氧化铝生产工艺

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。

根据氧化铝生产实践及拜尔法生产工艺特点，我国的氧化铝生产工艺以烧结法和混联法为主的局面正在向拜尔法为主导局面过渡。

2、氧化铝行业的总工艺流程图

因为在氧化铝生产过程中，拜尔法是最经济节能的生产工艺，本手册主要以拜尔法生产工艺来介绍氧化铝的工艺流程。

图1 拜尔法生产氧化铝工艺流程

3、氧化铝行业各工段简介

在氧化铝生产行业，新建的氧化铝厂基本是采用拜尔法，所以仅对拜尔法

生产氧化铝流程进行介绍。

采用拜尔法生产氧化铝，其主要过程就是配料、溶出、分解、蒸发、焙烧。

铝酸钠溶液的晶种分解过程，摩尔比低的铝酸钠溶液在常温下添加氢氧化铝作为晶种，不断搅拌，溶液中的Al2O3便以氧化铝形式慢慢析出，同时溶液中的摩尔比不断加大。

溶出。析出大部分氢氧化铝溶液称为分解母液，在加热时又可以溶出铝土矿中的Al2O3水合物，这就是利用种分母液溶出铝土矿的过程。

具体可分为：原矿浆制备、溶出、溶出矿浆的预脱硅、稀释及赤泥的分离洗涤、晶种分解、氢氧化铝过滤、氢氧化铝的焙烧、母液蒸发及苏打苛化、排盐。

拜耳法氧化铝生产方法与工艺流程

3.1 原矿浆制备

矿山来的铝土矿在卸矿站卸入矿仓后转运到均化库布料。石灰石经竖式石灰炉煅烧后送到石灰仓，用于石灰消化和原料磨配料。均化库内的碎铝土矿用双斗轮取料机横向取料后经皮带运输机送至磨头仓。铝土矿、石灰和蒸发来的循环母液按一定配比进入由棒、球二段磨和水旋器组成的磨矿分级系统，在理化指标都满足溶出要求的原矿浆。分级溢流（原矿浆）进入原矿浆槽，然后泵送至溶出工序的溶出前槽。

该工段用泵情况主要是：矿浆泵（渣浆）、泥浆泵（渣浆）、碱液泵、渣浆污水泵、蒸发母液泵、石灰乳泵。

3.2 压煮溶出

溶出前槽内矿浆用渣浆泵送入溶出系统。首先由单套管和压煮器组成的多级预热器预热，再用约60巴新蒸汽间接加热压煮器内矿浆到溶出温度，保温溶出45－60分钟，经多级自蒸发器闪蒸降温后，溶出矿浆用赤泥洗液稀释。闪蒸产生的二次蒸汽用于多级预热，新蒸汽冷凝水经闪蒸成6巴蒸汽并入全厂低压蒸汽管网，新蒸汽不含碱冷凝水返回热电厂。二次蒸汽冷凝水及新蒸汽含碱冷凝水送热水站。

该工段用泵情况主要是：隔膜泵、原浆泵、稀释泵（渣浆）、出料泵（渣浆）、赤泥洗液泵、渣浆污水泵、真空泵、热水泵、冷凝泵、洗水泵、循环泵、化学清洗泵（溶液）、高压清洗泵（特殊结构）、污水泵（渣浆）、

3.3 溶出矿浆的稀释及赤泥分离及洗涤

稀释矿浆在Ф40m单层平底沉降槽内进行液固分离，底流进入洗涤沉降槽进行三次赤泥反向洗涤，再送入赤泥过滤机进行过滤洗涤，热水分别加入过滤机和末次洗涤，滤饼经螺旋输送进入再浆化槽，用离心泵向G E H O泵喂料，然后压送到赤泥堆场进行干法堆存。

分离沉降槽中添加由絮凝剂工序制备好的合成絮凝剂和天然絮凝剂。一次、二次洗涤槽加合成絮凝剂。

分离沉降槽溢流经泵送粗液槽，再用泵送往385m2凯利式叶滤机或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。

该工段用泵情况主要是：底流泵（一、二、三、四等多级洗涤）（渣浆）、分离底流泵（渣浆）、公备底流泵（渣浆）、饲料泵（渣浆）、热水泵、污水泵（渣浆）、分离沉降底流泵、粗液泵、精液泵、分离溢流泵、公备溢流泵、溢流泵（一、

二、三、四等多级洗涤）（多级洗涤）、赤泥过滤真空泵。

3.4 晶种分解

精液经三级板式热交换器与分解母液和冷却水进行热交换冷却到设定温度。再与种子过滤滤饼（晶种）在晶种槽内混合后用晶种泵送至由13台平底机械搅拌槽组成的分解系列的首槽（1#和2#槽）。经连续分解后从11#（或10#）槽顶用立式液下泵抽取分解浆液去进行旋流分级，分级前加入部分过滤母液稀释，分级溢流进12#（或11#）分解槽。底流再用部分母液冲稀后自压至成品过滤。分解末料槽（12#或11#）的分解浆液从槽上部出料自流至种子过滤机，滤饼进入晶种槽，滤液到种分槽进入锥形母液槽再溢流到母液槽，用种分母液经板式换热交换送至蒸发工序。

母液送种子过滤的锥形母液槽，氢氧化铝洗液送赤泥洗涤或锥形母液槽。锥形母液槽的溢流进母液槽，底流到种滤溢流槽，溢流槽浆液经泵送到分解末槽，需要时也可送到晶种槽。母液槽内的分解母液部分送氢氧化铝分级用于稀释水旋器进料和底流，其余经板式热交换器与精液进行热交换后送蒸发原液槽。锥形母液槽的底流用泵送去385m2叶滤机进行浮游物回收，产生的滤液进平底母液槽，浮游物作为晶种返回到晶种槽。

该工段用泵情况主要是：种子泵、换热器给料泵、中间降温泵（渣浆）、冷却水泵、锥形母液槽底流泵（渣浆）、大循环泵（渣浆）、小循环泵（渣浆）、底流泵（渣浆）、母液泵（溶液）、种分母液泵(溶液泵)、化学清洗泵（溶液）、污