氧化铝生产工艺流程图

一．工艺简介氧化铝的生产工艺，是用碱来处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。

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，将不溶解的残渣与溶液分离，经洗涤后弃去或综合利用，以回收其中的有用组分。

纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，经与母液分离、洗涤后进行焙烧，得到氧化铝产品。

分解母液可循环使用，处理另外一批矿石。

-整个生产工艺分为8个工段：原料磨、溶出、赤泥沉降、控制过滤、分解分级、蒸发、成品过滤、焙烧。

下面从这八个工段分别介绍。

-二．原料磨在原料磨工段，铝土矿、石灰及循环母液按比例加入棒磨和球磨机中磨制原矿浆，原矿浆由水力旋流器进行分级，分级机溢流为合格的原矿浆，送入原矿浆槽，再用矿浆泵送往溶出车间的常压脱硅工段。

--三．溶出从原料车间送来的原矿浆进入常压脱硅工段的加热槽中，采用蒸汽加热，将矿浆温度控制在100℃～110℃，然后送入脱硅槽中进行连续脱硅。

在脱硅槽的末槽用母液调整经脱硅后的原矿浆ＲP和温度。

合格原矿浆送至高压泵房的隔膜泵，脱硅机理底部设有返砂管、返砂泵，每班定期将粗砂返回原料磨工段。

-用隔膜泵将原矿浆送往溶出工段的套管预热器，由六级套管加热器将原矿浆温度预热至１７４～１８０℃，而后采用高压新蒸汽间接加热，原矿浆加热至２６０℃，保温停留６０分钟。

溶出后料浆经十级闪蒸，温度从260℃降至125℃，然后送入稀释槽。

从赤泥洗涤送来的赤泥洗液同时加入稀释槽中，稀释料浆用泵送往溶出后槽，停留守4小时以上，以脱除溶液中的硅、铁、锌等杂质。

--四．赤泥沉降从溶出后槽送来的稀释料浆与从絮凝剂制备工段来的絮凝剂一同进入分离沉降槽中,分离沉降槽底流含固量约38%~42%,用泵送往洗涤沉降槽，采用四次反向洗涤，洗水从末槽加入，末次洗涤底流固体含量约46％～54％，拟用高压隔膜泵送往赤泥堆场堆存。

--五．控制过滤分离沉降槽溢流送控制过滤工段的粗液槽，控制过滤采用立式叶滤机，同时将少量石灰乳加进粗液槽中作为助滤剂，叶滤得到的精液送分解车间的精液板式热交换工段，叶滤渣进滤渣槽中，用泵送回一洗沉降槽。

氧化铝生产工艺原料车间工艺图由矿石进场开始原料车间总结：1、母液就是碱液2、球磨机之前实际生产工艺中不加石灰石，只有母液和矿石。

溶出车间（管道化）工艺图原料合格料浆↓溶出矿浆槽合格水送电厂不合格水送热水站水凝水去热水站←新蒸汽↓乏汽保温罐↓料浆自蒸发器（闪蒸器）↓乏汽一次洗液稀释罐↓稀释后槽↓稀释泵（用2备1）冷凝水槽赤泥分离沉降沉降热水站沉降车间工艺图溶出稀释浆液分离沉降槽 一洗沉降槽 二洗沉降槽三洗沉降槽四洗沉降槽五洗沉降槽 外排饲料槽 溢流 溢流泵 粗液槽 粗液泵 立式叶滤机精液槽精液泵送去板式换热器石灰乳槽石灰乳 絮凝剂溶解槽絮凝剂泵洗水泵热水槽新蒸汽 溶出冷凝水、蒸发不合格水、消防水、赤泥回水等溶出稀释灌一次洗液纯品絮凝剂 各槽加入点 制备水槽排赤泥堆场焙烧车间（氧化铝最后一道工序）2.1、氢氧化铝经过焙烧炉的干燥段、焙烧段、和冷却段使之烘干、脱水和晶型转变后而成为氧化铝，其变化过程可分为如下几个阶段：2.1.1 附着水的脱除100℃AL(OH)3•H2O ————→AL(OH)3＋H2O ↑2 .1.2结晶水的脱除250－300℃AL(OH)3•H2O——————→AL2O3•H2O＋2H2O ↑500－560℃AL2O3•H2O——————→γ－AL2O3＋H2O ↑2 .1.3晶型的转变γ－AL2O3在950℃开始晶型转变，逐渐由γ－AL2O3转变为α－AL2O3 。

2.2、焙烧炉工艺流程图：（见附页）2.3、工艺流程及原理平盘过滤机过滤的产品氢氧化铝落在皮带上，由皮带提升，进入缓冲小料仓L01中，再由计量皮带秤F01称量后入给料螺旋A01，由给料螺旋A01塞入文丘里干燥器A02，带一定附水的AH在文丘里干燥器中由来自焙烧炉P02的高温烟气干燥，并由高温烟气提升至预热旋风筒PO1中。

在PO1中进行气固分离后的烟气入电收尘器P11，分离开的并经过预热脱水的物料由PO1的下料管进入第二级预热旋风筒PO2，在PO2中进行预焙烧。

生产氧化铝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。

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。

水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。

碱石灰烧结法的主要化学反应如下：烧结：Al2O3+Na2CO3─→Na2O·Al2O3+CO2Fe2O3+Na2CO3─→Na2O·Fe2O3+CO2SiO2+2CaCO3─→2CaO·SiO2+2CO2TiO2+CaCO3─→CaO·TiO2+CO2熟料溶出：Na2O·Al2O3+4H2O─→2NaAl(OH)4（溶解）Na2O·Fe2O3+2H2O─→Fe2O3·H2O↓+2NaOH（水解）脱硅：1.7 Na2SiO3+2NaAl(OH)4─→Na2O·Al2O3··nH2O↓3 Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+x Na2SiO3─→3CaO·Al2O3·x SiO2·(6-2x)H2O↓+2(1+x)NaOH分解：2NaOH+CO2─→Na2CO3+H2ONaAl(OH)4─→Al(OH)3↓+NaOH中国碱石灰烧结法生产氧化铝的主要技术成就是：在熟料烧成中采用低碱比配方，在熟料溶出工艺中采用二段磨料和低分子比溶液，以抑制溶出时的副反应损失，使熟料中Na2O和Al2O3的溶出率分别达到94～96％和92～94％。

年产700吨氧化铝的车间工艺设计摘要：本设计为年产700吨氧化铝的车间工艺设计，介绍了含氧化铝量为28%的高岭土类矿石在盐酸的作用下浸出，在萃取分离后经与氨水反应生成氢氧化铝，后经煅烧生成氧化铝。

根据设计要求，对生产原理和工艺流程进行了选择和论证，对整个装置进行了物料衡算和热量衡算，对主要设备进行了设计和选型，同时对本装置的安全生产与三废治理做了相关的探讨。

关键词：高岭土; 盐酸; 氧化铝The Technical Contrivance of 700ton Alumina Factory Ract Chemical Engeering and Technology Designer：shaoqing Wang Director：hefu SongAbstract:This design is focused on the product of 700 tons alumina technical contrivance. The production procedure of kaolinite solution is presented. The kaolinite are containing alumina 28% and react with hydrochloric acid to produce the aluminium solution. The solution is treated by extraction system and react with ammonia water ,aluminium hydroxide will be precipitated out. Using roaster calcing it and alumina is produced. according to the design, the produce principle and craft production way of formaldehyde are selected with the techonology also investigated. The calculating mass balance and the heat balance of the subordination equipments; Right for the major equipment design and selection, on the device's safety production and waste management have done a related study.Key words:kaolinite; hydrochloric acid; alumina目录1 总论 (5)1.1世界铝土矿的情况 (6)1.2国内铝土矿的情况 (6)1.3国内氧化铝工业现状 (7)1.4国内氧化铝工业的发展前景 (8)2 主要反应物与产品性质 (9)2.1矿石资料 (9)2.2氧化铝的性质 (10)2.3铝的性质 (10)2.4盐酸的性质 (11)2.5氨水的性质 (11)3 生产工艺的选择[5] [15] [14] [13] (12)3.1氧化铝的生产方法[4] (12)3.1.1 酸法生产氧化铝 (12)3.1.2 碱法生产氧化铝 (12)3.1.3 电热法生产氧化铝 (13)3.2生产工艺的选择——酸法工艺 (13)3.2 1 选择依据 (13)3.2.2 工艺的技术创新性 (13)3.2.3 盐酸法工艺流程详述 (14)3.3影响反应的因素 (15)3.4除杂 (16)4 工艺流程物料和能量的计算 (16)4.1物料衡算 (16)4.1.1 盐酸浸取的反应 (16)4.1.2 过滤工段1 (18)4.1.3 萃取[11] (19)4.1.4 氨水用量的计算 (20)4.1.5 过滤工段2 (21)4.1.6 蒸发水量 (22)4.1.7包装 (22)4.2能量衡算 (23)4.2.1 物料条件 (23)4.2.2物料衡算与能量衡算 (23)5 主要设备的计算与选型[12] (24)5.1泵的选型 (24)5.1.1 输送30%的盐酸 (24)5.1.2 浸取矿浆从反应器到板框过滤机 (24)5.1.3 滤液从板框过滤机到萃取段 (24)5.1.4 萃取水相进入中和反应器 (24)5.1.5.氨水输送至反应器 (25)5.1.6 过滤氢氧化铝得到的滤液输送至蒸发器 (25)5.2主要管道的计算与选型 (25)5.2.1 盐酸管道的选择[7] (25)5.2.2 自来水管 (25)5.2.3 浸取矿浆从反应器到板框过滤机 (26)5.2.4 从过滤机1到萃取槽 (26)5.2.5 氨水输送至中和反应池 (26)5.2.6 滤液输送至蒸发器 (26)5.3板框过滤机的选择 (27)5.3.1 过滤盐酸浸取矿浆 (27)5.3.2 过滤氢氧化铝 (27)5.3.3 过滤氢氧化铁 (27)5.4储罐选择 (27)5.4.1 盐酸储罐 (27)5.4.2 氨水贮罐 (28)5.5反应器 (28)5.5.1 盐酸浸取反应器1 (29)5.5.2 中和反应器1 (29)5.5.3 中和反应器2 (29)5.6氧化剂贮槽 (30)5.7萃取槽 (30)5.8蒸发器 (30)5.9离心机 (30)5.10干燥器 (31)5.11粉碎机 (31)5.12管道涂色 (32)5.13泵的选型 (32)5.13.1 泵的选型原则 (32)5.13.2 泵的造型依据 (33)5.14阀门的选择 (33)6 管路布置设计应考虑的问题 (33)6.1物料因素 (33)6.2管路布置 (34)7 安全生产及三废处理 (35)7.1安全生产 (35)7.2“三废”治理 (36)7.2.1 化工污水的一般处理方法 (36)7.2.2 废渣的处理 (36)7.2.3 废气的处理 (36)结论 (37)致谢语 (38)参考文献 (39)附录 (40)前言铝是地壳中分布最广泛的元素之一，属亲石亲氧元素。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟拜耳法生产氧化铝所谓“拜耳法”系奥地利化学家K·J·Bayer 于1887 年发明的处理优质铝土矿制取氧化铝的一种方法。

拜耳法就是用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝土矿，溶出其中的氧化铝得到铝酸钠溶液，往铝酸钠溶液中添加氢氧化铝晶种，经过一定时间的搅拌分解就可以析出氢氧化铝，分解母液经蒸发后用于溶出下一批铝土矿。

拜耳法生产中经常用到苛性比、硅量指数、循环效率、晶种系数等概念。

拜耳法就是用碱溶出铝土矿中的氧化铝。

工业上把溶液中以NaAlO2 和NaOH 形式存在的Na2O 叫做苛性碱（记作Na2Ok），以Na2CO3 形式存在的Na2O 叫做碳酸碱（记作Na2Oc），以Na2CO4 形式存在的Na2O 叫做硫酸碱（记作Na2O），所有形态的碱的总和称做全碱（记作Na2Ot）。

苛性比就是铝酸钠溶液中的Na2Ok 与Al2O3 的摩尔比，记作αko。

美国习惯用铝酸钠溶液中的Al2O3 与Na2Ok 的质量比表示，符号A/N。

硅量指数指铝酸钠溶液中的Al2O3 与SiO2 含量的比，符号A/S。

循环效率指铝酸钠溶液中的1t Na2O 在一次拜耳法循环中产出的Al2O3 的量（t），用E 表示。

它表明碱的利用率的高低。

晶种系数（种子比）指添加晶种氢氧化铝中的Al2O3 数量与分解原液中的Al2O3 数量之比。

分解离指分解出氢氧化铝中的Al2O3 数量占精液中所含Al2O3 数量之比。

计算式为：η=（1－αa/αm）×100%式中αa，αm-分别表示分解精液和分解母液的苛性比值。

拜耳法生产包括四个过程：（1）用αk=3.4的分解母液溶出铝土矿中的氧化铝，使溶出液的αk=1.6～1.5；（2）稀释溶出液，洗涤分离出精制铝酸溶液（精液）；（3）精液加晶种分解；（4）分解母液蒸发浓缩至苛性碱的浓度达到溶出要求（230～280g/L）。

拜耳法生产氧化铝的工艺流程如图1 所示。

拜耳法生产氧化铝工艺1.拜耳法定义所谓“拜耳法”系奥地利化学家K.J.Bayer于1887年发明的处理优质铝土矿制取氧化铝的一种方法。

100多年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用着拜耳法这个名词。

拜耳法在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质量高，其经济效果远非其它方法所能媲美。

目前全世界生产的Al2O3和Al(OH)3，有90%以上是用拜耳法生产的。

拜耳法包括两个主要过程，也就是拜耳提出的两项专利。

（1）一项是他发现Na2O和Al2O3分子比为1.8的铝酸钠溶液在常温下，只要添加Al(OH)3作晶种，不断搅拌，溶液中的Al2O3便可以呈Al(OH)3徐徐析出，直到其中Na2O和Al2O3的分子比提高到6为止。

这也就是铝酸钠溶液的晶种分解过程。

（2）另一项是他发现，已经析出大部分Al(OH)3的溶液，在加热时，又可以溶出铝土矿中的Al2O3水合物，这也就是利用种分母液溶出铝土矿的过程。

交替使用这两个过程就能够一批批地处理铝土矿，从中得出纯的Al(OH)3产品，构成所谓拜耳法循环。

拜耳法的实质也可用下列反应来表示。

反应在不同条件下的交替进行：Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq2.拜耳法基本原理及适用范围2.1基本原理：（l）用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。

（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿，即溶出过程。

2.2适用范围氧化铝的生产方法有拜耳法、烧结法、拜耳—烧结联合法三种。

各种方法的适用范围为：拜耳法：7<A/S；烧结法：3~3.5<A/S<5；联合法：以拜耳法为主，以烧结法补其不足，处理中间品位的铝土矿。

其中，符号A/S称为硅量指数，即铝酸钠溶液中的Al2O3与SiO2含量的比。

拜尔法用来处理低硅铝土矿（一般要求铝硅比7~10之间），特别是处理三水铝石型铝土矿的时候，具有流程简单、作业方便、能量消耗低、产品质量好、容易实现自动控制等优点。

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ф14x18mc.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:3台高压引进的高压隔膜泵，泵压力6～6.8MPa，流量400－500m31备。

c.溶出装置:26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。

d.絮凝剂制备、热水站。

四车间：分解分级包括：精液热交换、分解分级、中间降温、种子过滤a.精液热交换（板式换热器）：4组。

每组为两级换热，第一级精液与母液换热，配3台450m3 换热器，第二级精液与水换热，配1台230 m3 换热器。