH浆液经泵送入80 m2平盘过滤机，进行成品过滤、洗涤、氢氧化铝滤饼经皮带送至氢氧化铝储仓或直接送至焙烧炉前小仓。母液送种子过滤机的锥形母槽。氢氧化铝洗液（白泥洗液）送溶出稀释槽。锥形母液槽的溢流进母液槽，底流送立盘过滤机过滤，滤液进母液槽，滤饼混合后作种分种子。母液槽内母液部分送氢氧化铝旋流分级底流作稀释液，其余经板式热交换器与精液进行热交换提温送至蒸发原液槽。 蒸发原液除少部分不经蒸发直接送母液调配槽外，大部分送六效管式降膜蒸发器内进行浓缩，经三次闪蒸后的蒸发母液送调配槽。在流程中Na2CO3高于规定指标时，需排盐，此时，蒸发二级闪蒸出部分母液送强制循环蒸发器内进行结晶蒸发，并加入部分盐晶种，作为蒸发结晶的诱导结晶，然后在析盐沉降槽进行分离，底流用排盐过滤机进行过滤分离，滤饼用热水溶解后，送入苛化槽内，添加石灰乳进行苛化，苛化渣送赤泥洗涤系统。排盐过滤机滤液和盐分离沉降槽溢流进强碱液槽，其一部分送入蒸发出料第三次闪蒸槽与蒸发母液混合，还有一部分送各化学清洗用点和种分槽化学清洗槽。新蒸汽含碱冷凝水和二次蒸汽冷凝水用作氢氧化铝洗水或送沉降热水站。生产补碱用NaOH浓度大于30%的液体苛性碱，循环母液储槽区域设有补碱设施。 焙烧炉前小仓料位与仓下皮带计量给料机连锁，控制焙烧炉进料量。含水6～8%的氢氧化铝经皮带、螺旋喂料机送入文丘里干燥器内，干燥后的氢氧化铝被汽流带入一级旋风预热器中，一级旋风出来的氢氧化铝进入第二级旋风预热器，并与从热分离器来的温度约1000℃的烟气混合后进行热交换，氢氧化铝的温度达320～360℃，结晶水基本脱除，预焙烧过的氧化铝在第二级旋风预热器与烟气分离卸入焙烧炉的锥体内，焙烧炉所用的燃烧空气经预热至600～800℃从焙烧炉底部进入，燃料、预焙烧的氧化铝及热空气在炉底充分混合并燃烧，氧化铝的焙烧在炉内约1.4秒钟时间完成。
焙烧工序简介 一、焙烧工序概述 把从种分车间送过来的氢氧化铝料浆经洗涤过滤后送入焙烧炉的干燥与预热段，被预热的物料进入焙烧炉完成焙烧作业；焙烧物料经冷却系统冷却，得到合格的氧化铝送入氧化铝大仓。 二、焙烧主要设备及性能 平盘过滤系统主要设备有平盘过滤机、真空泵、料浆泵、滤液槽等，过滤机为65㎡平盘过滤机，生产能力1.5t/m3.h.台。焙烧系统主要设备有气态悬浮焙烧炉、ID风机、双室流态化冷却器、罗茨鼓风机、静电收尘器、干燥热发生器等。焙烧采用气态悬浮焙烧炉，生产能力1400t/d.台；焙烧燃料为煤气，由厂区煤气站3台灰熔聚流化床粉煤气化炉提供，煤气值为1400kcal/Nm3。 三、焙烧工艺流程 焙烧工序主要分为平盘和焙烧炉两大岗位。 平盘系统主要是处理由种分车间送过来固含在750~900g/L的氢氧化铝料浆，送入料浆槽，由料浆泵打上平盘，经布料均匀分布在平盘表面，在平盘转动一周的过程中完成两次洗涤、三次液固分离，液体在分配盘和真空的作用下分别进入母液槽、强液槽、弱液槽，产出的弱液经弱液泵打上平盘作一次洗液，强液送至化灰机进行化灰，母液送到六车间母液槽；洗涤合格后的氢氧化铝（附碱≤0.1%;附水≤8%）,通过螺旋卸料,经皮带输送机进入氢氧化铝大仓。 焙烧系统主要处理平盘送过来的合格氢氧化铝，由皮带称称重后，经螺旋输送机送到文丘里干燥器中与旋风预热器PO2出来的大约350~400℃烟气相混合传热，脱去大部分附着水后进入PO1旋风预热器进行预热、分离。PO1分离出的氢氧化铝和来自热分离旋风筒(PO3)的热气体(1000～1200℃)充分混合进行载流预热并带入PO2，氢氧化铝物料被加热至320～360℃，脱除大部分结晶水。CO1旋风分离出来的风(600～800℃)从焙烧炉PO4底部的中心管进入，从旋风预热器PO2出来的氢氧化铝沿着锥部的切线方向进入焙烧炉，以便使物料、燃料与燃烧空气充分混合，在VO8、V19两个燃烧器的作用下，温度约为1050~1200℃，物料通过时间约为1.4S，高温下脱除剩余的结晶水，完成晶型转变。焙烧后的氧化铝在热气流的带动下进入热分离旋风筒PO3中风离，由PO3底部出来的物料被一次冷却系统CO2旋风分离出来的风带入CO1中冷却，CO3旋风分离出来的风把CO1出来的料带入CO2中冷却，同样，CO4旋风分离出来的风把CO2出来的料带入CO3冷却，而由CO3分离出的料则被AO3进风口的风带入CO4中，氧化铝经CO1、CO2、CO3、CO4四级旋风的冷却后，温度变为180℃左右，在CO2入口处装有燃烧器T12，作为初次冷态烘炉用。为了把氧化铝进一步冷却到80℃以下，从CO4出来的料经分料阀进入KO1、KO2二次流化床冷却器中继续冷却，它主要是通过内部的热交换管束中的水与管外的氧化铝之间进行逆向的热交换，整个过程大约需要30～40min。出来的氧化铝冷却到了80℃以下，通过气力提升泵送到旋风分离器中进行料风分离，经三级分离出来的风带有氧化铝粉尘，把它反到AO3进风口处进行二次利用，旋风分离器底部的氧化铝经过风动流槽输送到氧化铝大仓。 从PO1旋风筒中分离出来的含有ＡＯ的粉尘烟气（180℃）经过电收尘分离出粉尘和废气．粉尘吸附在电极板上，通过阳极和阴极振打落入料风泵中，由罗茨风机提供的风输送到CO1、CO2的中上部．除尘后的烟气含尘量达到50mg/Nm3
氧化铝生产流程 中州铝厂：烧结法生产线（第一氧化铝厂） 第一氧化铝厂控制系统有AB公司、ROCKWELL公司、Honeywell公司；企业与院校协作逐步优化氧化铝各工序操作控制，如料浆制备、沉降分离洗涤系统等。 一车间：包括：铝土矿破碎、堆料、取料、输送：目前没有控制系统。 二车间：生料磨制、料浆调配：正在上一套控制系统，采用美国AB公司的control logic 5000系统，包括6台原料磨及各倒料泵、调配槽，每两台磨为一套控制器，倒料泵及调配槽为一套控制器，四套控制器连成网。目前安装已经完成，还没有投入使用。 三车间：熟料烧成、煤粉制备、熟料中碎、电收尘、风机螺旋：每台大窑上一套独立的控制器，有control logic 5000系列，也有slc 500系列，包括大窑参数的显示、设备的启停，不包括煤磨系统，不包括饲料泵及电收尘的控制，包括部分饲料参数的显示。5、6#煤磨合上一套slc 500系统，对煤磨有关设备进行控制。1—4#煤磨仍然是常规仪表控制。 四车间：熟料溶出、赤泥分离、赤泥洗涤：6台溶出磨上了三套control logic 5000控制系统，分离和洗涤仍然是常规仪表控制。 五车间：粗液喂料泵、脱硅、叶滤硅渣及**：其中5组6组脱硅分别上了一套control logic 5000控制系统，1-4组脱硅为常规仪表控制，叶滤上了一套control logic 5000控制系统。六车间：碳酸化分解、种子分解、氢铝过滤、母液蒸发：碳分上了一套slc 500控制系统，种分上了一套control logic 5000控制系统，5组6组蒸发分别上了一套TPS系统，1-4组蒸发为常规仪表控制。 七车间：平盘过滤、焙烧：三台焙烧及三台平盘上了三套TPS系统。 空压车间：石灰炉、二氧化碳站、高压站、低压站：5台石灰炉上了5套控制系统，有control logic 5000系统，也有slc 500系统。 中州铝厂：30万吨选矿拜耳法生产线（第二氧化铝厂） 选矿拜尔法流程国内首创，2004年初成功投产。在磨浮、高压溶出、赤泥分离洗涤、种分、蒸发工序上了5套TPS系统，另外选矿车间上了一套ABB公司control logic 5000系统，矿浆调配上了一套Honeywell 公司HC900控制系统。目前正在做这些系统的联网工作。 供矿：浮选矿法，中州铝厂生产药剂。14套视屏装置监视皮带、圆锥矿碎机。控制系统为ABB公司controllogic5000。 原料制备：24套视屏装置监视4台格子磨等，2套模糊控制东大设计院开发（软件复杂），2套模糊控制计控室开发，设计的磨机负荷及矿浆密度参与控制，因引进芬兰的矿浆粒度分析仪不好用（易堵取样管），所以没实现完全模糊控制，计控室以后将改进并进一步优化控制。单管溶出：4个预脱硅槽、2个预脱硅加热槽、3台隔膜泵、9个溶出器、10个自蒸发器、13个加热器。蒸汽从1、2级溶出器底部进入加热，3到9级溶出器利用余热加热，溶出器无搅拌机，溶出器内基本无结巴。13级碱液加热，后3级有结巴。检测控制少。调节阀用上海梁光厂（定位器为韩国YTC），蒸汽用气动调节阀，其他用电动调节阀，电动调节阀有
氧化铝工艺流程简介 一、生产工艺简介 公司采用国际先进的拜耳法生产工艺，主要设备从德国、法国、荷兰、澳大利亚等国进口；生产指挥系统采用美国Rockwell公司的DCS控制系统。公司还建有庞大的生产ERP系统及信息管理系统，集生产调度、控制、信息采集、管理于一体。 二、生产工艺流程图
三、工艺流程简述 1、原料工序原料矿石堆场在建厂初期，为方便装卸矿石及避免大量杂质在倒运过程进入生产流程，堆场使用原矿石将地基提升50cm压实后用于储存铝土矿。原矿石由汽车运进厂的铝土矿经地磅站称重后和原矿堆场的铝土矿经破碎后一起倒入卸矿站，经胶带输送机送往均化堆场堆存，为避免斗轮取料机将杂质当做矿石取走，取料机斗轮离地面30cm，其间用矿石进行填充，再由胶带输送机将铝土矿送往原料磨的磨头仓。外购石灰由汽车运进厂，卸入石灰卸矿站，经胶带输送机送往石灰仓，一部分石灰通过胶带输送机送往原料磨磨头仓，另一部分石灰送往石灰消化工段。在石灰消化工段，石灰与热水一同加入化灰机中，制备的石灰乳流进石灰乳槽，石灰乳用泵送往蒸发车间苛化工序和沉降车间控制过滤工序。在原料磨工段，铝土矿、石灰及循环母液按比例加入原料磨中磨制原矿浆，原矿浆用水力漩流器进行分级，分级机溢流为合格的原矿浆，送入原矿浆槽，分级机底流返回原料磨。为应对磨机突发故障及流程稳定，矿浆槽必须保持一定液位。 2、溶出工序来自原料磨已研磨好的原矿浆首先进入溶出预脱硅槽，矿浆通过预脱硅槽的压差进行自溢流至末槽，同时为消除矿浆中的SiO2对溶出过程的影响，根据车间操作规程，矿浆在预脱硅槽首槽加热至100℃，且原矿浆在脱硅槽中停留8h以上，以达到预脱硅的目
氧化铝焙烧炉主炉温度 p d f This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
氧化铝焙烧炉主炉温度控制回路设计 成员： 设计类型：过程控制工程课程设计二〇一五年十二月六日
摘要 氧化铝焙烧炉主炉温度是氧化铝焙烧过程中非常重要的一个控制点，影响温度的主要因素是燃料流量，燃料流量的大小通过阀门开度进行控制，为了达到控制目的，需要设计合适的控制回路，实现焙烧炉温度的稳定控制。氧化铝焙烧的主要工艺参数 是灼烧温度．灼烧温度的高低与稳定与否直接决定着氧化铝的出厂质量，所以稳定控制氧化铝灼烧温度是保证氧化铝生产质量的主要途径。本文以氧化铝焙烧生产过程控制系统为背景，开展了氧化铝焙烧生产过程控制策略的研究和控制系统的设计以及器件的选型。 关键词：氧化铝焙烧；器件选型；串级控制系统；PID 参数整定 组员分工： 蓝冠萍：仿真与控制回路设计、论文的撰写与排版 段秀花：仿真与控制回路设计、论文排版 蔡惠菁：论文资料汇总、论文的图片文字检查
一、氧化铝生产工艺 生产氧化铝的方法大致可分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目 前工业上几乎全部是采用碱法生产。碱法有拜耳法、烧结法及拜耳烧结联合法 等多种流程。 目前，我国氧化铝工业采用的生产方法有烧 结法，混联法和拜耳法三种，其中烧结法占 20.2％，混联法占 69.4％，拜耳法占 10.4％ 虽然烧结法的装备水平和技术水平在今年来有所提高，但是我国的烧结技术仍处于较低水平。而由于拜耳法和烧结混合法组成的混联法，不仅由于增加了烧结系统而使整个流程复杂，投资增大，更由于烧结法系统装备水平和技术水平不高，使得氧化铝生产的能耗增大，成本增高，降低我国氧化铝产品在世界市场上的竞争力。拜耳法比较简单，能耗小，产品质量好，处理高品位铝土矿石，产品成品也低。目前全世界 90％的氧化铝是用拜耳法生产的。拜耳法的原理是基于氧化铝在苛性碱溶液中溶解度的变化以及过氧化钠浓度和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。 下面两项主要反映是这一方法的基础： A l2 O3 xH 2 O 2 NaOH (3 x) H 2 O 2 NaAl (OH )4 NaAl (OH )4 Al (OH )3 NaOH 前一反映是在用循环的铝酸钠碱溶液溶出铝土矿时进行的。铝土矿中所含的一水和三水氧化铝在一定条件下以铝酸钠形态进入溶液。后一反映是在另一条件下 发生的析出氢氧化铝沉淀的水解反应。铝酸钠溶液在 95-100 度不致水解的稳 定性可以用来从其中分离赤泥，然后使溶液冷却，转变为不稳定状态，以析出 氢氧化铝。 拜耳法生产过程简介：原矿经选矿、原矿浆磨制、溶出与脱硅、赤泥分离与精制、晶种分解、氢氧化铝焙烧成为氧化铝产品。破碎后进厂的碎高矿经均化场均化后，用斗轮取料机取料入输送机进入铝矿仓，石灰石经煅烧后输送到石灰仓，然后与循环母液经调配后按比例进入棒磨机、球磨机的两段磨和旋流器组成的磨矿分级闭路循环系统。分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽，用高压泥浆泵输送矿浆进入多级预热和溶出系统，加热介质可用溶盐也可用高压新蒸气，各级矿浆自蒸发器排出的乏气分别用来预热各级预
氧化铝生产工艺 在氧化铝生产行业，氧化铝的生产方法大约分四类：碱法、酸法、酸碱联合法、和热法，但目前用于工业生产的基本全部属于碱法。 用碱法生产氧化铝，是用碱（NaOH或Na2CO3）来处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合物，将不溶解的残渣（由于含氧化铁而成红色，故称赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或综合利用，已回收利用其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，经与母液分离、洗涤后焙烧，得到氧化铝产品。 用碱法生产氧化铝又可分为：①拜尔法②烧结法③联合法，因我国的铝土矿资源的特殊性，主要为一水硬铝石，因此在早期建厂的生产氧化铝的方法均采用烧结法、混联法，后期建厂和扩建工程多采用拜尔法较多，拜尔法具有工艺流程简单，投入成本少，产品质量好等特点。 具体情况如下： 中国铝业山东分公司：1954年建厂，采用烧结法，后经四次扩建，主要采用拜尔法，2006年的总产量已达128万吨 中国铝业河南分公司：1965年建厂投产，主要采用混联法，1999年完成4次扩建，年产达80万吨，2005年新建年产70万吨的拜尔法生产线，2006年的年生产量已达到232万吨。 中国铝业贵州分公司：1978年完成一期拜尔法生产线，年产15万吨，后经扩建，采用混联法，2006年已达到年产120万吨。 中国铝业山西分公司：1987年一期烧结法投产，后经扩建，1992年完成二期混联法，年产达70万吨，2005年投产的拜尔法80万吨项目，到2006年已经达到年产219万吨目标。 中国铝业中州分公司：1992年一期投产烧结法，后经两次扩建选矿拜尔法生产线，2006年年产量达172万吨。 中国铝业广西分公司：1995年拜尔法投产使用，2006年总产量达94万吨。 中国铝业集团还有重庆、遵义准备建造氧化铝厂。 除中国铝业公司外，现已建或拟建的氧化铝项目29个，山东荏平氧化铝、山东魏桥氧化铝氧化铝、山西鲁能晋北氧化铝、山东龙口东海氧化铝、山东信发（100万吨）、河南开曼铝、东方希望铝业（三门峡）有限公司、广西华银（160万吨）、阳煤集团（120万吨）等众多氧化铝企业。据专家估计，2006年我国的氧化铝产量将年增29-33%，达到1200-1300万吨。
焙烧生产工艺技术操作规程 1 目的范围：焙烧是通过对焙烧温度和负压的控制，按工艺标准和要求移动火焰系统，以及对焙烧系统和控制系统的监视和调整，使阳极焙烧生块按一定的标准升温曲线进行焙烧的间接加热过程，阳极达到使用要求。主要由焙烧炉系统及辅助系统组成。 2技术条件 2.1装炉 2.1.1 炉室温度不大于60oC。 2.1.2炉底料厚度60-100 ㎜，层间料厚度30㎜，覆盖料厚度大于550㎜。 2.1.3每炉箱卧装6层，每层3块。块距炉墙不小于40㎜。 2.1.4填充料粒度2－８㎜，不允许有大于15㎜的结块。 2.2温度控制 2.2.1 采用煤气加热，煤气温度5－25°C。 2.2.2 高温炉室火道温度1170--1250°C，制品温度1050--1100°C，升温误差：800以下±20°C，800--1200
±30°C，升温超出误差时应在20分钟内调整到正常。 2.2.3 测制品温度的热电偶应插在炉箱尾端正中位置，插入深度为1200㎜。 2.3 负压 燃烧嘴处：1--5 Pa 火道：100—150Pa 烟斗：600—1000Pa 排烟机入口：大于2.5Kpa 2.4 升温曲线 5室运转180小时升温曲线 阶段温度区间（°C）需用时间（小时） 1 150--500 36 2 500--800 36 3 800--1000 36 4 1000--1200 24 5 1200 48 合计 180
6室运转240小时升温曲线 阶段温度区间（°C）需用时间（小时） 1 150--450 40 2 450--600 40 3 600--760 40 4 760--1000 40 5 1000--1200 32 6 1200 48 合计 240 8室运转256小时升温曲线 阶段温度区间（°C）需用时间（小时） 1 150--360 32 2 360--540 64 3 540--650 32 4 650--780 32 5 780--960 32
氧化铝的生产工艺流程 氧化铝的生产工艺流程从矿石提取氧化铝有多种方法，例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，其产量约占全世界氧化铝总产量的95％左右。70年代以来，对酸法的研究已有较大进展，但尚未在工业上应用。 拜耳法 系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作；②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。 拜耳法的工艺流程见图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。直到70年代后期，拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于7～8。由于高品位三水铝石型铝土矿资源逐渐减少，如何利用其他类型的低品位铝矿资源和节能新工艺等问题，已是研究、开发的重要方向。 碱石灰烧结法 适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钠（CaO·TiO2组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3·H2O 等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6－2x)H2O 沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴
氧化铝生产工艺流程图 流程仿真技术原理 根据工艺过程所涉及到的基础物性数据，引用或创建特定的物性包，建立生产过程中的单元设备的数学模型和单元设备之间的模型，从而完成完整描述实际生产过程系统的数学模型[6，7]。通过一定的数学方法对过程中所涉及到的模型进行联列求解。通过装置的稳态和动态模型，进行不同方案和工艺条件的分析，为新工艺的规划、研究开发和技术可靠性进行分析，为生产实际提供优化操作指导。在动态模拟中，还可以通过不同控制策 略的比较，对生产过程进行优化控制[5]。 生产过程的数学模型通常为一大型非线性代数方程组，过程模拟实质就是通过求解该非线性方程组来预测在一定工艺条件下生产过程的性能。常用 的求解方法主要有序贯模块法、联立方程法和联立模块法[3]。 氧化铝生产工艺 氧化铝的生产方法有酸法、碱法和热法。目前氧化铝工业生产实际应用的是碱法。碱法又包括拜耳法、烧结法及各种形式的联合法。因拜耳法生产成本低，经济效益好，流程相对简单，应用最广，所以主要介绍一下拜耳法的生产工艺。 所谓拜耳法是因为它是由K.J.bayer在1889－1892年提出而得名的。拜耳法主要包括两个主要过程，一是Na2O与Al2O3摩尔比为1.8的铝酸钠在常温下，只要添加氢氧化铝作为晶种，不断搅拌，溶液种的Al2O3就可以呈氢氧化铝析出，直到其中Na2O：Al2O3的摩尔比提高到6为止，此即为铝酸钠溶液的晶种分解过程。另一过程是已经析出了大部分氢氧化铝的溶液。在加热时，又可以溶出铝土矿中的氧化铝水合物。此即利用种分母液溶出铝土矿的过程。交替使用这两个过程处理铝土矿，得到氢氧化铝产品，构成所谓拜耳法循环[8]。拜耳法的生产工艺流程图如图1 所示。
沸腾炉的工艺操作 沸腾炉的工艺操作并不十分复杂，主要是根据各种测量仪表的指示和观察焙砂质量来进行控制。通过正确的调节，维持炉子的风量、温度、加料量、压力等指标和炉内酸化条件的相对稳定，保证炉子安全运行，产出合格焙砂和烟气。（１）操作要求。 １）要全面掌握炉子的运行情况，包括技术指标、原料、排渣、供风、烟气及系统相关工序运转的大致情况。 ２）要具有对各项指标、各个因素综合分析的能力。炉子的任何一个指标，任何一个因素都是相互影响的，在日常操作中，要学会观察分析，多动脑筋，多做笔记，不断积累经验，确实掌握了解每个指标、每人因素的因果关系，提高自己的分析判断能力。 ３）养成细致入微的工作作风。炉子运行过程中会出现不同的情况，出现问题后，一定要先做全面细致的了解，冷静分析，把问题搞清楚再作处理。一些表面现象、原因可能会有多种多样，如果没有严谨的工作作风，盲目调节，就有可能把小问题搞大，适得其反，甚至把炉子搞垮。 ４）提倡一个“勤”字，做预见性调节。炉子在运行过程中，如果运行发生了变化，基本上事先都要经过一个变化过程，这就是要求操作时一定要勤观察、勤思考、勤分析，找准问题，调节时，动作要求小，要勤调，不怕麻烦，只有这样才
能对炉子做到准确的预见性调节，才能做到万无一失。（２）操作调节诸因素分析。 １）温度。沸腾炉温度的特点是床层温度的均匀性，由于各点温差不大，只要局部条件的变化就可以起到调节整个床层温度的任用。 ①硫的影响。炉内的热量来自硫的燃烧，原料含硫量高，炉温上升快，但当过剩空气不足时生成四氧化三铁黑渣，常伴有硫化亚铁生成，这时投矿量增加，炉温反而会下降。在这种情况下，一旦断料会使炉内氧气过剩，四氧化三铁和硫化亚铁被氧化放热，便会造成高温结疤。硫含量的变化对温度影响很大，可采用调节投矿量的方法进行控制。 ②风量影响。风量的变化也影响炉温的改变，当炉内呈四氧化三铁黑渣时，不要随便减风；；当炉内呈三氧化二铁红渣时，不要随便加风；当炉温骤升时，不要调节风量（生产中多不采取风量控制温度）。 ③冷却介质影响。当炉温高时加水会降低炉温，但它只是将气体显热变成水汽的潜热，并未将热量从炉内移走，从而增加了炉后冷却净化设备的负荷。 ２）炉底压力。沸腾层的阻力大小决定于静止料层的厚度和它的堆积重量，同炉内流速无关，流速高低只能改变炉内沸腾层的孔隙率和膨胀比。但当风量开大时，沸腾层的膨胀比增大，排渣量增大而使炉底压力降低；当增加投矿量时会增
氧化铝的主要冶炼工艺介绍 氧化铝的冶炼工艺大致可以分为烧结法、拜耳法和烧结-拜耳联合法等。 一、烧结法 1.1烧结法的基本原理 将铝土矿与一定数量的纯碱、石灰（或者石灰石）、配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时固体铝酸钠便进入溶液，铁酸钠水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。在用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝，经过焙烧后产出氧化铝。分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液经过蒸发后返回配料。 1.2烧结法工艺过程简述 烧结法生产氧化铝有生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离以及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝的分离以及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。 生料浆制备：将铝土矿、石灰（或石灰石）、碱粉、无烟煤以及碳分母液按一定的比例，送入原料磨中磨制成生料浆，经过料浆槽的三次调配成各项指标合格的生料浆，送熟料窑烧结。 熟料烧结：配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200℃-1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化，主要生产使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。熟料窑烧结过程通常在熟料窑（回转窑）内进行，氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝和纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，并且烧至部分熔融，冷却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。 熟料溶出：熟料经过破碎达到要求的粒度后，用稀碱溶液（生产上称调整液），在湿磨内进行粉碎性溶出，有用成分氧化铝和氧化钠进入溶液，成为铝酸钠溶液，而杂质铁和硅则进入赤泥。 赤泥分离和洗涤：为了减少溶出过程中的化学损失，赤泥和铝酸钠溶液必须快速分离，为了回收赤泥附液中所带走的有用成分氧化铝和氧化钠，将赤泥进行多次反向洗涤再排入堆场。
焙烧 焙烧与煅烧是两种常用的化工单元工艺。焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷和氧化碳等气流中不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化、还原或其他化学变化的单元过程，常用于无机盐工业的原料处理中，其目的是改变物料的化学组成与物理性质，便于下一步处理或制取原料气。煅烧是在低于熔点的适当温度下，加热物料，使其分解，并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程。两者的共同点是都在低于炉料熔点的高温下进行，不同点前者是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应，后者是物料发生分解反应，失去结晶水或挥发组分。 烧结也是一种化工单元工艺。烧结与焙烧不同，焙烧在低于固相炉料的熔点下进行反应，而烧结需在高于炉内物料的熔点下进行反应。烧结也与煅烧不同，煅烧是固相物料在高温下的分解过程，而烧结是物料配加还原剂、助熔剂的化学转化过程。烧结、焙烧、煅烧虽然都是高温反应过程，但烧结是在物料熔融状态下的化学转化，这是它与焙烧、煅烧的不同之处。 焙烧 1. 焙烧的分类与工业应用 矿石、精矿在低于熔点的高温下，与空气、氯气、氢气等气体或添加剂起反应，改变其化学组成与物理性质的过程称为焙烧。在无机盐工业中它是矿石处理或产品加工的一种重要方法。 焙烧过程根据反应性质可分为以下六类，每类都有许多实际工业应用。 (1) 氧化焙烧 硫化精矿在低于其熔点的温度下氧化，使矿石中部分或全部的金属硫化物变为氧化物，同时除去易于挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。硫酸生产中硫铁矿的焙烧是最典型的应用实例。硫化铜、硫化锌矿的火法冶炼也用氧化焙烧。 硫铁矿(FeS2)焙烧的反应式为： 4FeS2+11O2＝2Fe2O3+8SO2↑ 3FeS2+8O2＝Fe3O4+6SO2↑ 生成的SO2就是硫酸生产的原料，而矿渣中Fe2O3与Fe3O4都存在，到底那一个比例大，要视焙烧时空气过剩量和炉温等因素而定。一般工厂，空气过剩系数大，含Fe2O3较多；若温度高，空气过剩系数较小，渣成黑色，且残硫高，渣中Fe3O4多。焙烧过程中，矿中所含铝、镁、钙、钡的硫酸盐不分解，而砷、硒等杂质转入气相。 硫化铜(CuS)精矿的焙烧分半氧化焙烧和全氧化焙烧两种，分别除去精矿中部分或全部硫，同时除去部分砷、锑等易挥发杂质。过程为放热反应，通常无需另加燃料。半氧化焙烧用以提高铜的品位，保持形成冰铜所需硫量；全氧化焙烧用于还原熔炼，得到氧化铜。焙烧多用流态化沸腾焙烧炉。 锌精矿中的硫化锌(ZnS)转变为可溶于稀硫酸的氧化锌也用氧化焙烧，温度850～900℃，空气过剩系数～，焙烧后产物中90％以上为可溶于稀硫酸的氧化锌，只有极少量不溶于稀酸的铁酸锌(ZnO·Fe2O3)和硫化锌。 氧化焙烧是钼矿化学加工的主要方法，辉钼矿(MoS2)含钼量大于45％，被粉碎至60～80目，在焙烧炉中于500～550℃下氧化焙烧，生成三氧化钼。三氧化钼是中间产品，可生成多种钼化合物与钼酸盐。 有时，氧化焙烧过程中除加空气外，还加添加剂，矿物与氧气、添加剂共同作用。如铬铁矿化学加工的第一步是纯碱氧化焙烧，工业上广泛采用。原料铬铁矿(要求含 Cr2O335％以上)，在1000～1150℃下氧化焙烧为六价铬：
2焙烧氧化工艺 焙烧法是利用高温充气的条件下，使包裹金的硫化矿物分解为多孔的氧化物而使浸染其中的金暴露出来。焙烧法作为难浸金矿的预处理方法已有几十年的历史了。该法对矿石具有较广泛的适应性，操作、维护简单，技术可靠，但由于传统的焙烧处理放出S02, AS203等有毒气体，环境污染严重，因此其应用受到限制。但随着两段焙烧、循环沸腾焙烧、富氧焙烧、固化焙烧、闪速焙烧、微波焙烧等焙烧新工艺的出现，在一定程度上减少了环境污染，提髙了金的回收率，并且投资和生产成本相应降低，从而使焙烧氧化法又成为难浸金矿石预处理优先考虑的方案之一。 焙烧氧化工艺的基本原理 高温条件下，难处理金矿将发生如下主要化学反应： 对于黄铁矿： 3FeS 2+ 8O 2 ====Fe3 3 4 + 6SO 2 ↑ (5) 4FeS 2+ 11O 2 ====2Fe 2 O3 + 8SO 2 ↑ (6) 对于砷黄铁矿，在氧气不足和约450℃时： 3FeAsS==== FeAs 2 + 2FeS + AsS ↑ (7) 12FeAsS + 29O 2====4Fe 3 O 4 + 6As 2 O 3 ↑ + 12SO 2 ↑ (8) 在600℃以上时： 4FeAsS====4FeS + As 4 ↑ (9) As 4+ 3O 2 ==== 2As 2 O 3 ↑ (10) 焙烧氧化工艺技术特点 (1)该工艺处理速度快，适应性强，尤其是对含有机碳的矿石针对性强。 (2)副产品可以回收利用，可以综合回收砷、硫等伴生元素。
(3)在焙烧过程中，能造成硫化矿的“欠烧”或“过烧”，影响金的浸出率。 (4)焙烧过程产生大量的二氧体硫和三氧化二砷等有害气体，收尘系统复杂。 (5)工艺流程长而且复杂，操作参数要求严格，生产调试周期长。 (6)受到硫酸市场的影响和制约，酸价的波动直接影响该工艺的合理性。两段焙烧原则工艺流程见图2。 图2两段焙烧原则工艺流程图 国内外焙烧氧化技术的开发和应用现状 目前最常见的焙烧氧化工艺主要有针对金精矿的两段沸腾焙烧和针对原矿 的固化沸腾焙烧。 对于含相当数量砷的金精矿一般采用两段焙烧工艺，即在400 ~450弋下控制弱氧化焙烧气氛或中性气氛，含砷矿物被氧化生成挥发性的三氧化二砷，同时
1拜耳法生产氧化铝的工艺流程概述 拜耳法系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。 拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。 现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作； ②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。拜耳法的工艺流程见图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。 2 主要生产原理及过程 2.1 预脱硅与铝硅比的提高 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2
拜耳法氧化铝生产工艺流程框图 成品氧化铝 图一 焙烧 2O 3 图二 碱法生产氧化铝基本过程
开曼铝业氧化铝厂工艺流程简图
氧化铝厂主要生产车间 一车间：原料准备 包括：地磅房、破碎站、原矿堆场、均化库、石灰仓、石灰消化及原料磨等工段 a.石灰消化：3台ф1200x10500m化灰机，2用1备 b.石灰仓：3台ф14x18m c.拜尔原料磨（棒球两段磨加水力漩流器）：4组，每组配一级棒磨 ф3.2x4.5m及二级球磨ф3.6x8.5m，产能100t/h,用3备1。 二车间：高压溶出 包括：常压脱硅、高压泵房、管道化预热、溶出及稀释 a.常压脱硅:3台带加热管束搅拌的ф10x16m预脱硅加热槽及11台 机械搅拌的ф10x16m脱硅槽，1台ф6x6m赤泥洗液槽。其中预脱硅加热槽2用1备，脱硅槽10用1备。 b.高压泵房:36～6.8MPa，流量 400－500m3用1备。 c.溶出装置:2组。采用法铝技术，6级套管预热，4级压煮器预热， 新蒸汽间接加热，保温压煮器停留30分钟，10级闪蒸降温。每组配套预热管预热器长度2880m，19台ф2.8x16.8m压煮器，12台ф3.0-5.0x9.7m闪蒸器。2台ф12.5x13.5m溶出后槽，稀释料浆停留4.2小时，产能400－500kt/a. 三车间：赤泥沉降 包括：赤泥分离及洗涤、絮凝剂制备、控制过滤、赤泥贮槽及赤泥泵站、赤泥堆场、热水站 a.赤泥分离及洗涤:2组。采用高效深锥沉降槽技术及设备。每组配 6台ф14x16－18m高效沉降槽，其中分离槽1台，洗涤槽4台，备用槽1台。 b.控制过滤：7台226m2立式叶滤机，其中用6台备1台。 c.赤泥泵站：3台引进的高压隔膜泵，2用1备。
球团工艺及生产
球团工艺及生产 把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 球团矿生产的流程： 一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序，如下图所示。 球团矿的生产流程中，配料、混合与烧结矿的方法一致；将混合好的原料经造球机制成10-25mm的球状。 1.球团矿的概念 把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 球团生产与烧结生产一样，是为高炉提供“糖料”的一种加工方法，是将细磨精矿或粉状物料制成能满足高炉冶炼要求的原料的一个加工过程。将准备好的原料（细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等），按一定比例经过配料、混匀，制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结，这一过程即为球团生产过程，其产品即为球团矿。球团矿分酸性球团矿和碱性球团矿。由于酸性球团矿生产操作较易控制，且品位高，强度好，同时，高炉冶炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配合使用。
中进行，这样就顺利解决了在高温焙烧中的材质问题。而带式焙烧机在使用铺底铺边料和台车采用耐高温合金特殊钢的材质后才得以过关并获得大发展。 2、带式焙烧机工艺的优点 1）球团焙烧的整个工艺过程——干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。 2）能适应扩大生产规模的要求和实现大型化的要求。其最大已达到750 m2，单机产量达500万t以上。 3）对原料的适应性比竖炉强。这是因为在整个焙烧过程中，球团都处于静料层状态，不会因升温过程中球团本身强度的变化（时高时低）和球与球之间的相对运动而产生粉末。因而带式焙烧工艺基本适应于所有的矿种。 4）由于热系统的合理设置和管路短，在理论上讲，带式焙烧机的热耗可以达到最低水平，而且在实践中也创造出了最好记录。 3 带式培烧机的缺点 1）耐高温特殊合金钢的用量大、档次高。在目前国产化的条件下有较大的难度，特别在质量方面很难保证。 2）在生产过程中，对原料的稳定性要求高。这是由于焙烧（干燥、预热、焙烧、冷却）的全过程均在同一个设备上进行，靠调整机速来改变球团在各阶段的停留时间是不可能的。如要改变，除非改变上部炉罩的分段和风箱的配置，这将是十分麻烦的。 因而带式焙烧机的建设一般适合于大型矿业公司和原料供应长期相当稳定的钢铁厂，例如南美的一些厂家等。在日本，钢铁工业发展早期建设球团厂时，由于考虑到了原料来源的复杂性，在设计和制造了带式焙烧机后，也没有采用。这是值得我们注意和思考的。 3）成品球团的质量有不均匀的现象。由于球团在升温过程中，上下料层在各段炉罩的最高温度下停留时间的长短相差很大，因而会影响到成品球团矿的最终强度。另外．炉罩内温度和在台车上多多少少存在的边缘效应，也会影响成品球团矿的质量。 4）必须使用高热值的煤气和重油作燃料。使用煤的实践在工业上没有长期成功的经验。鲁奇公司曾研究过一项在上部风罩中喷煤燃烧的专利技术，但仅在印度德穆克雷得厂使用了一个月后就不再继续了。 带式焙烧机工艺是一项十分成熟的球团生产工艺，但也受到一些条件（如原料、燃料和设备制造材料）的制约，在采用该工艺时，需要十分认真地对待。 【球团设备】带式焙烧机工作原理介绍 带式焙烧机工作原理介绍:带式焙烧工艺可以说是受带式烧结机的启示而发展起来的。 1 、带式焙烧机不同于带式烧结机 细磨铁精矿球团的焙烧和铁矿粉的烧结，在固结原理上有着本质上的不同，致使其在工业生产技术上也有着很大的不同。因而要想把一般的烧结机改造成带式焙烧机将是十分复杂和困难的。 带式焙烧机从外形上看，和烧结机十分相似，但在设备结构上存在很大的区别。如，台车的结构和支架的承力，风箱的分布和密封的要求．上部炉罩的设置和密封，风流的走向（不像烧结机那样是单一的抽风，而是既有抽风又有鼓风），布料方式，成品的排出和台车运行速度等，都不相同，特别是本体的材质更是完全不同。为了能长期安全地承受最高焙烧气体的温度（≥1300 ℃），而不得不采用耐高温性能极好的特殊合金钢。在国外带式焙烧机发
锌精矿焙烧工艺介绍 一、原料工序 锌精矿来源较广，成分复杂不均，目前进入我分厂原料的精矿有新疆、河北、东矿、万城、天津（澳大利亚、秘鲁），除此之外平均每天约有（）吨锌浮渣进入7#仓。为了使焙烧能有一个相对稳定的工艺条件，必须对精矿进行合理配料使精矿成分稳定在焙烧操作允许范围之内，并且不发生大的波动，因为这个是关系到整个焙烧制酸系统稳定的先决条件。除了对精矿进行合理配料之外，还需对精矿进行预处理，控制精矿的粒度及水分，配料采用仓室配料，根据成分进行配料计算，确定配料比例。 配料设备采用配料圆盘和电子皮带秤（已经取消），控制混合精矿的流量大小，精矿含水量目前分厂要求控制在9%-10%。 二、焙烧工序 我分厂焙烧工段焙烧炉炉床面积109平米，该炉为鲁奇式，有一锥型扩大段，采用无前室加料系统，设有物料排出口及直通式风帽，炉子抛料口设有紧急闸门，如发生路况异常，关闭闸门，保护抛料机原料送来的精矿先进入炉前仓，由仓下调速胶带给料机，定量给料机，通过留管进入抛料机送入焙烧炉内，产出的配砂经过2台流态化冷却器和高效圆筒冷却-焙砂至150度左右，通过刮板机送入球磨机磨细，然后与烟尘一并送入俩台汽化平喷射泵送至浸出车间。沸腾炉产出的烟气经余热锅炉回收烟气余热后，经俩段漩涡收尘器、电收尘收尘后由高温风机送制酸系统。
1.焙烧的目的 将精矿中的ZnS尽量氧化成ZnO，同时让铅、镉、砷等杂质氧化变成易挥发的氧化物从精矿分离。使精矿中的S氧化成SO2，产出足够浓度的SO2烟气送制酸。 2.精矿焙烧要求 尽可能的完全氧化金属硫化物，使精矿中的杂质氧化后变为挥发物挥发出去。同时尽可能的少得到铁酸锌，由于该物质不溶于稀硫酸，不利于浸出工艺进行。 3.焙烧原理 该流态化焙烧为固体流态化焙烧，气体通过料层速度不同，按焙烧强度可分为、固定料层、膨胀料层、流态化料层。流态化焙烧利用气体自下而上以一定速度通过料层，使固体颗粒被吹动，颗粒相互分离呈悬浮态，这样可使精矿颗粒与空气充分接触，有利于化学反应。主要化学反应为： 2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 （1） ZnS+2O2-ZnSO4 （2） ZnO+SO2+O-ZnSO4 （3） 3ZnSO4+ZnS=4nO+4SO2 （4） 硫化物的反应过程是从表面，反应前期产生于表面的氧化层必然会对后续的反应起阻碍作用，影响反应速度，精矿粒度越大，空气中的氧分子与矿的反应速度减慢，焙烧时间越长，如果焙烧炉不能满足该条件，必然焙砂残硫上升，使反应不够彻底，如焙烧炉温度低，鼓风量