【正文】 以上的氧化鋁生產(chǎn)能力 [2]。 Lime。 （ 11） 翻譯一篇與本課題密切相關(guān)的外文資料。 選石灰拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工藝設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題，通過(guò)此課題使我們對(duì)氧化鋁生產(chǎn)工藝流程、主要技術(shù)指標(biāo)、冶金計(jì)算、冶金設(shè)備等實(shí)際生產(chǎn)情況得以全面的了解和掌握，同時(shí)可以對(duì)我們的專業(yè)課進(jìn)行系統(tǒng)的考察，為以后從事氧化鋁行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國(guó)氧化鋁工業(yè)界應(yīng)更系統(tǒng)全面地認(rèn)識(shí)和研究我國(guó)的鋁土礦資源，加快開(kāi)發(fā)應(yīng)用可處理我國(guó)中低品位一水硬鋁石礦資源的新工藝、新技術(shù)，擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外可經(jīng)濟(jì)利用的鋁資源量，進(jìn)行高效、節(jié)能、清潔的氧化鋁生產(chǎn)，是我國(guó)的鋁土礦資源的利用和氧化鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展 [811]。 日程安排： 第 35 周 ：進(jìn)工廠實(shí)習(xí) 。 4. 全廠的物料平衡計(jì)算： 要求列出物料收支平衡表 。 江 西 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目： 年產(chǎn) 110萬(wàn)噸氧化鋁石灰拜耳法溶出車(chē)間設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 冶金與化學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè)： 冶金工程 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 職稱： 時(shí)間： 2020 江 西 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書(shū) 冶金與化學(xué)工程學(xué)院 冶金工程專業(yè) 2020 級(jí)（ 2020 屆） 班 號(hào) 題 目： 年產(chǎn) 110 萬(wàn)噸氧化鋁石灰拜耳法溶出車(chē)間設(shè)計(jì) 原始依據(jù) (包括 設(shè)計(jì)（論文）的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等 )： 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前我們來(lái)到中鋁山西分公司 80 萬(wàn)噸氧化鋁廠進(jìn)行了一次實(shí)習(xí)，此次實(shí)習(xí)的目的之一就是為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)，所以畢業(yè)設(shè)計(jì)也是參照中鋁山西分公司的實(shí)際情況進(jìn)行的。 5. 全廠的設(shè)備選型計(jì)算： 以全年處理量為依據(jù)，計(jì)算設(shè)備的日處理量和小時(shí)處理量，算出各個(gè)工序所需設(shè)備的負(fù)荷、容量，確定設(shè)備的尺寸、 規(guī)格以滿足生產(chǎn)的需要 。 第 67 周：收集原始資料，查閱文獻(xiàn)資料，翻譯外文資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告： 第 89 周：冶金計(jì)算及設(shè)備選擇計(jì)算； 第 1014 周：圖紙繪制及論文撰寫(xiě)； 第 15 周：畢業(yè)答辯 主要參考文獻(xiàn)： [1] 畢詩(shī)文 .氧化鋁生產(chǎn)工藝 [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020， 112～ 130. [2] 付高峰等 .氧化鋁生產(chǎn)知識(shí)問(wèn)答 [M].北京： 冶金工業(yè)出版社， 2020， 12～ 25. [3] [蘇 ]沈陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)院氧化鋁專業(yè)組譯 .氧化鋁生產(chǎn)生產(chǎn)手冊(cè) [M].北京： 冶金工業(yè)出版社， 1974， 103～ 120. [4] [蘇 ]，白楊譯 .氧化鋁工藝計(jì)算 [M]. 北京： 冶金工業(yè)出版社， 1977， 114～ 128. [5] 吳金水 .拜耳法與混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)工藝物料平衡計(jì)算 [M].北京： 冶金工業(yè)出版社 , 2020， 5～ 45. [6] 楊重愚 .輕金屬冶金學(xué) [M].北京：冶金工業(yè)出版社， 1991， 21～ 48. [7] 郭年祥 .化工過(guò)程及設(shè)備 .北京：冶金工業(yè)出版社， 2020， 32～ 78. 指 導(dǎo)教師 （簽字） ： 年 月 日 注：本表可自主延 伸，各專業(yè)根據(jù)需要調(diào)整。 隨著中國(guó)氧化鋁產(chǎn)能的迅速擴(kuò)張，鋁土礦的需求也大幅增長(zhǎng)，預(yù)計(jì) 2020 年～2020 年間，中國(guó)對(duì)鋁土礦需求的年均增長(zhǎng)率將達(dá)到 22%。 課題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和手段： 目標(biāo)：通過(guò)用石灰拜耳法處理中鋁山西分公司鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的設(shè)計(jì)，使我們更深了解氧化鋁的生產(chǎn)方法、工藝流程、主要技術(shù)條件、冶金 設(shè)備、國(guó)內(nèi)外氧化鋁生產(chǎn)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)等實(shí)際情況 [1]，使我們成為符合氧化鋁生產(chǎn)的合格的專業(yè)技術(shù)人才。 設(shè)計(jì)（論文）提綱及進(jìn)度安排： 第 35 周：進(jìn)工廠實(shí)習(xí) 。 Alumina。 冰晶石－氧化鋁熔體電解仍然是目前工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的唯一方法，所以鋁生產(chǎn)包括從鋁礦石生產(chǎn)氧化鋁以及電解鋁冶煉兩個(gè)主要過(guò)程。氧化鋁工業(yè)的迅速發(fā)展不同于以往的低水平重復(fù)建設(shè)，而是上規(guī)模、高水平，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，極大地提升了我國(guó)氧化鋁工業(yè)整體水平和競(jìng)爭(zhēng)力。 1890~1990 年，全世界金屬鋁的總產(chǎn)量約為 萬(wàn)噸，到 20 世紀(jì) 50 年代中葉，鋁的產(chǎn)量已超過(guò)銅而居有色金屬之首，僅次 于鋼鐵。例如在拜耳法生產(chǎn)中采用管道化溶出代替高壓溶出進(jìn)行鋁土礦的溶出，用流態(tài)化煅燒代替回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氫氧化鋁的煅燒，在母液蒸發(fā)中采用在氧化鋁生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)大的比重，降低能耗仍是當(dāng)前氧化鋁生產(chǎn)中的重大任務(wù) [6]。我國(guó)氧化鋁工業(yè)界應(yīng)更系統(tǒng)全面地認(rèn)識(shí)和研究我國(guó)的鋁土礦資源，加快開(kāi)發(fā)應(yīng)用可處理我國(guó)中低品位一水硬鋁石礦資源的新工藝、新技術(shù)，擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外可經(jīng)濟(jì)利用的鋁資源量，進(jìn)行高效、節(jié)能、清潔的氧化鋁生產(chǎn)，是我國(guó)的鋁土礦資源的利用和氧化鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展 [811]。 廠址的選擇與許多因素有關(guān)，應(yīng)綜合考慮。建設(shè)期的劃分影響到投資的充分利用，剩下的擴(kuò)建產(chǎn)量不宜與現(xiàn)有產(chǎn)量相差過(guò)于懸殊。為紀(jì)念拜耳這一偉大貢獻(xiàn)，該方法一直沿用拜耳法這一名稱。目前，它仍是世界上生產(chǎn)江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 氧化鋁的主要方法之一。蒸發(fā)過(guò)程中析出的一水蘇打送往苛化得到苛堿，苛化液重新參加配料。詳見(jiàn)專題部分 (3) 溶出液的稀釋 江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 8 補(bǔ)充苛性堿 鋁土礦 石灰 溶出礦漿 粗液 稠濃赤泥漿 熱水 精液 赤泥 洗液 堆場(chǎng) 氫氧化鋁漿液 母液 晶種 氫氧化鋁 Na2CO3鋁酸鈉溶液越高，黏度越大，赤泥分離就越困難，故需稀釋溶出礦漿是溶液濃度、黏度降低， 便于赤泥分離。綜合這些情況本設(shè)計(jì)采用赤泥洗滌液濃度大于 95℃，赤泥分離底流 L/S=4，末次洗滌底流 L/S=，其赤泥四次反向洗滌，附液量完全達(dá)到要求。 赤泥分離與洗滌液固比 L/S 分離 L/S=；一次洗滌 L/S=； 二次洗滌 L/S=；三次洗滌 L/S=；四次洗滌 L/S=； 赤泥濾餅附液液固比 L/S=30/70。 試算出進(jìn)入溶出液和溶出赤泥的 Al2O3和 SiO2量 拜耳法物料平衡中的 配堿計(jì)算 是難以掌握的，要使整個(gè)物料平衡計(jì)算準(zhǔn)確無(wú)誤和不返工，首先應(yīng)該經(jīng)過(guò)試算以找出準(zhǔn)確相 關(guān)的數(shù)據(jù)代入到關(guān)系式中，然后求得所需的數(shù)據(jù)。2H2O 化學(xué)物進(jìn)入分離赤泥中 。 種分母液分離過(guò)程的機(jī)械損失 %，其損失成分量為： Al2O3=%= SiO2=%= Na2Ok=%= Na2Oc=%= CO2=44/62= H2O=（ ） %= 損失總量 =+（ ++++） = 本計(jì)算把它送去蒸 發(fā) 為循環(huán)母液的一部分。 種分母液蒸發(fā) 按每噸碎鋁礦計(jì)，單位 Kg 蒸發(fā)原液量及其成分量 蒸發(fā)原液量 =剩余種分母液量 + Al(OH)3洗液量 =+ = 蒸發(fā)原液成分量 =剩余種分母液成分量 + Al(OH)3洗液成分量，其中 : Al2O3=+= SiO2= kg Na2Ok=+= 江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 25 Na2Oc=+= CO2=+= H2O=(++++) = 蒸發(fā)母液量及其成分量 蒸發(fā)過(guò)程損失 %，損失總量為： %=，其中損失的成分為： Al2O3=%= SiO2=（ ） = kg 式中 ： —1000kg 碎鋁礦需配入的循環(huán)母液量， m3； — 循環(huán)母液中 SiO2濃度， g/L。 其中： Al2O3水解損失量 =(A/S 分離 A/S 溶出 )SiO2 =() = 結(jié)晶水 =54/102= 稀釋溶液中 SiO2=(） /307= 由溶出赤泥轉(zhuǎn)化為分 離赤泥，其增量為： SiO2== Al2O3= Na2Ok=62/102= H2O 結(jié) =36/102= 故分離赤泥成分量為： Al2O3=++= 江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 20 SiO2=+= Na2Ok=+= CaO= Fe2O3= 其他 = 總 H2O 結(jié) =++= 分離赤泥總量 =++++++ =572020kg 赤泥沉降分離 按每噸碎鋁礦計(jì)，單位 Kg 赤泥濾餅附液 損失： 濕式赤泥濾餅附液按 30/70 計(jì)算，則 濕式赤泥濾餅附液含量 =30/70= 其附液損失成分量： Al2O3=%= Na2Ok=%= Na2Oc=%= CO2=44/62= H2O=(+++)= 式中 ： %， %， %—分別為 赤泥 濾餅附液中 Al2O Na2OK 及Na2OC的重量百分含量（見(jiàn)表 5－ 2）。 設(shè)進(jìn)入溶出系統(tǒng)的成分量為： 江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 15 令循環(huán)母液的體積為 V， Al2O3的總量為 A 總 ，溶出液中 Al2O3總量為 A 溶 ， 溶出赤泥中 Al2O3為 A 赤 ；總的 SiO2為 S 總 ， 溶出液中的 SiO2為 S 溶 ， 溶出赤泥中的 SiO2為 S 赤 。 Al(OH)3洗滌用水量為 1t干 Al(OH)3耗 新水，洗凈后 Al(OH)3含水6%。 (6) 蒸發(fā)工序 蒸發(fā)采用 5 組 5 效降膜式蒸 發(fā)器組，汽耗 ，蒸發(fā)母液苛性堿濃度，碳酸堿濃度 ，苛性比 ，種分母液浮游物不大于 1g/l. (7) 焙燒工序 本設(shè)計(jì)采用目前較先進(jìn)的流態(tài)化閃速焙燒技術(shù)，此方法較轉(zhuǎn)回窯焙燒技術(shù)先進(jìn)得多，工藝也簡(jiǎn)單，勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高。在生產(chǎn)中，溶出礦漿的成分波動(dòng)很大，進(jìn)入稀釋槽內(nèi)混合以后使礦漿成分波動(dòng)很小，濃度符合要求，比重穩(wěn)定，便于沉降槽的操作。溶出礦漿鋁酸鈉溶液的濃度很高，其穩(wěn)定不利于晶種分解，因此用赤泥洗液和氫氧化鋁洗液將溶出礦漿稀釋到氧化鋁 160g/l 左右，降低了溶液的穩(wěn)定性，加速分解，同時(shí)還能得到較高的分解率，有利于循環(huán)效率的提高。 現(xiàn)對(duì)整個(gè)流程中的主要工序從理論上作出進(jìn)一步詳細(xì)的闡述： (1) 礦石的磨細(xì)程度 拜耳法溶出屬于多相反應(yīng)，即是固 — 固、固 — 液之間發(fā)生的多相反應(yīng)?，F(xiàn)在除了受原料條件限制的某些地區(qū)以外，大多數(shù)氧化鋁廠都采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。用拜耳法生產(chǎn)具有很多優(yōu)點(diǎn) [1617]： （ 1） 流程簡(jiǎn)單，設(shè)備易于制造； （ 2） 加工過(guò)程為濕法冶煉，有利于改善勞動(dòng)環(huán)境； （ 3） 拜耳法能耗低，生產(chǎn)成本低； （ 4） 拜耳法產(chǎn)品質(zhì)量高； （ 5） 拜耳法的勞動(dòng)生產(chǎn)率高。 江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 第三章 生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇與論證 生產(chǎn)方法的選擇與論證 迄今為止 氧化鋁的生產(chǎn)方法 ，已經(jīng)提出了很多從鋁礦石或其它含鋁原料中提取 氧化鋁 的方法。 生產(chǎn)能力的選擇與論證 氧化鋁廠生產(chǎn)能力的選擇是根據(jù)很多因素確定的，而其本身有影響著建設(shè)中以及生產(chǎn)以后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)效果。此種類(lèi)型的設(shè)計(jì)，要求比較全面，要求完成從建廠調(diào)查廠址選擇到施工圖設(shè)計(jì)這一成套任務(wù)。 我國(guó)鋁工業(yè)是上世紀(jì)中葉發(fā) 展起來(lái)的，目前我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量和品種不段增加，質(zhì)量日益提高，在生產(chǎn)技術(shù)上取得了一系列重要成就，但是我國(guó)氧化鋁工業(yè)從整體上與世界先進(jìn)水平相比，還有一定的差距，主要表現(xiàn)在技術(shù)裝備水平和某些主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)上。而 2020 年世界原鋁產(chǎn)量達(dá)到 3189 萬(wàn)噸。 目前我國(guó)氧化鋁企業(yè)達(dá) 40 多家，已建和在建產(chǎn)能達(dá) 4350 多萬(wàn)噸 /年，其中處理國(guó)內(nèi)鋁土礦的產(chǎn)能為 3250 萬(wàn)噸 /年。 90％以上的氧化鋁是供電解煉鋁用，之外使用的氧化鋁稱之為非冶金用氧化鋁或多品種氧化鋁。 目 錄 第一章 概 述 ................................ 1 第二章 廠址和生產(chǎn)能力的選擇與論證 ......