4 轻】金属冶炼
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4.—1 ?氧化铝生产
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4—.1.1 在氧】化铝工?业生产?中影响能《耗的因素《甚多其?中矿石品级、生【产,方法:和工厂规模》。对能:耗影响最大不同生产!方法对?。铝土:矿的:铝硅比要求不同【
! 对于拜耳法生产氧!化铝:。的铝:土矿铝?硅比没有统一界【定根据有关》资料国外拜耳法氧化!铝厂实际生产使用】的铝土矿铝》硅比:的下限为7结合我】国,铝矿石高铝、—高硅的特点进行【技术经济分》析结果表《明当:铝矿石铝硅》比大于8时宜采用拜!耳法生产最经济
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!对于采用烧结法【生产:氧化铝的《。矿石铝硅比》的界限我国铝厂有多!年采用铝硅》比,为3.5的矿石【进行生?产的实践经验—并取得了较好的【技,术经济?指标为此采用烧【结,法生产氧化铝的矿石!铝硅比以大于3【.5为宜
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《 对于采用联合法】生产氧化铝的—矿石铝硅比的界限多!年来曾经做过—多次方案比较和论】证如对郑州铝—厂,、山西铝厂、贵【州铝厂、中》。州铝厂等的论证【认为生产规模大【于,。400kt》经全面技术经济比】较联合法优于烧【结法矿?石铝:硅比大于4.—5宜采?用联合法铝硅比【大于4.5是针【对联合法制订的当采!用串:联法时铝《硅比可适当》降低
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【 选矿?拜耳:法和石灰拜耳法近】。年来已在《我,。国氧:化铝生产中被采【用,但这两种生产方法的!氧化铝总回收率都】较低矿耗较高因【此采用这两》种方法适宜的矿【石铝硅比应通—过经技术经济比较】后确定
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综【上所述对于不同品级!的矿石规《定采用不同》的生产方法》是必要?。的,氧化铝的工业生产应!。尽量采用《能耗低的《。拜耳法或联合—。法
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4.【1.2 产品能】耗与生产规模有【直接的关系节能【降耗是体现规模效应!的一个方《面根据国家》。发改:委规:定新建氧化铝项【目必须经过》国,务院投资主管部门批!准利:用国内?铝土矿资源的氧【化铝项?目起步规模必—须是年生产能力【800kt及以上自!建铝土矿山比—例应达?到85%以上—配套矿?山的总体服务年限必!须,在,30:年以上利用进—口铝土矿的氧化铝】项,目起步规模必须【是年:。生产能力600【。kt及以上必须有长!期,可靠的?境外铝?土矿资?源作为?原料:保障通过合》资方式取得》。。5年以上铝土矿【。长期合同的原料【达到总需求的6【。0%:以上
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》。4.1?.3 本条对氧化!铝单:位产品综《合能耗作出规定【
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? 1 氧—化铝生产目前国内】有拜耳法、烧结法】和联合法三种方法】根据不同的》原料选?择合理的生产方法】和,工艺:流程近年《来氧化铝生》产方法?。又,增加了“选矿拜耳】法”和“石灰拜耳法!”,
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所谓“!选,矿,拜耳法”《其实质是将不宜直接!用拜耳法处理的品位!较低:。的矿石经选》矿处:。理得到铝硅比较高的!适用拜耳法的—精矿再用传统的【拜耳法工艺处理
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所!谓“石灰拜耳—法,”,是针:对品位较低的矿【石而在溶出过程中添!加过量石灰》使其能较经济地【采用拜耳法生产
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】 此外工艺流程【的选择还应》根据可靠的半工业化!试验、矿石》加工试验资料以及可!以,。采信的其他》资料并进行优—化,特别是涉及》全流程?的技术条件和指标】要做全局的技术经济!分析:在选:取试:验数据时还要考虑到!试验:条件和工《艺条件的差异所带】来的影响
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综【合能耗指标的确定主!要,是根据?。对国内外氧》化铝行?业产品能耗情—。况的:调查并参照国—家,发展和改革委员会2!00:7年第64号公告】铝行业准入条件规定!。的,新建拜耳法生产【氧化铝生《产系统?综合:能耗:必须低于500kg!ce/t《氧化铝其他工—艺氧化铝生产—系统综合能》耗必须?低于800kgce!/t:氧化铝;《现有拜耳法氧—化铝生产《系,统综:合能耗必须低于5】2,0kgce/—t氧化铝其》他,工艺氧化铝生—产系统综合能耗【必须低于900【kgce/t—氧,化铝本?条规定的综合—能耗指?标为三级其》中一级为目标值是】世界先?进水:平以“新建准入”】作为三级能耗指标】的参考值现》分述如下
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在通】常情况下《氧化铝厂设计文件中!一般只包括全厂的】水、电?、,蒸汽、煤气(重油)!、焦:炭、煤等《项消耗和总》。能耗20世纪—。80年代末和90】年代初我国》氧化:铝行:业从国外引进—拜耳法生《产的部分《先进技?术和设?备如间?接加热压煮溶出、机!械,搅拌分解、降膜【蒸,发及大型平底沉降】槽,、深锥高效沉降槽】、种子过滤机—及氢氧化铝流—态化焙烧《炉等这些先进技【术和:设备:经设计、施工—、生:产单位?消化、吸收生—产中不断改进和【完善已?普遍应用于氧化【铝生产中生产技【术和水平都有—较大提高生产—的各项技术》指标都有较大的改善!能耗大幅度下降所】。以本条以工》厂,。实际:生产平均先进指【标作为拜耳》。。法生产能耗设—计的综合指》。标,
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— 2 烧结法!生产氧?化铝:在我国?已有50多》年的:历史生产技》。术和:生产水平有很大的】提高熟料烧成的【。烧成煤和生料—加煤消耗不》断降低?粗液脱硅采》用间:接,加热技术蒸汽消耗也!。有很:大降低近《年来各厂又分—别,从国外引进部分先进!技术和装备如氢【氧,化铝流态化焙—烧技术和装》备母液蒸发也分别】采用板(管)—式多效蒸发等—这些:。技术的采用都取得】了较:好的技术《经济:效果目?前工厂的实》际消耗平均》达到较为先》进的水平把这些指】标,作为烧结法》综合能耗设计指【标是可行的
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》 3 联合法【涵,盖拜:耳法和烧结法的有】关,。工序因?此联合法《有关工序的能耗【。指标同?样按拜耳法和烧结】法,的相关工序的能耗指!标选取其《能耗计算《公式:引,自现行行业标准【铝土矿生产》能源消耗YS—。。。/T 103其中】当矿石铝《硅比大于或》小于10时减少【或增加附加值—A1;当《熟料中氧化铝—含量:大于或小于35【%时应减少》或增加附加值A2
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4.1.》4 按照氧化【铝工厂设《计,的文件一般全—厂都包括《几个主要能》耗大的单《元(或称为工序)】石灰烧制《、压煮?溶出、熟料》烧,成、粗液《脱硅、母液蒸发、氢!氧化铝焙《烧等这些单元的操作!过程都进《行了热平衡和单位】物料量的热耗—计,算,按工厂的实际平均先!进水平和采用新【工艺、新技》术后能达到的—水平作为设计规定】单元操?作过程的《能,。耗指标这些指—。。标不仅适用于碱石】灰烧结法《而且也适合联—合法和拜耳法—工厂中相应的部分】对目:前暂时还没》有更先进的改—进措:施的单元《。操作过程其能耗指标!按有色金属》行业:标准中的《有,关规:定作为?能耗设计指标—
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4.《1.5 立窑【烧制石灰具有投【资省、热耗低—。和二氧化碳气—体浓:。度高的优点立窑【更适用?于既需要供应石【灰又需供《应,高浓度二氧》化碳气体《的生产单位目前【被国内?广泛采用
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— , 在仅需》要供应石灰特别是对!石灰石分解》率要求高而石灰【中二氧化碳》。残留要求低的—拜耳法或生产中需】添加:石灰量大的“石灰】拜耳法”采用—回转窑煅烧石灰更为!适宜
】4.1.6 【采用闭路《破碎流程降低入【磨矿石的粒度是降低!能耗的重要措施多碎!少磨可以有效地节】省碎、磨的总—能耗:有关资料表》明将破碎《。产品:粒度从2《5mm降《至12mm则—。破碎工?序仅增加能耗1%而!磨矿工序可降低8】。。%的能耗两者综【合能耗有《较大:降低
! , 实践证明长筒型!。磨机安装《功率低于短筒型【磨机因此在选择磨机!时除应注意矿—石性质及对磨矿产】品的要求外应—优先选?用,长筒型磨矿机
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】 拜耳?法矿浆磨制可选【。用格子磨或溢流型】球磨机配水力旋流器!闭路一段磨》矿流程或一》段棒磨机开》。路、二段球磨—机配水力旋流器闭路!的两段磨矿流程【
4.】1.7 间接加热!压煮溶出可大幅度】地减少蒸发水量降低!能耗提高溶出温【度可提高碱的循环效!率对改善技术经济指!标有明显《效果目前新建、改建!和扩建的氧化铝厂】均采用间接加热溶出!技术溶出温》度不低于260℃】采用多级自蒸发工】艺可充分利》用余热?降低生?产能耗新蒸汽冷凝】。水的热量和》二次:蒸汽冷凝水》的热量经合》。理利用后均可达到节!能,降耗的目的
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4.1.8! 熟料烧成—窑是集燃《。料燃:。烧、传热介质—、化学反应、物料】输送于一体的反应设!备是烧结法和联合】法烧成部分的主机影!响烧成窑的产能因】素较多?设,计通:常采用相似条件下】的实际生产》数据按单位传热面】积产能或《单位容积产能推算并!进,行必要的修正来确定!窑的:设,计产:能
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《 在联合》法生产?中熟料?烧成是处理拜耳【法生产系统排出赤泥!的后续工序因—而,在确定熟料烧成的设!计能力时应与拜耳】法压煮溶出》的生产能力相适应】以保证两个系—统的平衡
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直筒!窑加工制造》简单备品备》件统一筑《炉和检修方便多年实!践表明直筒窑—使用情?。况良好
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》单,筒冷却机热回—。收效率高《加工:制造简单操作维【修方便对不同块【度的熟料有较—强,的适应性
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》。。4.:1.:9 : 近年来《国内业?界就烧结法粗液【间,接加热脱硅作了大】量试验和研究工【作,取得了较《好的效果并已产【业化实践表明间【接加热?脱硅与蒸汽直接加】热,脱硅相比可》减少蒸发水量—降低氧?化铝生产的》能耗由?于压煮脱《硅采用套管》加热脱硅器保温间接!加热连续《脱硅:。不仅使二次蒸汽得】到利用新蒸汽冷凝水!及,二次蒸?汽冷凝水的热量均可!回收利用《因此能耗《大幅度降低间—接加热连《。续脱硅技术》已在国?内大部?。分氧化铝厂改—(扩)建《工程中采《用
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4.1.1【0 增加》蒸发器的《效数是降低蒸发汽】耗的有效《方法为了降低—汽耗目前国内氧化】铝厂:已普遍采用》五效或六效作—业由于采用了高效】降膜蒸发器及—多效:逆流蒸发流程母液自!。蒸发排出二次—蒸汽热?量各效新蒸汽冷凝水!的热量和二次—蒸汽冷凝水的热量】得到合理《利用:因此:母液蒸发的汽—耗比原?。有三、四效蒸发大幅!度降低?。节能效果《很明显
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蒸发器!。的热媒?采用饱和蒸汽蒸【发器的形式宜选【用降膜蒸发》。器析盐效《宜选用强《制循环蒸《发器
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4.1.11 !流态化焙烧炉与回】转窑相比具有热耗】低、产品质量好【、投资省、占地面】积小、设备简—单、:运行寿命长、—维修费用低等诸【多优点因而在—国内外氧化铝厂【被广泛采用国—内,新建氧化《铝厂:均选用流态化焙烧】炉老厂原《有的回转《窑已被淘汰因此【新建和改(》扩,),建的氢氧化铝焙烧】系统能耗设计应按】流态化焙烧技—术的指标选取
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4?.,1.:12 《氧,化铝输?送通常有气流输【送和:机械输送《两种高压空气输送】是气流输送的—一种:输送动?。力消耗较《大不应在新建—。和,改(扩?)建:的工:程中采用《机械输送和浓相【输送能耗相》。对较低、收尘设【施较小、简单、维】修工作量小在—今后氧化铝输送设】计中应优先采用
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4.1.1!3, 氧化铝生产除拜!耳法系?统主机为压煮溶出器!、烧结法生》产系统主机》为,熟料烧成窑外—近年:来引进?和开:发了氧化铝厂使用】的其他大型设备如平!底沉降槽、深锥沉】降槽:、机械搅《拌分解槽、》种子过滤机、—成品过滤《机等
】 平底—沉降:槽设备简单》。、运行费用低、操作!维护方?便
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《 深锥?沉降槽单《位,沉降面积《产能高、占》地少
! 机《械搅:拌分解槽与老式空气!。搅拌分解槽相比能】耗,低、易于设备大型】化
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另外其】种子过滤机、成品过!滤机等均可》采用大型号过滤【机具有产能高、【消耗低等优点上述】设备新?建和改?(扩)建的氧化铝厂!已广泛?。采用:
】 这些《设备:。共,同特点是容(面)】积大、产能高、【操作:维修简单与过去采】用的:老式沉降槽、分解】槽、:。过滤机?等设备相比能耗都明!显降低
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4.1.14【 生?产中采用串联法烧结!低,铝,硅比和烧结纯—。赤泥熟?料技术可降低—联合法中熟料和氧化!铝折合比即》降低单位氧化铝成品!熟,料,。量因为在《联合法中熟料—烧成占总能》耗的1/3左右因】此降低联合法中【。熟料量即降低烧【结法在?联,合法:中的比?例对降低氧化—铝,能耗大?为有利
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?4.1.15 】余热、废热属于二次!能源回收、利用余热!、,。。。废热提高二次能【源的利用率降低【一,次能源的损失—有利于节《省能耗
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,4.1?.17 近—年,来国内氧化铝厂【生产控制和管理【水平有较《大提高新建氧化铝】厂,和老厂不断提高【氧化铝?。生产控制和管理自动!化装备水平采用管】/控一体化网络系统!使生产过程控制自】。动化和管理信息化】。。
— 由于氧【。化铝:。厂生产工艺过程复杂!区域分布《广因此可以》按氧化铝生产工【。艺流程和车》间区域位《置分:区设置集《中控制室采用计算机!系统根据生产要求对!生产过程进行—自动检测《、控制和《管理以达到》稳定:安全生产《实现最佳化运—行达:到最优化指》标,
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