氧化铝生产流程

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对于其它岗位只能观察，并在整个氧化铝生产流程中实现了联网，各 控制系统都与分公司OA系统相连接。 原料车间：矿石、燃料的堆取及部分输送和矿石均化为人工操 作。立式石灰炉：石灰石和焦碳（或煤）皮带称配料（PLC控制、余姚 产1台、托利多产1台）、炉体控制（1个炉顶温度、1个炉顶压力、4个 预热带温度、4个煅烧带温度、4个冷却带温度、1个排灰温度、1个风 机风压力、1个风机风流量，风机电机变频控制，出灰流量由调节阀控 制；1期为工控机控制（AB公司PLC），2期为计算机系统控制（I/A系 统）。3）化灰机用变频控制调节流量。4）料浆制备：有4组磨（每组 1台棒磨机、1台球磨机），控制检测有10台山东潍坊皮带称配料、母 液流量计2台（FOXBORO公司产）、2台污水槽用雷达液位计（VEGA 产）、6台温度巡检仪（棒及球磨机主电机、轴承、传动系统）、16台 润滑油压力表、16个温度测点、16个进出料侧高低压压力继电器等， 每组磨控制用1套三菱PLC。通过皮带称下料（石灰石和焦碳或煤）及 风机风流量主要控制石灰炉煅烧带温度及冷却带温度，1期炉控制计划 改为计算机系统控制（I/A系统），出灰电动阀改为气动阀。因焦碳价 高，现主要用煤做燃料，部分检测的炉温较规定的高2℃及有小波动。 料浆制备基本实现自动控制，没实现磨机负荷、料浆成分分析控制。 溶出车间：无预脱硅工序，主要检测控制有：稀释槽及后槽、溶 出前槽、热水槽用5台雷达料位计；新蒸汽及二次蒸汽5台质量流量计 （ROSEMONT公司）；冷却水用1台差压变送器，20台差压变送器（E+H 公司）用于测量分离器、闪蒸槽、冷凝水罐、污水槽的液位；34台压 力变送器（FOXBORO公司）用于测量压煮器、脉冲缓冲器、闪蒸槽、蒸 汽管道的压力；60台压力表（econosto公司和上仪四厂）用于测量隔 膜泵、压煮器、闪蒸槽、冷凝水罐、稀释槽的压力；2台出口冷凝水电 导仪（ROSEMONT公司）；进脉冲缓冲器及进溶出后槽矿浆3台密度计用
用密度计测密度（基本准确），部分阀门有泄漏。计控室以后将改进 并进一步优化控制。 分解系统；11套视屏装置监视现场设备，FLENDER立式过滤电机， ABB变频器，FISHER调节阀，KROHNE电磁流量计，E+H密度计。 蒸发系统：调节阀用FISHER公司产品，原液进口、1效、2效、3闪 母液出口流量用调节阀，2-5效用变频泵控制液位，电导仪为ROSEMONT 公司产，液位计用EJA差压变送器。 焙烧炉：使用煤气作燃料，控制较先进，燃烧站为德国JASPER公 司产，检漏阀有时关不严，阀门有腐蚀，压力测量仪表堵塞（需检修 清理），烧嘴有时结巴（需检修清理），影响点火。AH仓料位检测用 压力传感器，AH皮带称用SHENCK公司产品。用阿牛巴流量计测煤气流 量，需检修清理。 中州铝厂：特种氧化铝生产线（第三氧化铝厂） 中州铝厂根据市场需求开发、生产了高白、细白、干白三大系列 十多种特种氧化铝产品，促进了企业的多元化发展。控制系统采用3套 浙大中控的JX-300集散控制系统，工厂实行全自动化控制，3套系统通 过主干网连网，部分参数网上共享，调度中心网可随时监视生产情 况。 平果铝厂：纯拜耳法生产线 设计规模为年产65万吨精矿、30万吨氧化铝、10万吨电解铝，2003年 形成年产85万吨氧化铝的生产规模。引进多个工业发达国家的先进技 术和设备，同时拥有我国铝工业的最新科研成果，除矿石及原料堆 场、部分输送没实现控制外，在高压溶出、分解、沉降、过滤、叶 滤、蒸发和焙烧工段均采用美国FOXBORO公司的I/A集散控制系统，实 现了工序的自动控制，每一台操作员站上都可以看到整个氧化铝流程 中的工艺参数，受操作权限的限制，操作员只能进行本岗位的操作，
混联法：由拜耳法、烧结法组成，其生产过程的特点是：工艺流 程复杂、连续性强、参数检测困难、关联性强、生产管理难度大，在 化工冶金行业具有较强的代表性，对过程自动化程度要求很高。是一 种复杂的冶金化工处理过程，具有湿法和干法冶金的共同特点，特别 适合处理我国以一水硬铝石为主的铝土矿，它具有结晶度高、矿石难 溶的特点，需要在高温（250℃以上）、高压（5.5MPa以上）、高碱液 浓度（NaOH 20%以上）条件下进行溶出；对于较低品位矿石还需要进 行更为复杂的烧结法处理；矿石中的高硅,在生产过程中又极易在设备 表面形成结垢,同时也严重影响监控数据的采集。山西铝厂Ⅰ期、贵州 铝厂Ⅱ期、郑州铝厂 图1是国内某氧化铝生产企业的混联法氧化铝生产线工艺流程简 图，涵盖了国内外典型拜耳法和烧结法生产氧化铝的典型工艺过程。 图中有三处物料交流：即拜耳法赤泥及附液送烧结法系统配料；拜耳 法种分母液蒸发析出的结晶碱及附液送烧结法系统配制生料浆；烧结 法种分母液经蒸发后送拜耳法系统做补碱用。拜耳法和烧结法两系统 相互关联、相互制约，工序间相互影响，生产组织难度大。 石灰拜尔法：与常规拜耳法流程相比，除适当加大石灰烧制和赤 泥分离洗涤过程的生产能力外其它完全相同。通过在溶出过程中添加 过量石灰，除满足与TiO2反应所需的石灰添加量外，还需部分满足与 铝土矿中的SiO2尽可能多地与CaO反应生成水合硅铝酸钙，使溶出过程 中的脱硅产物的一部分由方钠石型的水合铝硅酸钠变为水化石榴石型 的水合硅铝酸钙，从而大幅度降低溶出赤泥的N/S。与混联法流程相 比，取消了高热耗的熟料烧结过程及其相应的湿法生产系统，建设投 资少，生产能耗低，但同时铝土矿和石灰石单耗相对较大。山西铝厂 Ⅲ期 图2是国内某氧化铝生产企业的石灰拜耳法氧化铝生产线工艺流程
备、分解和蒸发等主要的生产工序。 来自原料磨的生料浆通过回转窑烧制成易于溶出的铝酸钠熟料， 再经碳分母液和一次洗液浸泡后进行溶出；此后通过赤泥分离洗涤、 粗液脱硅、硅渣分离等工序生成的精液分别送至碳分和种分工序进行 分解反应，析出氢氧化铝；种分母液经蒸发形成的种蒸母液送拜尔法 碱液调配后给原矿浆配料；碳蒸母液则返回至原料磨配料。析出的氢 氧化铝送焙烧工序进行焙烧。与拜耳法相比，烧结法主要在熟料烧成 和碳分分解的控制部分是完全不同的两个过程 拜尔法：拜尔法是Karl Joseph Bayer于1887年发明，他发现加入 精种的铝酸钠溶液中可以分解出AL（OH）3，分解母液蒸发后可以在高 温高压下溶出铝土矿中的AL（OH）3。该发现后来在实验中得到证实并 应用于工业实践，是国外氧化铝最广泛采用的生产工艺。适于生产易 溶的三水铝石和一水软铝石，处理中等品位铝土矿碱耗高、矿耗大是 常规拜耳法生产氧化铝的缺点。贵州铝厂Ⅰ期、平果铝厂 拜尔法氧化铝生产过程主要包括预脱硅、溶出过程，赤泥洗涤、 过滤过程，种分分解过程和氢氧化铝过滤、焙烧等主要的生产工序。 选矿拜尔法：可将A/S为4以上的铝土矿通过浮选成A/S为11.2的矿 浆，可提高单管溶出系统的溶出率，工艺管道和罐内不易结巴。中州 铝厂Ⅱ期 串联法：处理中低晶位铝土矿的适宜方法。先以较简单的拜尔法 处理矿石，最大限度地提取矿石中的氧化铝，然后再用烧结法回收拜 尔法赤泥中的 Al2O3和 Na2O，可降低氧化铝生产的综合能耗，Al2O3 的总回收率高，碱耗降低，产品成本可大幅度降低。不增加建设投资 和设备，可在现有混联法厂推广应用。贵州铝厂、鲁能晋北（规划） 并联法：由拜耳法、烧结法组成并联法氧化铝生产工艺。中州铝 厂、前苏联第聂泊铝厂
简图。
氧化铝生产流程控制概述(2) 氧化铝生产流程控制概述
氧化铝行业工艺与自动化状况 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、叶滤硅渣及精液：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
氧化铝生产工艺类型
氧化铝是用不同的生产方法是从铝土矿中提取出来的白色粉末。 氧化铝是典型的大型复杂流程性工业，全世界90%以上的氧化铝直接采 用的是经济的拜耳法生产流程，而我国氧化铝企业因矿质的不同，而 分别选用 不同的生产工艺。 烧结法：适于矿石品位含硅高、难溶的、中等资源品位的一水硬 铝石，流程长、工艺复杂。我国绝大部分老的氧化铝企业多采用这一 方法进行氧化铝冶炼。山东铝厂、中州铝厂Ⅰ期、山西铝厂Ⅰ期 烧结法氧化铝生产过程主要包括熟料烧成、熟料溶出、精液制
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 动调节阀有时关不严及阀垫子易泄漏。用放射源料位计测自蒸发器料 位。 沉降洗涤：沉降槽中自动加中州铝厂生产的絮凝剂，测沉降槽中 的泥层厚度用澳大利亚产界面仪（放射源测量，有时不准），底流液
氧化铝生产流程控制概述(1) 氧化铝生产流程控制概述
铝是世界上第二大常用金属，其产量和消费量仅次于钢铁，是国 民经济中具有支撑作用和战略地位的金属原材料。氧化铝是铝冶炼的 主要原料，每生产1吨原铝需要消耗近2吨氧化铝。此外，各种特殊性 能的氧化铝也广泛应用于电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷、造 纸、制药等行业，因 此，氧化铝生产在我国经济建设中占有十分重要的地位。 我国具有较丰富的铝土矿资源（保有储量约26亿吨），居世界第 四位，具备发展铝工业的资源条件。我国的氧化铝是在建国后伴随着 电解铝的生产和发展建立起来的，八十年代以来得到了较快发展。近 年来，氧化铝价格的暴涨，激励投资者和氧化铝厂持续加速生产和扩 张。国内目前已有中铝公司所属的山东、山西、河南、中州、贵州、 平果、重庆与遵义（拟建）八大铝厂，广西华银（160万吨）、阳煤集 团（120万吨）、鲁能晋北、山东信发（100万吨）、三门峡开曼、东 方希望（80万吨）铝业等数十个大小氧化铝厂建成或在建。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。