【文章內(nèi)容簡介】 州出海，形成了公路、鐵路、水路四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)?？h城處在南寧至百色線的中心，距南寧市118公里，距百色市129公里，是南寧至百色政治、文教、科技交流及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的橋梁，是南寧中心城市向桂西北地區(qū)輻射的重鎮(zhèn)。中鋁廣西分公司坐落在廣西壯族自治區(qū)百色市平果縣城西郊的右江之濱，建廠初期距平果縣城 7 公里 。平果曾是鄧小平領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)建的右江革命根據(jù)地的組成部分，東距南寧和西往百色城均約為120公里，南百（南寧－百色）二級公路和南昆鐵路從此經(jīng)過，加上右江的水運，交通條件十分優(yōu)越。 百色地區(qū)東西長320公里，南北寬230公里，地形為南北高中間低，地勢走向由西北向東南傾斜，屬于典型的山區(qū)，在總面積中，%，丘陵、%。平果是我國大西南出海通道上的重鎮(zhèn)，為滇、黔、桂三省區(qū)的交通要沖，桂西重要的商貿(mào)物資集散地。在廣西宏觀經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略布局中，平果處于桂東南開放與桂西開發(fā)的結(jié)合部，是右江河谷經(jīng)濟(jì)開發(fā)帶的重要組成部分，是國家大型骨干企業(yè)平果鋁及西南、華南電力系統(tǒng)重要樞紐50萬伏超高壓變電站所在地?？h城駐地處在廣西首府南寧市和桂西中心城百色市之間，與兩地距離約為120km，成為承接并發(fā)揮南寧中心城市向桂西山區(qū)經(jīng)濟(jì)輻射與吸引的二傳手。區(qū)位優(yōu)勢十分突出。 水文地址平果鋁廠位于廣西山字型構(gòu)造前弧西冀外的北西向右江構(gòu)造帶（右江系）中，右江大斷裂在果化復(fù)向斜中通過，形成長條形斷陷槽地～巖溶準(zhǔn)平原地貌（簡稱溶原），按巖溶的埋藏條件分類，屬裸露型巖溶。該區(qū)域地處濕熱氣候區(qū)，多年平均降水量1356毫米，176。，極適合于巖溶發(fā)育。其地下水由大氣降水補(bǔ)給。低山～峰叢區(qū)是補(bǔ)給區(qū)，溶原區(qū)是徑流——排泄區(qū)，右江是泄水道。在枯水季節(jié)，地下水通過巖灘期地下水通道穿越溶原區(qū)直接泄入右江。但在雨季，峰叢區(qū)的巖溶水可以大量地在邊緣部沿著準(zhǔn)平原期巖溶通道以暗河出口或上升泉形式涌出地面，再沿溶原中的“干溝”流動一段或長或短距離后又與溶原區(qū)本身接受的降水—道沿落水洞或溶蝕裂隙下滲，再次轉(zhuǎn)化為地下徑流，再沿巖灘期暗河通道泄入右江，形成地面——地下——地面——地下多次轉(zhuǎn)化的徑流景觀。溶原中的地下水主要是以管道流形式沿巖灘的巖溶通道存在和運動。地面以下至右江巖灘期巖溶頂面為垂直巖溶帶，右江巖灘期巖溶以下為水平循環(huán)帶。長期觀測獲得的水位年變化幅度達(dá)10米左右，豐水期高水位可接近地表。初勘期間有過遇到大雨后一天之內(nèi)落水洞中水位從15米深度涌出地面的記錄，但不會發(fā)生右江水沿地下通道倒灌廠區(qū)的現(xiàn)象。巖溶初期查明，當(dāng)?shù)貛r溶發(fā)育的基本特點是受巖性、構(gòu)造、地下水、右江（區(qū)域巖溶水排泄基面）和新構(gòu)造運動等因素的綜合控制，由于這些因素存在多種多樣的組合形態(tài)，才導(dǎo)致了復(fù)雜多樣的巖溶現(xiàn)象。 氣候條件地處北回歸線西側(cè)的低緯度地帶，屬高溫多雨亞熱帶季風(fēng)氣候，光照充足，雨量充沛， C，年無霜期長達(dá)345天以上，多年平均降雨量為1356毫米，一年四季均宜耕作。全縣以石山丘陵為多，發(fā)展林業(yè)、畜牧業(yè)有廣闊天地。主要糧食作物有水稻、玉米、大豆等，主要經(jīng)濟(jì)作物有甘蔗、木薯等，主要林木有杉木、松木、竹子等。 政策優(yōu)勢 　　《鋁工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》提出，無論是電解鋁企業(yè)還是氧化鋁企業(yè)都應(yīng)重點向西部發(fā)展。氧化鋁企業(yè)應(yīng)在靠近礦產(chǎn)資源豐富的地區(qū)建廠，今后重點發(fā)展的地區(qū)是山西、廣西、貴州等省份；電解鋁生產(chǎn)要向水電和煤電資源豐富的西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，逐步關(guān)閉東部電力供應(yīng)短缺、發(fā)電成本昂貴地區(qū)的電解鋁生產(chǎn)能力；在東部沿海地區(qū)大力發(fā)展廢雜鋁的回收利用，建設(shè)鋁工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)基地。 　　從2001年起國家就規(guī)定：凡設(shè)在西部地區(qū)、以國家鼓勵類產(chǎn)業(yè)項目為主營業(yè)務(wù)，且主營收入占企業(yè)總收入70％以上的企業(yè)，在2001年至2010年期間，按15％的稅率減征企業(yè)所得稅。民族自治地區(qū)政府在一定范圍內(nèi)享有對本地區(qū)企業(yè)減征或免征企業(yè)所得稅的權(quán)利。 　　隨著國家“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的實施和“中國一東盟自由貿(mào)易區(qū)”的建立，廣西已將鋁工業(yè)定為自治區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)，計劃把百色建成全國乃至亞洲重要的鋁工業(yè)基地，力爭到“十一五”中期，百色鋁工業(yè)形成年產(chǎn)500萬噸氧化鋁、100萬噸電解鋁、70萬噸鋁加工的規(guī)模。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，百色市委、市政府出臺了一系列鼓勵鋁工業(yè)發(fā)展的優(yōu)惠政策。《關(guān)于進(jìn)一步擴(kuò)大對外開放的決定》《關(guān)于工業(yè)立市的決定》《關(guān)于加快非公有制經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決定》《關(guān)于整治投資環(huán)境二十條規(guī)定》等“六個決定”和《關(guān)于促進(jìn)個體私營經(jīng)濟(jì)加快發(fā)展的實施辦法》《關(guān)于支持非公有制經(jīng)濟(jì)發(fā)展若干用地政策的實施辦法》等加快非公有制經(jīng)濟(jì)發(fā)展的17個配套文件，為百色工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。 　　為了鼓勵工業(yè)特別是鋁工業(yè)的發(fā)展，百色市政府已經(jīng)在百色市建立了“百色工業(yè)園區(qū)”，平果縣政府也建立了“平果工業(yè)園區(qū)”，對工業(yè)園區(qū)的企業(yè)實行優(yōu)惠政策。例如：對入園企業(yè)，執(zhí)行《國務(wù)院關(guān)于實施西部大開發(fā)若干政策措施的通知》(國發(fā)[2000]33號)并享受國家西部大開發(fā)的各種優(yōu)惠政策和執(zhí)行《廣西壯族自治區(qū)人民政府關(guān)于貫徹實施國務(wù)院西部大開發(fā)政策措施若干規(guī)定的通知》(桂政發(fā)[2001]100號)。新辦企業(yè)從項目投產(chǎn)之日起，兩年內(nèi)免征企業(yè)所得稅，從第三年至第五年，按15％的稅率減半征收企業(yè)所得稅。 能源優(yōu)勢 　　廣西是有色金屬之鄉(xiāng)，尤其是鋁土礦儲量巨大。而百色市的鋁土礦、銅礦、水晶、褐煤等儲量居廣西首位，其中，遠(yuǎn)景儲量超過10億噸；煤炭儲量達(dá)7億多噸，擴(kuò)大勘探后，預(yù)計儲量超過10億噸。百色煤的產(chǎn)量在廣西超過60％，廣西最大的煤礦之一右江礦務(wù)局距平果鋁廠僅60公里，廣西另一個主要煤礦合山礦務(wù)局距平果鋁廠也不過200多公里。，％，品位全國第一，是世界上少有的堆積型鋁土礦，可全部露天開采。 　　廣西煤炭資源相對比較匱乏，質(zhì)量不太好。但是，我國西南著名煤都貴州省興義市距平果鋁廠僅300公里，那里蘊(yùn)藏著非常豐富的煤炭資源。百色還有較豐富的水力發(fā)電資源，可開發(fā)利用的水電資源約600萬千瓦，占全自治區(qū)的1/3，已開發(fā)和正在開發(fā)的水電資源約450萬千瓦，現(xiàn)在還有20％的水電沒有開發(fā)。右江不但常年川流不息，落差巨大，水流湍急，而且穿越平果鋁廠區(qū)，在右江上建設(shè)自備水力發(fā)電廠可最大限度地縮短輸電距離，減少輸電成本。 水能電力資源全縣雨量充沛，溪河眾多，多年平均降雨量1356毫米，流域面積50平方公里以上的河流有6條，，年發(fā)電量3500萬千瓦小時。境內(nèi)有中、小型水庫49座，塘壩174處，；有3座水電站，年發(fā)電量為959萬度。此外，平果是廣西重要輸電走廊通過的重鎮(zhèn)，三回天廣500千伏輸電線路穿城而過，縣城有1座500kv變電站、2座220kv變電站2 座110kv變電站，可以便利地下載電能，電力充足。綜上所述，本設(shè)計的廠址選在平果縣，原平果鋁廠的位置上是合理的?？偠灾焦h依托平果鋁，以氧化鋁帶動電解鋁，以電解鋁帶動鋁材深加工，建立“氧化鋁——電解鋁——鋁材深加工”一體化的鋁產(chǎn)業(yè)集群，拉長鋁產(chǎn)業(yè)鏈，并大力發(fā)展碳素、氟化鹽、硫酸、燒堿、鋼球、石灰、水泥等配套產(chǎn)業(yè)以及有色金屬加工回收、零配件供應(yīng)、輔助材料供應(yīng)、模具制造、包裝材料生產(chǎn)等配套附屬產(chǎn)業(yè)。平果縣在它帶動下一定會贏得飛速的發(fā)展。第三章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電解方案的選擇與論證對于制鋁的方法很多，目前比較常見的有冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法、氯化鋁熔鹽電解法以及電熱法。鋁工業(yè)生產(chǎn)主要采用冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法。氯化鋁電解法是以氯化鋁為原料，以堿金屬和稀土金屬為電解質(zhì)進(jìn)行電解制鋁的方法，氯化鋁電解工藝主要包括兩個過程，一是氯化鋁的制備；二是氯化鋁的電解，氯化鋁電解法較之于霍爾－埃魯特法在電解溫度、極距、電解質(zhì)粘度、生產(chǎn)能力以及電能消耗等一些指標(biāo)上有一些優(yōu)點，但是氯化鋁需要工業(yè)氧化鋁制取，而且每產(chǎn)一噸鋁需要5噸氧化鋁，就整體而言，能耗不會低于傳統(tǒng)的霍爾－埃魯特法。氯化物對設(shè)備的腐蝕又是它的另一個顯著缺點；此外，氯化鋁的水解容易使電解槽中產(chǎn)生沉淀，即降低電流效率，又因必須撈渣而對正常生產(chǎn)有所影響，這些都是氯化鋁電解法所存在的嚴(yán)重問題。由此可見氯化鋁電解法目前無法得到工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。電熱法煉鋁是一種非電解煉鋁方法，它和傳統(tǒng)電解法相比，有流程簡單，設(shè)備投資少，產(chǎn)能大，能量利用率高，不用整流設(shè)備；對原料要求不高，不需要氟化鹽等優(yōu)點，但此法只能得到鋁硅合金，得不到純鋁，必須又要從鋁硅合金中提取純鋁，此方法又過于麻煩，能耗也同樣不低于傳統(tǒng)法。硫化鋁電解法最早是由布赫耳于1892年提出，他建議，把Al2S33Na2S化合物深解在堿金屬和堿土金屬氟化物進(jìn)行熔鹽電解以制取純鋁。到目前為止，這種研究工作都是實驗室規(guī)模的。由于自然界中缺少天然的硫化鋁，不得不用合成的方法去制造，這就有經(jīng)濟(jì)上的問題，因此也就無法在工業(yè)上大規(guī)模的應(yīng)用。現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)，采用冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法。熔融冰晶石是熔劑，氧化鋁作溶質(zhì)被溶解在其中，以碳素體作為陽極，鋁業(yè)作為陰極，在溫度950C~980C之下通入直流電，通入直流電后，在電解槽的兩極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，即電解。陽極產(chǎn)物主要是二氧化碳和一氧化碳，但其中含有一定量的HF和CF4等有害氣體和固體粉塵。陽極產(chǎn)物是鋁液，鋁液通過真空抬包從槽內(nèi)抽出，送往鑄造車間，在保溫爐內(nèi)經(jīng)凈化澄清之后，澆鑄成鋁錠，或直接加工成坯和型材等。采用冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法有以下特點：原料氧化鋁易制備、電解槽容量大、電解技術(shù)發(fā)展快，可得到高純鋁，而且通過技術(shù)改造可以降低能耗、環(huán)境污染減少。綜上幾種方法的論述，冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法是最成熟、應(yīng)用最廣泛的電解法，此電解法在其能耗、操作等方面比以上的方法具有優(yōu)勢，一次本設(shè)計選用冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法進(jìn)行鋁的電解是合理的。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證正常生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括有：電流效率、電解溫度、電流密度、陽極電流密度、極距、鋁水平、電解質(zhì)水平、陽極效應(yīng)系數(shù)、電能消耗率、平均電壓、氧化鋁單耗、陽極炭塊單耗、冰晶石單耗、氟化鋁單耗、氟化鎂單耗、分子比、單槽日產(chǎn)量等。其中其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括有：電流效率、電解溫度、極距、分子比、陽極電流密度、鋁液水平、電解質(zhì)水平、陽極效應(yīng)系數(shù)等。他們之間相互影響、相互關(guān)聯(lián)?？偟膩碚f，在一定時期內(nèi)盡可能地保持其相對穩(wěn)定，下面我分別對他們進(jìn)行選擇與論證。電流效率是鋁電解生產(chǎn)過程中的一項非常重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。它在一定程度上反映著電解生產(chǎn)的技術(shù)和管理水平。電流效率的大小是用實際鋁產(chǎn)量和理論鋁產(chǎn)量之比來表示的，即：電流效率=實際產(chǎn)鋁量（M實際 ）/理論上應(yīng)產(chǎn)鋁量 （M理論） 或者，在獲得一定量產(chǎn)品時，電流效率=理論上所需的電量（Q理論）/實際上供給的電量（Q實際）二式是等價的。 在電解生產(chǎn)過程中，一方面金屬鋁在陰極析出，另一方面又以各種原因損失掉，故電流效率總是不能達(dá)到百分之百。目前，全世界電解煉鋁的電流效率一般都在90%以上。經(jīng)研究表明，電流效率降低的原因有：鋁的溶解和再氧化損失，鋁的不完全放電，其他離子放電以及諸如水的電解、碳化鋁的形成等其他損失。降低電流效率的原因中，除機(jī)械損失外，都與鋁電解的技術(shù)條件有關(guān)，其中影響較大的主要是電解溫度、電解質(zhì)組成、極距、電流密度以及鋁液的高度等作業(yè)參數(shù)。國外的大型預(yù)焙鋁電解的電流效率比較高，在94%左右，而國內(nèi)大多數(shù)是低于94%的，但隨著我國鋁工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和管理機(jī)制的改善，和國外先進(jìn)水平的差距將會日漸減少。綜合有關(guān)條件考慮，我的設(shè)計選取的電流效率為94%。所謂電解質(zhì)溫度，即電解槽在正常生產(chǎn)狀態(tài)時的溫度。它是鋁電解生產(chǎn)中一項最重要的技術(shù)參數(shù)，也是生產(chǎn)中比較難控制的技術(shù)條件。電解質(zhì)溫度的高低首先取決于電解質(zhì)成分，一定的電解質(zhì)成分具有一定的初晶點。降低電解質(zhì)溫度，電解質(zhì)粘度增大，其密度增大，電解質(zhì)循環(huán)運動減慢。如果電解質(zhì)溫度長期偏低，鋁液與電解質(zhì)分離不好，陽極氣體不易順暢排出，電解質(zhì)溶解AL2O3的能力降低，陽極效應(yīng)系數(shù)增大。電解質(zhì)溫度正常與否，對電解槽的工作指標(biāo)有決定性的影響。溫度影響鋁在電解質(zhì)中的溶解度特別是溶解鋁的擴(kuò)散速度。因為擴(kuò)散到陽極氧化區(qū)的速度越快，電流效率的損失就越大。溫度過低也是不利的，它使電解質(zhì)發(fā)粘，導(dǎo)致鋁液與電解質(zhì)分離困難，亦使電解質(zhì)中的炭渣分離困難，反而易造成鋁的損失，使電流效率降低。綜上所述，電解質(zhì)應(yīng)有適宜的電解溫度，高于或低于此溫度，電流效率都會降低。設(shè)計時選擇電解溫度為950℃。 極距極距是鋁電解槽中鋁液界面至陽極底掌的距離。經(jīng)研究表明，隨著極距的增大，電流效率極距曲線的變化率越來越小。對于工業(yè)槽，極距增大到7cm左右，電流效率極距曲線的變化率接近于0，意味著進(jìn)一步提高極距，電流效率不再提高。極距小時，使得溶解鋁擴(kuò)散到氧化區(qū)的距離短，有時陽極氣體直接地將鋁液面上的鋁氧化。極距增大后，熔體的對流攪拌作用減弱，擴(kuò)散層厚度增大，鋁損失減少。因此電流效率提高。但是，當(dāng)極距超過一定程度后，電解溫度將明顯提高，粘度也明顯變小，使對流循環(huán)加快，鋁的溶解度增大，故電流效率的提高很慢，其變化率接近于0?！?，一定的電解槽和一定的電解質(zhì)成分下有一定的極距。提高極距，則電解質(zhì)電壓降增大，使槽電壓升高。根據(jù)測定，每提高極距1厘米，大約升高槽電壓300～400毫伏。縮短極距可降低槽電壓并節(jié)省電能。但是，如前所述，過度的縮短極距則會使電流效率降低。所以工業(yè)電解槽應(yīng)在不影響電流效率的情形下保持盡可能低的極距，以便節(jié)省電能。在目前的電解條件下。~。1 氧化鋁理論及實驗研究表明，電流效率是隨著氧化鋁濃度的增加而增大的，～6%。在高氧化鋁濃度下，電流效率變化平緩。目前，國外電解槽趨也向于在低氧化鋁濃度下進(jìn)行電解，其主要優(yōu)點是：氧化鋁很快地溶解，熔體中無懸浮的氧化鋁固體顆粒，對熔體的粘度、導(dǎo)電度以及防止在槽底產(chǎn)生氧化鋁沉淀都有很好的作用，有利于穩(wěn)定生產(chǎn)、提高電流效率。從以上數(shù)據(jù)，—%。2 電解質(zhì)分子比以電解質(zhì)中NaF與AIF3的分子數(shù)之比表示．稱為冰晶石比。俗稱分子比。以K表示：K=電解質(zhì)中NaF分子數(shù)/電解質(zhì)中AlF3分子數(shù)就電解質(zhì)的分子比而言，隨著分子比的降低，熔體初晶溫度下降；鋁液電解質(zhì)界面張力增大，鏡面收縮，鋁的溶解度下降；熔體中Na+的活度降低，放電的可能性減少；因而電流效率提高。，電流效率達(dá)到94％～95％，電耗降到13000～13500 kWh/t—Al。由此可以看出，低分子比電解質(zhì)是鋁電解生產(chǎn)實現(xiàn)高效率低消耗的重要途徑。根據(jù)設(shè)計要求，