氧化铝生产指标使用手册内心

氧化铝指标实用手册

一、生产概况介绍

氧化铝生产实质上是利用氧化铝自身性质将铝土矿中的氧化铝与杂质进行分离的过程，其自身性质是由奥地利人K·J·Bayer（拜耳）于18～12年发现的并申报了专利，专利的主要内容就是我们所用拜耳法的生产原理：铝土矿中的氧化铝和苛性碱溶液在高温高压条件下反应生成铝酸钠溶液，铝酸钠溶液在降温、加晶种、搅拌条件下分解析出氢氧化铝。化学方程式如下：

Al2O3·H2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq 完成铝土矿中氧化铝和苛性碱溶液反应的生产工序就是溶出，它实现了铝土矿中的氧化铝与杂质分离进入铝酸钠溶液的目的；沉降车间的主要任务就是将溶出后铝酸钠浆液中的溶液与赤泥实现彻底分离：溶出后矿浆含有100g/l左右杂质通过分离沉降洗涤、沉降槽溢流通过叶滤机变成浮游物≤15mg/l的铝酸钠精液送种分系统，沉降槽底流通过压滤机变成含水率≤35%的滤饼赤泥外排；分解析出氢氧化铝后的母液送蒸发车间经过蒸发器组以提高母液Nk浓度，从而与铝土矿中的氧化铝进行下一批溶出反应。

二、指标概念介绍

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1、铝酸钠溶液浓度指标：

1) 苛（性）碱浓度(Nk)：单位体积铝酸钠溶液中与氧化铝反应生成铝酸钠的Na2O和以游离的NaOH形态存在的Na2O的质量。单位：g/l

2) 碳碱浓度(Nc)：单位体积铝酸钠溶液中以游离的Na2CO3形态存在的Na2O的质量。单位：g/l

3) 全碱浓度（Nt）：单位体积铝酸钠溶液中以苛碱和碳碱形式存在的Na2O的总质量。单位：g/l

4) 氧化铝浓度（AO）：单位体积铝酸钠溶液中与苛性碱反应生成铝酸钠的Al2O3质量。单位：g/l

2、铝酸钠溶液性质指标：

1) 苛性比值（αk）：铝酸钠溶液中所含苛性碱和氧化铝的摩尔比，它相等于苛性碱和氧化铝的浓度比乘以系数1.5。

2) 碳全碱比（Nc/Nt）：一般是指拜耳法蒸发原母液中碳碱和全碱浓度的比值。单位：%

3) 硅量指数（A/S）：单位体积铝酸钠溶液中氧化铝与二氧化硅的质量比值。

4) 密度：

d20＝0.5＋ 0.250.00144Nk0.0009AO

0.001865Nc式中：Nk、AO、Nc为溶液中各成分的g/l浓度，溶液温度20℃。

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如换算为其他温度时：dt＝d20×k k值如下表所示： t℃ K 30 40 50 60 70 80 90 100 0.995 0.991 0.986 0.981 0.976 0.971 0.966 0.960 3、铝酸钠浆液性质指标：

1) 固含：单位体积浆液中所含固相物质的质量。单位：g/l

2) 液固比（L/S）：单位体积浆液中所含液相物质和固相物质的质量比值。

3) 含水率：单位体积滤饼中水份质量和固相液相物质总质量的比值。单位：%

4) 浮游物：单位体积浆液中所含微量固相物质的质量。单位：mg/l

4、固相物质性质指标：

1) 铝硅比（A/S）：矿石或赤泥等固相物质中氧化铝与二氧化硅的质量比值，矿石固相中Al2O3与SiO2的比值叫做矿石A/S，赤泥固相中Al2O3与SiO2的比值叫做赤泥A/S。

2) 钠硅比（N/S）：溶出和过滤赤泥中氧化钠与二氧化硅的质量比值，溶出赤泥中Na2O与SiO2的比值叫做溶出赤泥N/S，过滤赤泥中Na2O与SiO2的比值叫做过滤赤泥N/S。

三、技术指标计算 1、拜耳法循环效率

1) 概念：循环母液每经过一次作业循环，便可从铝土

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矿中提取一批氧化铝。通常将1升(或1立方米)循环母液在一次作业周期中所生产的氧化铝克数(或公斤数)称为拜耳法循环效率。以符号E表示。

2) 计算公式：E=1.5×Nk×(αk循－αk溶)/(αk溶×αk

循

)

它的计算公式推导过程如下：

如果假定在生产过程中不发生氧化铝和氧化钠的损

失，1升循环母液中苛性碱含量为Nk g，在溶出过程中由于溶出了氧化铝，循环母液的苛性比值由αk循变为溶出液的苛性比值由αk溶但是Nk的绝对值仍是保持不变的。根据苛性比值的定义，可以算出1升循环母液中的氧化铝含量为：A循=Nk×1.5/αk循

而溶出液中氧化铝含量为： A溶= Nk×1.5/αk溶

因此1升循环母液在一次作业周期中产生的氧化铝克数，即循环效率：

E=A溶-A循= Nk×1.5/αk溶- Nk×1.5/αk循 =1.5×Nk×(αk循-αk溶)/(αk循×αk溶) 循环效率是拜耳法生产中的一项基本技术经济指标，循环效率高意味着利用单位容积的循环母液可以产出更多的氧化铝。这样，设备产能都按比例提高，而处理溶液的费用也都按比例降低。要提高循环效率由循环效率公式看出，提高循环母液的Nk和苛性比值αk循以及降低溶出的苛性比值αk溶可以使循环效率值增大，而影响循环效率值最

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大因素是溶出液苛性比值αk溶。所以在溶出过程中应该尽可能提高溶出温度以降低溶出液苛性比值αk溶。

3) 计算举例：

拜耳法循环母液Nk 为240g/l，苛性比值为2.95，溶出液苛性比值为1.40，则循环效率

E=1.5

×

3

240×(2.95-1.40)/(2.95×

1.40)=148.17kg/m

4) 循环效率及各因素对氧化铝产量的影响

当溶出进料量为900m/h(循环母液加入量为900×0.93=837m/h)，机组运转率为90%时，循环效率提高1kg/m，全年可多产氧化铝837×1×365×24×90%/1000=6600吨。

循环母液Nk浓度提高1.0g/l，可使循环效率提高0.62kg/m，从而使氧化铝产量提高0.62×6600=4092吨/年。

循环母液ak每提高0.01，可使循环效率提高0.45kg/m，从而使氧化铝产量提高0.45×6600=2970吨。

溶出ak每降低0.01，可使拜耳法循环效率提高2.03kg/m，从而使氧化铝产量提高2.03×6600=13398吨/年。

2、拜耳法溶出率

1) 实际溶出率：铝土矿（生产中一般取脱硅后矿浆固相）在溶出过程实际反应后进入到铝酸钠溶液中的氧化铝与铝土矿中的氧化铝量之比。

计算公式：η实=(A/S矿石-A/S赤泥)÷A/S矿石×100% 2) 理论溶出率：铝土矿（生产中一般取脱硅后矿浆固相）中

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3

3

33

3

3

二氧化硅在铝土矿的溶出过程中与氧化铝、氧化钠全部反应生成含水铝硅酸钠（Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O）(Al2O3和1.7SiO2质量正好相等，其A/S=1)时的溶出率。

计算公式：η理=(A/S矿石-1)÷A/S矿石×100% 3) 相对溶出率：实际溶出率与理论溶出率的比值。 计算公式：η相=(A/S矿石-A/S赤泥)÷(A/S矿石-1)×100% 4) 计算举例：

已知：脱硅后矿浆固相A/S为10，溶出赤泥为1.63。 实际溶出率η实=（10-1.63）/10×100%=83.7% 理论溶出率η理=（10-1）/10×100%=90%

相对溶出率η相=（10-1.63）/（10-1）×100%=93% 5) 溶出率对氧化铝产量的影响

当高压溶出进料量为900m/h(脱硅后矿浆固相A/S为10、氧化铝含量60%、调整矿浆固含215g/l)，机组运转率为90%时，相对溶出率降低1%，实际溶出率降低0.9%，全年少产氧化铝900×215×60%×0.9%×365×24×90%/1000=8238吨/年。

3、蒸发器蒸水能力

蒸发器蒸水能力=原液流量×（原液中水量-母液中水量×原液Nk/母液Nk）

计算举例：

成份 物料 3

Nt(g/l) AO(g/l) Nk(g/l) - 6 -

蒸发原液 蒸发母液 196 298 94.8 150.6 170 270 蒸发原液(60℃)密度= (0.5＋ 0.250.001441700.000994.80.001865(196170)

×0.981=1.2683kg/l

单位体积蒸发原液中水量=

1.2683×1000-170-94.8-（196-170）=977.5 g/l 蒸发母液(90℃)密度= (0.5＋ 0.250.001442700.0009150.60.001865(298270)×0.966=1.3612kg/l

单位体积蒸发母液中水量=

1.3612×1000-270-150.6-（298-270）=912.6 g/l 当进料量为200m/h时蒸发器蒸水能力= 200×(977.5-912.6×170/270)/1000=80.6吨 4、循环母液加入量

V循=[（A矿-S矿×A/S泥）×αk溶/1.5+ S矿×N/S泥+CO2

矿

3

×62/44]/[（1-αk溶/αk循）× Nk循]

3

其中：V循：1000kg高铝矿需加入循环母液量。（m）

A矿：1000kg高铝矿和所配石灰中的氧化铝量。（kg） S矿：1000kg高铝矿和所配石灰中的二氧化硅量。（kg） CO2矿：1000kg高铝矿和所配石灰中二氧化碳量。（kg） αk溶：要达到的溶出液苛性比值。 αk循：循环母液苛性比值。

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Nk循：循环母液苛性碱浓度。（g/l）

式中分子表示拜耳法溶出过程中苛性碱支出数量，具体分布如下所示：

a、Nk液=（A矿-S矿×A/S泥）×αk溶/1.5表示与矿石中氧化铝结合进入铝酸钠溶液中的苛性碱。

b、Nk固=S矿×N/S泥表示与固相中二氧化硅结合进入赤泥固相的苛性碱。

c、Nk

反苛

=CO2矿×62/44表示与矿石和石灰中的二氧化

碳反应生成碳酸碱的苛性碱。

式中分母表示循环母液中的有效苛性碱，循环母液中已经与氧化铝结合不能参与溶出铝土矿中氧化铝反应的苛性碱称为惰性碱；循环母液中能够参与溶出铝土矿中氧化铝反应的苛性碱称为有效苛性碱。具体计算如下所示：

Nk有效=（1-αk溶/αk循）× Nk循

计算举例（以1000kg高铝矿为基准进行计算）： 已知：高铝矿Al2O3:68%、SiO2:7.0%、CaO:1.5%，石灰石CaO:53%、SiO2:2.0%，石灰CaOt:85%、CaOf:76%，配钙:8%，循环母液中Nk:240g/l、αk:2.90， 要求溶出赤泥A/S:2.0、N/S:0.40；溶出液αk:1.40

求：循环母液加入量和调整固含 解：1) 石灰加入量计算： 石灰加入量=

1000×（配钙-铝矿中钙）/（石灰中全钙-配钙）

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=1000×（8%-1.5%）/（85%-8%） =84.4kg

2) 石灰中SiO2量计算：

石灰中SiO2量=石灰量×石灰中全钙×石灰石中氧化硅/石灰石中氧化钙

=84.4×85%×2.0%/53%=2.7 kg 3) 矿石和石灰中CO2量计算

CO2量=[铝矿中钙+石灰量×(CaOt- CaOf)] ×44/56 =[15+84.4×(85%- 76%)] ×44/56=17.8 kg 4) 循环母液加入量计算：

V循=[（A矿-S矿×A/S泥）×αk溶/1.5+ S矿×N/S泥+CO2

矿

×62/44]/[（1-αk溶/αk循）× Nk循]

=[（680-72.7×2.0）×1.40/1.5+ 72.7×0.40+17.8

3

×62/44]/[（1-1.40/2.90）×235]=4.6870m。

5) 调整固含计算：

调整固含=（1000+石灰量）÷[（1000+石灰量）÷2900+循环母液体积]

=（1000+84.4）÷[（1000+84.4）÷2900+4.6870]=214.3g/l

其中 84.4：1000kg矿石中石灰配入量，kg

2900：矿石与石灰混合物的密度，kg/cm 5、拜耳法赤泥产出率

拜耳法赤泥产出率：单位体积原矿浆产出干赤泥量。

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3

赤泥产出率（t/m）=原矿浆固含×Si原矿/ Si赤泥/1000 小时赤泥产出量（t/h）=原矿浆进料量×原矿浆固含×Si原矿/ Si赤泥/1000

计算举例：

当高压溶出进料量为900m/h，调整矿浆固含为215g/l，原矿浆固相中二氧化硅含量为6.5%，溶出赤泥中二氧化硅含量为15.0%。

则赤泥产出率=原矿浆固含×Si原矿/ Si赤泥/1000 =215×6.5%/ 15.0%/1000=0.0932t/m=93.2kg/m。 小时赤泥产出量=原矿浆进料量×原矿浆固含×Si原矿/ Si赤

=900×215×6.5%/ 15.0%/1000=83.88吨。 6、原矿浆折合比

原矿浆折合比（m/t）：拜耳法系统生产一吨氧化铝所耗原矿浆量。

在同样进料量条件下，原矿浆折合比越低说明拜耳法系统技术指标越好，氧化铝产出就越高，我们控制指标就是为了降低原矿浆折合比以最少的投入实现最大的产出，优化技术指标是实现这一目标的最佳手段。山西分公司拜耳法系统投产以来历年原矿浆折合比完成情况见下表：

年份 高铝A/S 折合比 1993 12.8 1994 11.8 1995 6.55 11.0 1996 7.73 11.3 1997 7.83 11.6 1998 1999 3

3

3

3

3

8.65 10.06 11.1 10.5 - 10 -

年份 高铝A/S 折合比 2000 9.91 10.5 2001 9.38 9.60 2002 2003 2004 2005 9.71 9.31 2006 9.44 9.24 9.55 10.31 9.57 9.43 9.04 9.26 计算举例（以1000kg高铝矿为基准进行计算）： 已知：高铝矿Al2O3:68%、SiO2:7.0%，调整矿浆固含为215g/l，配钙:8%，溶出赤泥A/S:2.0，溶出液αk:1.40 。则:

相对溶出率=(9.7-2.0)/(9.7-1.0)×100%=88.5% 实际溶出率=(9.7-2.0)/ 9.7×100%=79.4% 1吨高铝矿产出氧化铝=680×79.4%=539.9kg 生产1吨氧化铝需高铝矿=986/539.9=1.83吨 1m原矿浆产出氧化铝=215×680/1084.4×79.4%=107.0kg 原矿浆折合比=986/107.0=9.22 m/t 其中 986：1吨一级品中氧化铝含量 kg 1084.4：1000kg矿石与配入石灰的总质量 kg

四、原料车间技术指标要求 1、对铝土矿的要求是：A/S≥8

用于拜耳法生产的铝土矿的氧化铝含量是越高越好，杂质含量是越低越好，其中杂质中含量较多、危害较大的二氧化硅，二氧化硅主要以高岭石（Al2O3·2SiO2·2H2O）形式存在，与铝酸钠溶液反应生成含水铝硅酸钠（Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O），由于二氧化硅会造成氧化铝和氧化钠的损失，铝硅比过低的矿石不适于用拜耳法处

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理，为了解决这一问题，科技工作者对拜耳法进行了改良，创造了石灰拜耳法和选矿拜耳法。在烧结法中二氧化硅和石灰反应生成原硅酸钙（2CaO·SiO2）中不含氧化铝和氧化钠，所以烧结法适宜处理低A/S铝土矿。

2、对石灰的要求是： 石灰分解率：≥90% 配钙: 7～9%

在原矿浆制备过程中需要配入一定量的石灰，要求控制指标是石灰质量和矿石石灰混合固相中氧化钙含量。

石灰分解率 是指石灰中已分解CaO和全部CaO含量的百分比值。

石灰分解率高，石灰质量好，石灰中未分解的CaCO3

含量少，物料沉降性能好，发生反苛化反应少；石灰分解率低，石灰质量差，石灰中未分解的CaCO3含量多，物料沉降性能差，发生反苛化反应严重，石灰分解率降低1%，在现有生产条件下，每小时造成0.73m循环母液中NaOH转变为NaCO3。

配钙 在正常指标范围主要有以下作用: 1) 消除含钛矿物的有害作用。

2) 促进针铁矿转变为赤铁矿，改善赤泥的沉降性能。 3) 活化一水硬铝石的溶出反应。 4) 生成水化石榴石，降低碱耗。

配钙指标偏低，溶出指标变差，溶出率降低，对沉降

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性能有一定影响。

配钙指标偏高，生成水化石榴石多，对降低碱耗有好处，但同时造成氧化铝损失量增加，赤泥产出量加大，配钙指标提高1%，在现有生产条件下，每小时增加赤泥3吨左右，对沉降槽稳定运行有一定影响。

3、原矿浆指标要求如下： 固含：300～400g/l

细度：+60#：≤1.0% +160#：≤22%

原矿浆粒度过粗，在现有生产条件下不能完全反应，降低机组溶出率，同时产出的粗砂经沉降除砂单元分离后需返回流程重新处理，增加了物料处理费用；粒度过粗对管道设备磨损严重，尤其是单管预热器由于磨损已大大降低了使用周期。

原矿浆粒度降低对提高溶出率有明显效果，但粒度过细，沉降性能变差对沉降槽稳定运行有一定影响。

原矿浆固含在300～400g/l时，循环母液加入量一般为70～210m/h，原矿浆固含过高，在现有生产条件下，细度指标就得不到保障，同时现有流程加入循环母液满足不了生产需求；原矿浆固含过低，在现有生产条件下，循环母液阀门控制过小，计量显示不准确给调整指标带来困难。

五、溶出车间技术指标控制 1、工艺流程描述：

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从原料磨出来的原矿浆送至预脱硅加热槽1#、2#、3#槽加热到100℃以上，通过提料送到脱硅槽Td105/106，加入一定量的循环母液降温至90℃左右用喂料泵向隔膜泵供料。隔膜泵高压矿浆出口稳压器后进入八级套管预热器，出口温度理论为220℃，而后采用熔盐炉提供的310℃的无机熔盐对料浆在九级套管加热器加热到260℃后进入四个保温压煮器，以保证料浆在反应温度下停留时间达到40～60分钟，溶出后矿浆进入九级自蒸发器,通过不同孔板闪蒸减压后进入稀释槽，加入一次洗液稀释到规定浓度后送沉降分离洗涤系统。

2、技术指标范围： 1) 脱硅温度： 100℃ 2) 反应温度： 260℃ 3) 溶出赤泥A/S：≤1.3 4) 溶出液 ak：≤1.40 3、技术指标控制：

脱硅温度：由于山西铝土矿中的二氧化硅主要以高岭石（Al2O3·2SiO2·2H2O）形式存在，在100℃条件下与铝酸钠溶液反应4小时以上其中55%以上二氧化铝生成含水铝硅酸钠并结晶析出从而减少加热管束结疤，脱硅温度超过100℃会使隔膜泵进口温度超过95℃对隔膜泵相关部件造成危害降低使用寿命；脱硅温度低于100℃会使脱硅反应进行不完全，含水铝硅酸钠结疤在压煮器加热管束析出降低

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升温效果。

反应温度：公司使用的是一水硬铝石型铝土矿，通过试验确定在260℃条件下反应45～60分钟，铝土矿中的氧化铝溶出率能够达到93%，260℃的溶出矿浆通过九级自蒸发回收乏汽在理论上可以使原矿浆升温到220℃。预热温度达不到220℃，一方面大量乏汽得不到充分利用造成严重浪费，一方面温差偏大使熔盐炉负荷增大，消耗升高增加了生产成本，反应温度达不到260℃，铝土矿中的氧化铝不能够充分反应溶出率降低，使溶出赤泥铝硅比升高，赤泥产出量增大，同时赤泥沉降性能变差给沉降槽的稳定运行造成严重影响，同时使原矿浆产出率降低。

溶出赤泥A/S：反映溶出机组溶出率情况，溶出赤泥A/S低说明铝土矿中更多的氧化铝进入溶液溶出率高，溶出赤泥A/S高说明铝土矿中更多的氧化铝进入赤泥溶出率低。通过计算可以知道不同A/S铝矿在相对溶出率变化时溶出赤泥A/S变化情况如下表：

铝矿 A/S 相对 溶出率 93% 92% 91% 90% 6.0 1.35 1.40 1.45 1.50 7.0 1.42 1.48 1. 1.60 8.0 1.49 1.56 1.63 1.70 9.0 1.56 1. 1.72 1.80 10.0 1.63 1.72 1.81 1.90 11.0 1.70 1.80 1.90 2.00 - 15 -

溶出液 ak : 溶出液 ak在生产条件固定，矿石中氧化铝达到相对溶出率指标时，它的高低取决于循环母液的配入量，溶出液的ak值越高，即对单位重量矿石配入的碱量越多，溶出速度越快，但拜耳法循环效率降低；溶出液的ak值过低，铝酸钠溶液在赤泥分离洗涤和精液叶滤过程中稳定性差，水解损失严重和使叶滤机滤布结硬影响后序生产的正常进行，由于平盘母液加入洗涤系统提高了稀释矿浆的苛性比值，溶出液 ak可适当偏低控制，一般以1.38±0.02为宜，在控制溶出液 ak指标时，首先在确定溶出机组反应温度后确定矿制车间来料铝矿A/S能够达到的相对溶出率和溶出赤泥A/S，然后及时调整循环母液加入量。溶出液 ak升高，单位体积循环母液溶出的氧化铝减少，苛性比值升高/降低0.01，高压溶出进料96m/h时，每小时少/多产出氧化铝0.175吨，全年少/多产出氧化铝1456吨。

六、沉降车间技术指标控制 1、工艺流程描述：

负责把经稀释后的溶出矿浆在分离沉降槽中进行液固分离，分离沉降槽出来的溢流（粗液）经叶滤机滤出其中浮游物，制得合格的精液送合成车间；分离沉降槽出来的底流，经过三次反向洗涤，末次底流送往赤泥压滤机脱水，滤出的赤泥滤饼外排。

2、技术指标范围：

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粗液浮游物 ≤250mg/l 精液Nk 155～165g/l 精液ak 1.48～1.52 精液浮游物 ≤15mg/l 滤饼含水率 ≤40% 3、技术指标控制：

粗液浮游物：铝酸钠溶液的精制是将分离沉降槽溢流中的浮游物通过叶滤机进行排除，当粗液浮游物超标时，会导致叶滤机频繁卸车，使操作人员的劳动强度增大，叶滤机产能降低，而且容易出现打回流不及时或回流时间短，造成精液浮游物指标超标，严重影响产品质量。粗液浮游物过高还会造成滤饼过厚，在卸车时损坏滤布和造成滤饼溜槽堵塞等事故发生。

精液Nk：精液Nk浓度是由稀释浓度决定的，当稀释浓度过高时，铝酸钠溶液粘度增大沉降性能变差，当Nk≥180g/l时沉速只有0.3～0.4m/h对沉降槽极为不利，导致粗浮升高使叶滤机过料困难。精液Nk浓度高时溶液过饱和度低，不利于结晶的长大和附聚对生产砂状氧化铝不利；精液Nk浓度过低时会增大蒸发蒸水量，增大蒸汽消耗，蒸发原液Nk浓度降低1g/l，在现有生产条件下每小时增加蒸水量0.45吨，消耗蒸汽0.18吨，全年增加蒸水量0.36万吨，需蒸发器多运行60小时，消耗蒸汽价值1.5万元。

精液ak：是影响种分速度和分解槽单位产能的最主要

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因素之一，对氢氧化铝粒度也有明显的影响。精液ak一般控制在1.48～1.52比较适宜。精液ak降低，溶液过饱和度加大，分解速度加快，分解槽单位产能增加，并且有利于晶体的附聚和长大。如果精液ak过低，会造成铝酸钠溶液的稳定性降低，使叶滤机滤布结硬，影响叶滤作业的顺利进行，同时对砂状氧化铝生产造成一定影响；精液ak过高，又降低了铝酸钠溶液的过饱和度，从而减少了溶液分解的速度和深度，并因此削弱了细晶粒的附聚。精液ak每升高0.01，分解率约下降0.4%。每小时少产出氧化铝0.08吨使循环母液中回头氧化铝量增加，降低了循环母液中有效碱含量从而影响拜耳法循环效率的进一步提高。

精液浮游物：主要由赤泥和含水氧化铁微粒组成，它在铝酸钠溶液分解初期就做为晶核进入氢氧化铝中，是产品氧化铝中氧化铁和氧化钠的主要来源，精液浮游物超标将严重影响到产品质量，必须严格控制在15mg/l以下。在现有生产条件下控制越低越好。

滤饼含水率：是衡量压滤机效率的一个重要指标，滤饼含水率直接影响到压滤机的产能和沉降槽稳定运行。滤饼含水率升高，随滤饼进入外排系统的氧化铝和氧化钠量增加，使氧化铝生产成本升高。

七、蒸发车间技术指标控制 1、工艺流程描述：

由合成车间来的蒸发原液进入蒸发原液槽，经过蒸发

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器一部分出母液槽,另一部分进入强制效蒸发达到排盐要求的母液浓度，蒸发母液经沉降压滤系统进行液固分离排除碳酸钠，硫酸钠等杂质后，与母液槽母液混合送碱液调配,调整为合格的循环母液供原料车间入磨使用和供溶出调整配料使用，蒸发采用五效管式逆流降膜蒸发器组。

2、技术指标范围： 沉降槽溢流Nk：≥270g/l 循环母液Nk：250±5g/l 循环母液碳全碱比Nc/Nt：≤10%

蒸发原液指标要求如下：原液Nk：≥170g/l 浮游物：≤2.0%

根据铝酸钠溶液密度计算公式可以知道，浓度降低5 g/l拜种分母液现有生产条件下小时增加水量为3.5吨，全年增加水量为2.9万吨才能达到考核指标要求，需蒸水量达到60吨/小时的蒸发器全年多运行483小时。

原液浮游物超标在蒸发过程中氢氧化铝溶入母液降低了苛性比值，使蒸发母液中有效碱量减少，加大循环物料处理量；原液浮游物超标过高，氢氧化铝在蒸发器管束析出造成堵管，严重影响蒸发器效率的正常发挥。

3、技术指标控制：

沉降槽溢流Nk：是蒸发强制效出料在沉降槽的浓度，沉降槽溢流Nk低结晶碱析出量小，拜耳法系统结晶碱利用压滤机排出量少，对降低循环母液碳全碱比不利；在蒸发

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器组蒸水能力一定条件下,提高沉降槽溢流Nk高使蒸发母液量减少，不能保障循环母液苛性碱浓度达到规定要求。

循环母液Nk：苛性碱浓度高，单位体积循环母液能够和更多的氧化铝反应，苛性碱浓度提高/降低1g/l，溶出进料96m/h时，每小时多/少产出氧化铝50kg，全年多/少产出氧化铝40吨。所以蒸发车间应尽最大努力提高循环母液苛性碱浓度。

循环母液Nc/Nt：循环母液碳全碱比升高，单位体积循环母液中能够用于反应的苛性碱量降低，不能用于反应的碳碱含量升高，减少了生产过程的有效容积，增加了生产过程的动力费用；当碳全碱比过高达到12%以上时在溶出系统末级自蒸发器结晶析出造成管道堵塞流程中断，溶出机组被迫停车。

循环母液αk：循环母液苛性比值是由种分分解条件决定的，在现有生产条件下，种分分解率按≥48%控制，循环母液苛性比值一般稳定在2.90左右，当种分条件发生变化分解率降低时可通过配吃液/固碱形式提高循环母液苛性比值。

循环母液苛性比值提高，单位体积循环母液中有效碱（能够和铝土矿中氧化铝反应的碱）含量增多，能够和更多的氧化铝反应，苛性比值提高/降低0.01，高压溶出进料96m/h时，每小时多/少产出氧化铝7.6kg，全年多/少产出氧化铝29吨。

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3

八、合成车间技术指标控制 1、车间工艺描述

合成车间是公司生产的主体车间,沉降车间送来的精液经板式换热器降温后，送立盘冲滤饼进入种分首槽，经过50小时左右的分解后，分解产出的合格Al(OH)3料浆通过8#、9#、10#中一台种分槽出料、一部分去平盘过滤机产出成品供焙烧。一部分进立盘过滤，过滤滤饼与精液混合一起送分解首槽。

拜尔法种分槽是规格为φ10.5×22～25m、容积1900m的平底机械搅拌分解槽，共10台。

2、 技术指标范围 拜种分分解率≥48% 立盘浮游物≤18.6g/l 袋滤浮游物≤1.0g/l 精液与原液NK差值≥3g/l 拜种氢氧化铝粒度-45μm≤14% 氢氧化铝附碱 ≤0.15% 氢氧化铝附水 ≤8%

母液、强滤液和弱滤液：浮液物≤5.g/l 母液Nt≥109g/l 3、技术指标控制

拜种分分解率：分解完成后，从铝酸钠溶液中分解析出的氧化铝占溶液中所含氧化铝的百分含量。铝酸钠溶液

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的分解率是分解工序控制的主要指标。

晶种分解机理在铝酸钠溶液通过降温，加种子，降低其稳定性，使Al(OH)3从铝酸钠溶液中析出，反应式如下：

NaAl(OH)4 降温 加种子 Al(OH)3↓+NaOH 对于添加Al(OH)3晶种的作用机理一般是把氢氧化铝晶种视为现成的结晶核心，并认为，铝酸钠溶液与氢氧化铝晶体之间的界面张力d=1250达因/厘米，氢氧化铝刚生成时的比表面积大，分解过程实际上不能提供这么大的表面能，因而氢氧化铝晶核是难以自发生成的,只有从外面加入现成的晶种，才能克服不能自发生成氢氧化铝晶核的困难，使氢氧化铝结晶析出。

铝酸钠溶液晶种分解的过程极为复杂，其中包括四个主要过程：

a、次生晶核的形成;

b、氢氧化铝晶粒的破裂与磨蚀； c、氢氧化铝晶体的长大； d、氢氧化铝晶粒的附聚。

氢氧化铝颗粒的破裂与磨蚀称为机械成核。当搅拌很强烈时，颗粒发生破裂。搅拌强度较小时，则只出现颗粒的磨蚀。

二次成核和氢氧化铝结晶的破裂导致氢氧化铝结晶变

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细。

氢氧化铝晶体直接长大的过程，其速度取决于分解条件：溶液过饱和度大，温度高,有利于晶体长大；溶液中存在一定数量的有机物杂质时，则使成长速度降低。

附聚是指一些细小的原生晶粒互相依附并粘结成为一个较大的晶体的过程。颗粒附聚的机理包括两个步骤：

细颗晶体互相碰撞，其中一些结合成松驰的絮团（物理絮凝），其机械强度很低，可容易重新;

絮团在未时，由于铝酸钠溶液分解出来的氢氧化铝起到了一种“粘结剂”的作用，将絮团中的各个晶粒胶结在一起，形成的坚实的附聚物（结晶絮凝）。

研究表明，当晶种粒度小而且颗粒数目较少，分解温度较高而且有足够的氢氧化铝作“粘结剂”的条件下，附聚过程能强烈的进行。溶液的过饱和度高，也有利于附聚。在分解初期附聚作用进行较快，随着分解率的提高，附聚作用急剧减弱。

实践证明，结晶长大的颗粒强度好，附聚形成的大颗粒强度差，易破碎。只有当附聚后的粒子经过进一步结晶长大，才能得到强度大的粗颗粒。

晶体长大与晶粒附聚导致氢氧化铝结晶变粗。分解产物的粒度分布就是上述这些过程进行的综合结果。

计算公式：

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ak精 a k母 拜尔法种分分解率：η种=（1- ）╳100% 计算举例

例题：本月拜尔法精液ak为1.5，分解后母液ak为3.0，计算本月种分分解率？

1.5 Ak精

η种=（1- ）╳100%=（1- ╳100%=50% Ak母 3.0 ）分解率低，将直接造成商品氧化铝产量减少，同时后序工序循环母液苛性比值低，对溶出配料有一定影响。

指标的影响因素：

分解影响因素很多，不但要考虑提高分解速度，还要对氢氧化铝粒度有一定的要求，必须选择适宜的分解作业条件。

影响因素有:精液的浓度和苛性比值ak、分解温度、晶种数量和质量、分解时间及母液苛性比值、搅拌强度、杂质。

----分解温度

温度直接影响着铝酸钠溶液的稳定性、分解速度 、分解率以及氢氧化铝的粒度。所以温度是晶种分解重要的影响因素之一。

根据理论，随着温度的降低，溶液过饱和度增加，稳定性降低，分解速度加快，在其他条件一定时，能获得较

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高的分解率，在30℃时分解率达到最大值。如果继续降温，溶液粘度显著提高，溶液稳定性增加，分解速度降低，此时析出细粒的氢氧化铝。

分解初温是影响氢氧化铝粒度的主要因素，提高温度使晶体成长速度大大增加。温度高有利于避免或减少新晶核的生成，同时所得氢氧化铝结晶完整，强度较大。分解温度高同时也是附聚的主要条件。

工业生产上采用将铝酸钠溶液逐渐冷却的变温分解制度。这有利于在较高率的条件下，获得质量较好氢氧化铝。分解初温较高，分解速度较快，析出的氢氧化铝质量好。随着分解过程的进行，溶液过饱和程度迅速减小，但由于温度不断降低，分解仍可在一定的过饱和条件下继续进行，使整个分解过程进行的较均衡。

确定合理的温度制度包括确定分解初温、终温以及降温速度。

----浓度和苛性比值

溶液浓度和苛性比值是影响种分速度和分解率最主要的因素，对氢氧化铝粒度也有明显影响。

当其它条件相同时，中等浓度的过饱和铝酸钠溶液具有较低的稳定性，因而分解速度较快，在一定时间内的分解率也较高。

原液苛性比值低时，溶液过饱和度大，有利于晶种的附聚和长大。

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原液氧化铝浓度高时，溶液过饱和度低，不利于结晶的长大和附聚。而浓度较低时，析出的氢氧化铝结晶强度大。浓度对氢氧化铝粒度的影响在低温时比高温显著。在高温条件下，分解氢氧化铝粒度变化受溶液浓度的影响比较小，因此，生产砂状氧化铝浓度和苛性比值控制的要低一些。

----晶种的数量和质量

晶种的数量和质量是影响分解速度的和产品粒度的重要因素之一。

生产中通常用种子比（晶种系数）表示添加晶种的数量。种子比的意义是指添加晶种氢氧化铝中氧化铝的重量与分解原液中氧化铝重量的比值。即

A种

种子比 = --------- V×A精 式中：V---精液的体积，m；

A精-----精液的氧化铝浓度，kg/m; A种-----氢氧化铝中氧化铝的重量，kg。 如何计算种子比举例：设种分精液中Al2O3浓度为200g/l,加入晶种后的浆液固含为520 g/l,晶种附液为20%，种分母液比重1.3，求分解种子比为多少？（Al(OH)3和Al2O3折合系数为1.53，Al(OH)3比重取2.42）

解：先计算出1m浆液中精液体积 ①种子体积=520/2.42/1000=0.21 m

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3

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②附液体积= 520*20%/(1-20%)/1000/1.3=0.10 m ③精液体积=1-附液体积-种子体= 1-0.10-0.21=0.69 m

520÷1.53

④种子比= = =2.428 V×A精 0.7×200

添加晶种是为了克服晶核生成的困难，防止析出极细氢氧化铝颗粒，种子比越高，分解速度越快，分解率越高，但种子比越大，即固含越高，不利于附聚，因此晶种添加是一个关键技术.在二段法中，一段是附聚段，往往种子比较低，二段是结晶长大段，为提高产能可以提高晶种比。

----分解时间及母液苛性比值

随着溶液分解的不断进行，溶液苛性比值迅速增加，分解速度逐渐减慢。尤其到分解末期，分解速度更慢，分解率增加很小。

分解时间对粒度影响也比较大，分解时间越长， AH破碎将大大增加，因此，要确定合理的分解时间，既可保证合适的分解率又可防止分解时间长对粒度产生不利影响。

----搅拌

分解槽的搅拌方法有两种：机械搅拌和空气搅拌。 搅拌的目的：一是保持种子在溶液中的悬浮状态，以利于种子与溶液有良好的接触，另一方面是加快扩散速度，加速溶液分解，并能使氢氧化铝晶体均匀长大，同时防止

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A种

了氢氧化铝的沉淀。搅拌过快及过慢都是不利的：过慢易造成槽子沉淀，过快会产生很多细粒子氢氧化铝。

----杂质

铝酸钠溶液杂质积累到一定程度，将使溶液粘度及稳定性增加，不利于分解，同时使产品粒度变细。

通常溶液中杂质有硫酸钠、碳酸钠有机物及一些其它微量杂质。

----操作不当的影响

种分槽的溢流和短路。种分槽在正常操作过程中要尽可能保持高液位、不溢流，这样可提高设备的有效体积，延长分解时间。如果由于操作不当出现种分槽溢流或短路，会使部分分解溶液分解不充分，导致分解率大幅降低，同时，溢流、短路还会造成分解前后时间段的物料交叉，温度出现波动，分解条件受到破坏。

立盘附液高或立盘放料。立盘放料或附液高会导致高苛性比值的母液进入分解初期分解溶液中，使分解料浆ak升高，溶液过饱和度降低，分解速度减缓，同时，还会造成分解系统循环量增加，分解时间缩短，从而影响分解率。

内部可控制的分解条件有：分解温度、分解时间、种子比、首槽ak、规范操作。

控制分解率的方法

分解率的控制主要是严格控制好分解条件。

分解温度：包括分解首槽温度、末槽温度、降温梯度。

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首槽温度的控制可以通过板式换热器精液和母液量热交换量来调整，当温度高时，提高母液量，进一步降低精液温度。末槽温度及降温梯度主要是通过螺旋板式换热器投用台数和投用的循环水量来控制。

分解时间：根据公式t=槽子数×槽子体积÷循环量，单位：小时。分解时间的控制在实际生产中主要是靠调整种分槽投用数量来调整，同时加强操作对控制分解时间也是至关重要的。减少立盘过滤机非正常放料、溢流，减少隔槽放料，降低无效循环量。加强调整，使种分槽保持高液面，杜绝种分槽溢流、短路，也可有效的提高分解时间。

种子比：主要由立盘过滤机开车多少、精液量大小来决定，同时在某一个时间段内实产与商品的差值对种子比起关键作用。实产大于商品时，种分槽固含升高，种子比将随之升高，实产小于商品时，则种子比会降低。在生产

首槽 ak：主要由精液ak高低及分解速度决定，同时立盘放料、溢流及滤饼所带附液多少也影响首槽ak。

发现精液ak高时，及时联系上道工序进行调整。 立盘过滤机操作上要稳定，保持料浆槽液面平稳，严禁立盘非正常放料、溢流，保持立盘真空度及吸干区真空度以有效的降低滤饼附液，立盘过滤机刮刀要定期检查修理，刮刀间隙要调整好，减少滤饼回头等均可降低首槽ak。

同时在操作上还要注意保证种分槽液量平衡及温度平

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允许的情况，适当提高种分槽固含对保持高分解率很有效。

衡。加强巡检、点检，确保种分槽运行稳定。种分槽末槽体积控制在一定范围内，杜绝种分槽冒槽。按时按点要做样结果，发现异常立即取样复查，及时调整分解条件。

立盘浮游物：立盘过滤机进行液固分离后，立盘滤液中单位体积（1升）滤液所含固体氢氧化铝的克数。单位g/l

过滤原理：过滤操作是将种分氢氧化铝料浆通过滤布后，固体氢氧化铝颗粒被滤布截留，在滤布表面上形成一层滤饼，而铝酸钠溶液则穿过滤布形成滤液，这个过程称为滤饼过滤。液体即为立盘母液。

其基本原理是：在压强差的作用下，迫使液固两相混合物通过多孔介质，固体颗粒截留在介质上，液体穿过形成滤液，达到液固分离的目的。

过滤开始，通过过滤介质的滤液必须克服过滤介质对流动产生的阻力。当过滤介质表面上形成滤饼后，还必须克服滤饼的过滤介质的联合阻力。过滤介质和滤饼的联合阻力要比单独的过滤介质(如滤布)和滤饼阻力加起来要大，因为有部分固体颗粒会嵌入滤布孔隙中。滤饼沉积到一定厚度后，滤饼阻力起主导作用，这时，过滤介质阻力可忽略不计。阻力增大后，要使过滤操作能够进行，必须在过滤介质两侧保持一定的压强差以克服过程阻力。

一个完整的过滤操作，包括过滤区、吸干区、吹风区、过渡区（既不吹风也不卸料）等四个阶段，如此循环进行。

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立盘浮游物高，对后序工序有很大影响：

袋滤机过料量小，排渣周期缩短，影响袋滤机产能，同时也可使袋滤机母液浮游物升高。

袋滤机底流料返回种分槽，造成整个种分槽系统循环量加大，设备负荷增大，浪费电能。同时还容易发生冒槽、沉槽，底流管容易堵等生产故障。

立盘浮游物高还会造成立盘东西集液箱结疤严重、容易冒槽，受液管堵。

影响因素：物料性质、过滤介质状况、立盘液面高低等。

物料性质：物料性质包括滤液粘度，固体物料物理性质：

----滤液粘度

滤液粘度越大过滤越困难，适当提高溶液温度、降低溶液浓度对过滤有利。

----固体物料物理性质

固体过滤性能中最重要的是氢氧化铝颗粒粒度分布，一般情况颗粒大，滤饼孔径越大，滤液穿透越容易，分离过滤性能较好，浮游物低。而小颗粒的固体物料，容易透过滤布进入滤液，造成浮游物高，同时也容易堵塞滤布，使过滤能力下降。

过滤介质：滤布性能对过滤有明显的影响，一般情况织物滤布布孔越大，滤液穿过越容易，对产能较好，但滤

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布孔径太大还会造成细小的固体颗容易穿过进入滤液，同时滤布的使用周期也是很重要的一个性质，滤布周期越短，过滤机运转率受影响，因此，滤布的选用要根据实际情况需要进行选定。包括换布质量、布本身质量、布的破损。

立盘液面高低：在立盘操作中保持高液面操作，可提高过滤机产能，但严禁有溢流，否则会造成立盘浮游物升高。

控制方法

根据影响立盘浮游物的因素抓好以下操作条件，可控制好立盘浮游物：

在把好进布质量关的同时，抓好换布质量，要保证绑好布，扇形板锥口要上好胶垫。每班要加强巡检，发现破布，及时更换。控制好立盘液面，高液面但不要产生溢流。刮刀位置要经常检查，有问题时及时调整，以防止刮破滤布。按周期对滤布碱洗，确保过滤性能，控制好物料性质，确保粒度合格。不断进行新型滤布的开发，选择最优布种。

精液与原液NK差值：原液NK浓度减去精液NK浓度的差值，其差值用来表示种分系统非生产水进入流程对浓度冲淡的程度。

计算公式：原液与精液NK差值=原液NK-精液NK 计算举例：举例：取一原液样进行检测，NK浓度为162 g/l，精液NK浓度为160 g/l，判断系统浓度是否被冲淡。

（原液NK-精液NK）=（162-160）=2 g/l，原液NK与

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精液NK浓度差值为 2 g/l，小于考核值3 g/l，表明溶液冲淡严重，意味着系统流程非生产进水较多，或者精液串入母液。

对下道工序产生什么影响：

浓度冲淡，影响拜尔法系统循环量增大，循环效率降低，增加蒸发负担，能耗增高。

指标的影响因素：

非生产水，精液串入，平盘强弱滤液这三项影响因素，这三种物料进入系统流程，会造成料浆浓度冲淡。

控制方法

控制系统流程非生产进水，减少冲水量。非生产水进流程的渠道有两条，一是流程中阀门串入；二是冲刷地坪、设备的水或泵机封水等外部用水通过泵进入生产流程，这些不合理的进水要尽量减少或杜绝。

控制强弱滤液返料量。

控制精液量进入母液流程，精液一般进入母液流程有三条途径：一是阀门漏料，二是精液放料阀放的精液料，通过污水泵打入母液槽，三是板式热交换器漏料串入母液相。加强设备查检、检修，强化操作，杜绝这三种串料情况的发生。

拜种分氢氧化铝粒度：表示分解氢氧化铝颗粒的粗细程度，一般以-45um颗粒重量占颗粒总重量百分数来表示。单位：%。

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拜尔法种分采用二段法分解工艺，一段高温低固含附聚，二段降温高固含结晶长大。

对下道工序产生的影响：

氢氧化铝粒度直接影响焙烧产品氧化铝粒度，好的氢氧化铝粒度可以改善立盘或平盘过滤机产能，保证正常生产指标，更重要的是好的氢氧化铝粒度才能产生合格的砂状氧化铝。但粒度过粗，特别是+150um 颗粒太多，易造成氧化铝产品在电解质中溶解速度慢，甚至沉淀。氢氧化铝粒度过细，会产生较大的飞扬损失，且不利于电解过程的输送。

影响粒度的因素：①精液氧化铝浓度；②精液ak；③种子比；④晶种粒度；⑤分解温度；⑥分解时间；⑦种子和成品旋流器；⑧生产组织是否稳定等等。

控制方法：种分槽

①、种分槽隔槽放料时，AH浆液尽可能进入与该槽物料成份相近种分槽中。

②、种分槽操作不允许有溢流、走短路现象； ③、尽量减少缩槽、投槽现象，以减少细粒子的产生； ④、种分槽温度调整。

当溶出停车时间较短时(20小时以内)，种分槽调温系统不动；较长时(20小时以上)，种分首槽温度在停车前要提高1～2℃。停车在20小时以上，种分槽温度尽可能预先提高。

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立盘过滤机开车

①、立盘真空度控制在0.04兆帕以下； ②、立盘过滤机在正常操作时严禁放料和溢流； ③、滤饼含附液率必须控制在15%以下。

④、立盘滤布要勤换，浮游物要控制在3g/l以下。 精液板式换热器开车：

①、温度按要求严格控制，板式精液相严禁走短路，必要时可采用减少母液流量的方法来减少板式的降温。

②、板式热交换器要求每半个月碱洗一次。 螺板换热器开车：

①、螺板开车必须根据种分槽温度的要求适时进行调整；

②、随时检查螺板漏水、跑碱情况，一旦发现，及时隔离，以防止碱液串入循环水系统和循环水进入分解流程。

平盘母液浮游物：每升平盘母液中所含固体氢氧化铝颗粒的重量。单位：g/l。

对下道工序产生影响

母液浮游物偏高，一方面，加大了Al2O3回头率，使Al2O3

在系统中的重复循环，降低产量，能耗增加。另一方面，母液送至蒸发原液槽，加大了原液槽的工作负荷，给原液槽的维护、保养、检修等工作的开展带来一定的不利影响。

影响因素：

滤布质量差、滤布破损、AH粒度细化、真空度偏高

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控制方法：

开发较合适的滤布品种，强化滤布检查，及时更换破损滤布，调整真空度在0.045-0.06Mpa之间，如果物料存在问题，则要物料粒度和固含进行调整。

平盘洗氢附碱：平盘洗涤氢氧化铝产品中附液所带的Na2O占产品总重量的百分数，单位：%。

平盘洗氢附碱一般由化验室分析测定，但在实际生产中我们还可以通过焙烧产品Na2O含量来倒推计算。

例如：设定出厂氧化铝中Na2O为：0.5％ 附碱应为：0.5%-0.2%（结晶碱）＝0.3％ 0.3%/1.53（AH与AO折合比）＝0.196％ 0.196*0.9（假定AH中含水分10％）＝0.17％ 对下道工序产生影响

成品氧化铝除主要成分Al2O3外，往往含有少量的SiO2、Fe2O3、Na2O和H2O等杂质，附碱较高将直接导致产品中Na2O含量升高，而Na2O是比铝更具负电性元素的氧化物（如碱金属及碱土金属Na2O等），可与电解质作用，改变了电解质的正常组成，不利于电解操作。

氧化铝中的氧化钠含量能在一定程度上影响产品的物理性质。氧化钠含量低，氧化铝的物理性质不好。但碱含量过高，将使产品质量变坏，并使电解铝各项单耗增加，一般控制在0.5—0.6%氧化钠是适宜的。

平盘洗氢附碱的影响因素

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洗水温度低；洗水中含碱量高；残余滤饼过薄；滤布质量差；滤网或滤板堵塞；平盘内外圈串液；料浆流量大；真空度低；残余滤饼结硬。

平盘洗氢附碱的控制方法

调节两次反向洗涤液量；提高洗水温度；降低洗水中含碱量或使用合格洗水；调节螺旋至盘面距离；更换合格滤布；更换滤网或清理滤板；铲内外圈滤饼或调整液量；调整料浆流量；调整真空度；铲残余滤饼及提高反吹风压力。

平盘洗氢附水：平盘洗涤氢氧化铝产品中所含水份占产品总重量的百分数，单位：%。

对下道工序产生影响

氢氧化铝含水率是影响焙烧炉产能及热耗的重要原因。氢氧化铝含水率过高，在焙烧过程中需要消耗大量的热能脱除附着水，更重要的是使进炉的氢氧化铝焙烧成氧化铝的折合比大大降低，造成焙烧炉产能降低。一般氢氧化铝含水率每增加1%，产能会降低2%—2.2%。氢氧化铝含水率过高也会造成电收尘进口温度降低（一般低于140℃），为了保证电收尘安全稳定运行，必须减少下料量，也就相当于降低了焙烧产能。

平盘洗氢附水的影响因素

滤布质量太差；滤网或滤板堵塞；真空度低；料浆密度太低；洗液量过大。

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平盘洗氢附水的控制方法

更换合格滤布；更换滤网或清理滤板；提高真空度。要求种分提高料浆固含；调整洗液量。

平盘母液全碱、苛碱：该指标主要用于表示母液中进水情况，即表示溶液冲淡程度。

对下道工序产生影响

母液Nt浓度过低，一方面，增加了蒸发的负担，使蒸发母液产出量相应减少，影响生产的正常进行；另一方面，使新水等消耗增加，造成了能源的浪费。

平盘母液全碱、苛碱的影响因素

平盘系统污水进入母液槽；其他管网的水溢流或串入母液槽或料浆槽；平盘强、弱滤液串区或流程倒错进入母液槽

平盘母液全碱、苛碱的控制方法

杜绝非生产水或其它物料进入流程，积极加强控制，避免其它洗水串入母液中。加强检修清理，保持平盘盘面滤液好下，防止强、弱滤液与母液互串。

出厂氧化铝二级品以上率完成100%

控制方法：一方面上道工序要控制好AH产品质量；另一方面焙烧要严把出炉氧化铝的质量关。

九、焙烧车间技术指标

1、工艺流程描述：是氧化铝生产流程中的最后一道工序，其主要任务：将氢氧化铝在焙烧炉中通过干燥、预热、

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焙烧得到用户满意的合格产品——氧化铝。

2、技术指标范围 AO灼减：≤1.0%

电收尘出口含尘量：≤ 150mg/Nm3 出厂2级品以上率100% 3、技术指标控制

氧化铝灼减：指氧化铝产品中残存的结晶水含量。 控制原理：焙烧的目的是在高温下把氢氧化铝的附着水和结晶水脱除，从而生产出一种由α-AL2O3和γ－Al2O3混合物构成的，物理化学性质符合电解要求的氧化铝。

氢氧化铝的焙烧在1000～1250℃下进行，氢氧化铝在焙烧过程中发生下列变化，在110～150℃脱除附着水，在200～250℃下Al(OH)3（三水铝石）失去两个结晶水转变为一水铝石，500℃左右一水铝石转变为无水γ-AL2O3，850℃以上转变为不吸湿的α-AL2O3。除γ-AL2O3转变为α-AL2O3是放热过程外，其他过程都是吸热过程，主要的热量消耗在物料加热到500～600℃的这一阶段。焙烧过程中随着脱水和相变的进行，氧化铝的物理性质，如粒度和表面状态等均发生变化；比重、折光率提高，α-AL2O3含量增加，灼减降低。氢氧化铝加热到240℃时（脱水第二阶段），其表面积急剧增加，至400℃左右时达到最大值。由于氢氧化铝急剧脱水，其结晶集合体崩解，新生成的γ－Al2O3结晶很不完善，分解度很大，因此具有很大的比表面积。随着脱

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水过程的结束，γ－Al2O3变得致密，结晶趋于完善，比表面积开始减少。继续提高温度至900℃以上，开始出现α－Al2O3，而且随着温度的提高，其含量逐渐增多，结晶也趋于完善，比表面积进一步降低。

在1000－1100℃焙烧的氧化铝，其安息角小，流动性好，同时α－Al2O3含量低，比表面积大。当焙烧温度达到1200℃以上时，氧化铝颗粒表面变得粗糙，α－Al2O3粒子之间粘附性强，加之粒度小，故安息角大，流动性差，风动输送困难。氧化铝焙烧程度低时，如果氢氧化铝颗粒粗、强度好而且均匀，其粉尘量小；反之细粒子多时，则粉尘量大。

当氢氧化铝中含有V2O5时，焙烧时将使氧化铝发生粉化，并使其成为针状结晶，导致这种氧化铝流动性很差。研究表明，焙烧产物中Na2O的含量低于0.5%时，碱含量越高，产品强度越大，粒度变粗，并可抑制α－Al2O3的生成。

对下道工序影响

氧化铝灼减指标影响产品质量，灼减≤1.0%，是合格产品，反之则是等外品。同时氧化铝中残存的结晶水与电解质中的AlF3作用而生成HF，造成了氟盐的损失，并且污染了环境。此外，当灼减高的或吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解质接触时，则会引起电解质爆溅，危及操作人员的安全。

氧化铝灼减指标控制在0.8-1.0%能产生较好的经济效

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益。

氧化铝灼减指标的影响因素 AH下料量；主炉温度；ESP返灰量； 氧化铝灼减指标的控制方法

氧化铝的灼减主要取决于焙烧主炉温度的控制和电收尘返灰的调整。

主炉温度的正常设定值为1050℃至1150℃，生产中的温度控制回路控制着V19的煤气流量，也可手动控制煤气流量，从而保证实际温度在1050℃至1150℃左右。灼减偏高时，可适当调整减小下料量，提高焙烧温度，降低灼减。保持炉内系统稳定，减少频繁开停炉，可有效降低焙烧过程中的物料破碎现象，从而减少电收尘灰量，保持合格的灼减指标。现有的焙烧工艺可以使返灰物料再次焙烧，对降低灼减也很有效。

电收尘出口含尘量：焙烧炉产生的烟气、水蒸气、极细氢氧化铝混合物经过电收尘收尘后，少部分超细颗粒无法回收，会随着废气排出，电收尘出口排出烟道中单位体积废气（标准状况下的废气体积）中所含的粉尘量即为电收尘出口含尘量，该指标为环保指标，单位：mg/Nm。

对下道工序产生的影响：

电收尘出口含尘高，一方面，物料排入大气，对环境造成污染。另一方面，大量氧化铝排入大气，造成产品损失，影响经济效益。

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3

电收尘出口含尘量的影响因素和相应的处理方法 A、电收尘故障 现象：

——高压电送不上；

——送上高压电后，电流、电压低； ——返灰系统跳停； 处理：

——收尘仓内积料过多，返灰系统不畅，处理返灰系统；

——收尘仓内极板、极线是否有短路； ——的阴阳极振打检查运行是否正常； ——检查高压电转换开关是否在正确位置； ——通知电工检查控制系统； B、物料细化。应对物料进行调整。

C、操作不稳定，加减料幅度过大。稳定操作，要有预见性。

D、加大返灰系统的检查，确保返灰正常。 九、跨车间指标变化分析 蒸发合格水量

母液蒸发就是利用蒸汽把母液间接加热至沸腾使溶液激烈汽化，同时将生成的二次蒸汽（乏汽）作为下一效蒸发器的加热蒸汽，通过抽真空形式增大蒸汽与溶液沸点之间的温差，以提高蒸发能力和减少蒸汽消耗。

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在蒸发过程中，新蒸汽和各效蒸发器乏汽生成大量的凝结水，在Nt≤0.03g/l时称为蒸发合格水送热电分厂使用，Nt＞0.03g/l时称为蒸发不合格水供氧化铝系统使用。在生产控制过程中，应努力增加合格水产出量，合格水量增加对生产有以下好处：① 减少动力新水使用量，降低生产成本。② 充分利用蒸发乏汽热量，保障锅炉给水温度。③ 利于氧化铝系统水量平衡，为高效组织生产创造条件。

非生产水

非生产水进流程是人为影响溶液浓度的一项重要因素，它进流程的渠道有两条，一是流程中阀门串入；一是冲刷地坪、设备的水或机封冷却水等外部用水通过泵进入生产流程。

一般情况下，水的流速为2.5m/s， 一条内径为20mm的长流水管(常用于机封冷却水管和生活水管)，每小时会有2.8吨水进入流程，一条内径为25mm的长流水管(常用于冲刷设备或地面积料)，每小时会有4.4吨水进入流程，降低溶液浓度，加大蒸发负担。

不同管道尺寸小时进水量见下表： 管道内径 英制 4″ 国际单位 15（mm） 1 m/s 0.63吨 流 速 2 m/s 1.26吨 2.5 m/s 1.58吨 - 43 -

6″ 1′ 附录：

20（mm） 25（mm） 1.13吨 1.77吨 2.26吨 3.55吨 2.8吨 4.4吨 常用单位换算

1、质量单位：1吨=1000千克=1×10克 2、长度单位：1米=10分米=100厘米=1000毫米 1英寸=0.02米=1/12英尺

3、压强单位：1bar=1.02kgf/cm=0.9869atm=1×10Pa 4、功能单位：1kcal=4.1868×10J(N·m) 5、密度单位：1t/m=1000kg/m6、浓度单位：1kg/m=1g/l

7、碱度单位：1N（毫克当量）=0.031g/l

8、真空度单位：1MPa=7.051×103mmHg=1.0197×105mmH2O 管道尺寸（内径）对照表：

4 5 6 8 10 12 33

3

32

5

6

英寸 1 1.5 2 2.5 3 毫米 25 40 50 70 80 100 125 150 200 250 300 常用元素原子量表： 元 素 名 称 氢 氮 - 44 -

元 素 符 号 H N 原子量 1 14 元 素 名 称 碳 氧 元 素 符 号 C O 原子量 12 16

氟 镁 硅 氯 钙 钒 F Mg Si Cl Ca V 19 24 28 35.5 40 51 钠 铝 硫 钾 钛 铁 Na Al S K Ti Fe 23 27 32 39 48 56 常用化合物分子量表：

化合物 名 称 氧化铝 氧化钠 氧化钙 氧化铁 氧化镁 氧化钾 碳酸钙 氯化钠 碳酸钠 硫酸钠 硅酸钠 分子式 Al2O3 Na2O CaO Fe2O3 MgO K2O CaCO3 NaCl Na2CO3 Na2SO4 Na2SiO3 分子量 102 62 56 160 40 94 100 58.5 106 142 122 化合物 名 称 氢氧化铝 氢氧化钠 氢氧化铁 氢氧化钙 一氧化碳 二氧化碳 二氧化硫 三氧化硫 二氧化钛 二氧化硅 水 分子式 Al（OH）3 NaOH Fe（OH）3 Ca（OH）2 CO CO2 SO2 SO3 TiO2 SiO2 H2O 分子量 78 40 107 74 28 44 80 80 60 18

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