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4 輕金屬冶煉4，1.氧化鋁生產(chǎn)4,1、1，在氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中，影響能耗的因素甚多 其中礦石品級(jí),生產(chǎn)方法和工廠規(guī)模對(duì)能耗影響最大,不同生產(chǎn)方法對(duì)鋁土礦的鋁硅比要求不同.對(duì)于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的鋁土礦鋁硅比 沒(méi)有統(tǒng)一界定、根據(jù)有關(guān)資料、國(guó)外拜耳法氧化鋁廠實(shí)際生產(chǎn)使用的鋁土礦鋁硅比的下限為7 結(jié)合我國(guó)鋁礦石高鋁，高硅的特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 結(jié)果表明當(dāng)鋁礦石鋁硅比大于8時(shí)，宜采用拜耳法生產(chǎn)最經(jīng)濟(jì) 對(duì)于采用燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的礦石鋁硅比的界限 我國(guó)鋁廠有多年采用鋁硅比為3。5的礦石進(jìn)行生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 并取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 為此采用燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的礦石鋁硅比以大于3，5為宜，對(duì)于采用聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁的礦石鋁硅比的界限，多年來(lái)曾經(jīng)做過(guò)多次方案比較和論證，如對(duì)鄭州鋁廠，山西鋁廠,貴州鋁廠。中州鋁廠等的論證認(rèn)為，生產(chǎn)規(guī)模大于400kt，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較.聯(lián)合法優(yōu)于燒結(jié)法,礦石鋁硅比大于4。5宜采用聯(lián)合法，鋁硅比大于4。5是針對(duì)聯(lián)合法制訂的 當(dāng)采用串聯(lián)法時(shí)鋁硅比可適當(dāng)降低.選礦拜耳法和石灰拜耳法近年來(lái)已在我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)中被采用，但這兩種生產(chǎn)方法的氧化鋁總回收率都較低，礦耗較高,因此采用這兩種方法適宜的礦石鋁硅比應(yīng)通過(guò)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定、綜上所述,對(duì)于不同品級(jí)的礦石,規(guī)定采用不同的生產(chǎn)方法是必要的,氧化鋁的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)盡量采用能耗低的拜耳法或聯(lián)合法,4，1、2、產(chǎn)品能耗與生產(chǎn)規(guī)模有直接的關(guān)系。節(jié)能降耗是體現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)的一個(gè)方面、根據(jù)國(guó)家發(fā)改委規(guī)定 新建氧化鋁項(xiàng)目必須經(jīng)過(guò)國(guó)務(wù)院投資主管部門批準(zhǔn)。利用國(guó)內(nèi)鋁土礦資源的氧化鋁項(xiàng)目起步規(guī)模必須是年生產(chǎn)能力800kt及以上 自建鋁土礦山比例應(yīng)達(dá)到85,以上，配套礦山的總體服務(wù)年限必須在30年以上。利用進(jìn)口鋁土礦的氧化鋁項(xiàng)目起步規(guī)模必須是年生產(chǎn)能力600kt及以上.必須有長(zhǎng)期可靠的境外鋁土礦資源作為原料保障，通過(guò)合資方式取得5年以上鋁土礦長(zhǎng)期合同的原料達(dá)到總需求的60 以上 4 1 3.本條對(duì)氧化鋁單位產(chǎn)品綜合能耗作出規(guī)定,1，氧化鋁生產(chǎn)目前國(guó)內(nèi)有拜耳法、燒結(jié)法和聯(lián)合法三種方法.根據(jù)不同的原料選擇合理的生產(chǎn)方法和工藝流程.近年來(lái)氧化鋁生產(chǎn)方法又增加了,選礦拜耳法 和 石灰拜耳法.所謂，選礦拜耳法。其實(shí)質(zhì)是將不宜直接用拜耳法處理的品位較低的礦石經(jīng)選礦處理,得到鋁硅比較高的適用拜耳法的精礦 再用傳統(tǒng)的拜耳法工藝處理，所謂，石灰拜耳法。是針對(duì)品位較低的礦石而在溶出過(guò)程中添加過(guò)量石灰,使其能較經(jīng)濟(jì)地采用拜耳法生產(chǎn)、此外，工藝流程的選擇還應(yīng)根據(jù)可靠的半工業(yè)化試驗(yàn) 礦石加工試驗(yàn)資料以及可以采信的其他資料、并進(jìn)行優(yōu)化.特別是涉及全流程的技術(shù)條件和指標(biāo)。要做全局的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。在選取試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)還要考慮到試驗(yàn)條件和工藝條件的差異所帶來(lái)的影響。綜合能耗指標(biāo)的確定主要是根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外氧化鋁行業(yè)產(chǎn)品能耗情況的調(diào)查 并參照國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)2007年第64號(hào)公告,鋁行業(yè)準(zhǔn)入條件，規(guī)定的新建拜耳法生產(chǎn)氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗必須低于500kgce。t氧化鋁，其他工藝氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗必須低于800kgce.t氧化鋁?，F(xiàn)有拜耳法氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗必須低于520kgce t氧化鋁.其他工藝氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗必須低于900kgce t氧化鋁.本條規(guī)定的綜合能耗指標(biāo)為三級(jí)，其中一級(jí)為目標(biāo)值、是世界先進(jìn)水平。以.新建準(zhǔn)入，作為三級(jí)能耗指標(biāo)的參考值 現(xiàn)分述如下，在通常情況下 氧化鋁廠設(shè)計(jì)文件中一般只包括全廠的水.電 蒸汽.煤氣、重油。焦炭,煤等項(xiàng)消耗和總能耗 20世紀(jì)80年代末和90年代初,我國(guó)氧化鋁行業(yè)從國(guó)外引進(jìn)拜耳法生產(chǎn)的部分先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備.如間接加熱壓煮溶出,機(jī)械攪拌分解 降膜蒸發(fā)及大型平底沉降槽.深錐高效沉降槽。種子過(guò)濾機(jī)及氫氧化鋁流態(tài)化焙燒爐等，這些先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備經(jīng)設(shè)計(jì)，施工.生產(chǎn)單位消化,吸收.生產(chǎn)中不斷改進(jìn)和完善、已普遍應(yīng)用于氧化鋁生產(chǎn)中,生產(chǎn)技術(shù)和水平都有較大提高 生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都有較大的改善,能耗大幅度下降。所以本條以工廠實(shí)際生產(chǎn)平均先進(jìn)指標(biāo)作為拜耳法生產(chǎn)能耗設(shè)計(jì)的綜合指標(biāo)，2，燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁在我國(guó)已有50多年的歷史 生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)水平有很大的提高 熟料燒成的燒成煤和生料加煤消耗不斷降低。粗液脫硅采用間接加熱技術(shù).蒸汽消耗也有很大降低、近年來(lái)各廠又分別從國(guó)外引進(jìn)部分先進(jìn)技術(shù)和裝備.如氫氧化鋁流態(tài)化焙燒技術(shù)和裝備、母液蒸發(fā)也分別采用板,管，式多效蒸發(fā)等.這些技術(shù)的采用都取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。目前工廠的實(shí)際消耗平均達(dá)到較為先進(jìn)的水平，把這些指標(biāo)作為燒結(jié)法綜合能耗設(shè)計(jì)指標(biāo)是可行的。3。聯(lián)合法涵蓋拜耳法和燒結(jié)法的有關(guān)工序。因此聯(lián)合法有關(guān)工序的能耗指標(biāo)同樣按拜耳法和燒結(jié)法的相關(guān)工序的能耗指標(biāo)選取，其能耗計(jì)算公式引自現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，鋁土礦生產(chǎn)能源消耗、YS T.103，其中，當(dāng)?shù)V石鋁硅比大于或小于10時(shí) 減少或增加附加值A(chǔ)1，當(dāng)熟料中氧化鋁含量大于或小于35、時(shí).應(yīng)減少或增加附加值A(chǔ)2、4。1。4 按照氧化鋁工廠設(shè)計(jì)的文件.一般全廠都包括幾個(gè)主要能耗大的單元.或稱為工序。石灰燒制，壓煮溶出。熟料燒成,粗液脫硅、母液蒸發(fā).氫氧化鋁焙燒等、這些單元的操作過(guò)程都進(jìn)行了熱平衡和單位物料量的熱耗計(jì)算，按工廠的實(shí)際平均先進(jìn)水平和采用新工藝,新技術(shù)后能達(dá)到的水平，作為設(shè)計(jì)規(guī)定單元操作過(guò)程的能耗指標(biāo)、這些指標(biāo)不僅適用于堿石灰燒結(jié)法 而且也適合聯(lián)合法和拜耳法工廠中相應(yīng)的部分,對(duì)目前暫時(shí)還沒(méi)有更先進(jìn)的改進(jìn)措施的單元操作過(guò)程,其能耗指標(biāo)按有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定作為能耗設(shè)計(jì)指標(biāo) 4，1.5.立窯燒制石灰具有投資省，熱耗低和二氧化碳?xì)怏w濃度高的優(yōu)點(diǎn)，立窯更適用于既需要供應(yīng)石灰。又需供應(yīng)高濃度二氧化碳?xì)怏w的生產(chǎn)單位、目前被國(guó)內(nèi)廣泛采用,在僅需要供應(yīng)石灰，特別是對(duì)石灰石分解率要求高而石灰中二氧化碳?xì)埩粢蟮偷陌荻?或生產(chǎn)中需添加石灰量大的、石灰拜耳法 采用回轉(zhuǎn)窯煅燒石灰更為適宜,4 1.6 采用閉路破碎流程，降低入磨礦石的粒度是降低能耗的重要措施,多碎少磨可以有效地節(jié)省碎.磨的總能耗。有關(guān)資料表明、將破碎產(chǎn)品粒度從25mm降至12mm 則破碎工序僅增加能耗1,而磨礦工序可降低8、的能耗 兩者綜合能耗有較大降低 實(shí)踐證明，長(zhǎng)筒型磨機(jī)安裝功率低于短筒型磨機(jī)，因此在選擇磨機(jī)時(shí),除應(yīng)注意礦石性質(zhì)及對(duì)磨礦產(chǎn)品的要求外.應(yīng)優(yōu)先選用長(zhǎng)筒型磨礦機(jī) 拜耳法礦漿磨制可選用格子磨或溢流型球磨機(jī)配水力旋流器閉路一段磨礦流程，或一段棒磨機(jī)開(kāi)路.二段球磨機(jī)配水力旋流器閉路的兩段磨礦流程、4。1、7、間接加熱壓煮溶出可大幅度地減少蒸發(fā)水量.降低能耗,提高溶出溫度，可提高堿的循環(huán)效率，對(duì)改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有明顯效果，目前新建 改建和擴(kuò)建的氧化鋁廠均采用間接加熱溶出技術(shù) 溶出溫度不低于260 采用多級(jí)自蒸發(fā)工藝可充分利用余熱降低生產(chǎn)能耗、新蒸汽冷凝水的熱量和二次蒸汽冷凝水的熱量經(jīng)合理利用后均可達(dá)到節(jié)能降耗的目的、4.1.8.熟料燒成窯是集燃料燃燒，傳熱介質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)，物料輸送于一體的反應(yīng)設(shè)備、是燒結(jié)法和聯(lián)合法燒成部分的主機(jī),影響燒成窯的產(chǎn)能因素較多.設(shè)計(jì)通常采用相似條件下的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，按單位傳熱面積產(chǎn)能或單位容積產(chǎn)能推算、并進(jìn)行必要的修正來(lái)確定窯的設(shè)計(jì)產(chǎn)能.在聯(lián)合法生產(chǎn)中.熟料燒成是處理拜耳法生產(chǎn)系統(tǒng)排出赤泥的后續(xù)工序 因而在確定熟料燒成的設(shè)計(jì)能力時(shí)，應(yīng)與拜耳法壓煮溶出的生產(chǎn)能力相適應(yīng),以保證兩個(gè)系統(tǒng)的平衡 直筒窯加工制造簡(jiǎn)單,備品備件統(tǒng)一。筑爐和檢修方便。多年實(shí)踐表明，直筒窯使用情況良好.單筒冷卻機(jī)熱回收效率高 加工制造簡(jiǎn)單。操作維修方便 對(duì)不同塊度的熟料有較強(qiáng)的適應(yīng)性 4。1 9，近年來(lái) 國(guó)內(nèi)業(yè)界就燒結(jié)法粗液間接加熱脫硅作了大量試驗(yàn)和研究工作,取得了較好的效果、并已產(chǎn)業(yè)化。實(shí)踐表明,間接加熱脫硅與蒸汽直接加熱脫硅相比 可減少蒸發(fā)水量 降低氧化鋁生產(chǎn)的能耗.由于壓煮脫硅采用套管加熱。脫硅器保溫間接加熱。連續(xù)脫硅不僅使二次蒸汽得到利用,新蒸汽冷凝水及二次蒸汽冷凝水的熱量均可回收利用、因此能耗大幅度降低.間接加熱連續(xù)脫硅技術(shù)已在國(guó)內(nèi)大部分氧化鋁廠改、擴(kuò)。建工程中采用 4,1.10，增加蒸發(fā)器的效數(shù)是降低蒸發(fā)汽耗的有效方法,為了降低汽耗，目前國(guó)內(nèi)氧化鋁廠已普遍采用五效或六效作業(yè),由于采用了高效降膜蒸發(fā)器及多效逆流蒸發(fā)流程 母液自蒸發(fā)排出二次蒸汽熱量、各效新蒸汽冷凝水的熱量和二次蒸汽冷凝水的熱量得到合理利用，因此母液蒸發(fā)的汽耗比原有三。四效蒸發(fā)大幅度降低,節(jié)能效果很明顯.蒸發(fā)器的熱媒采用飽和蒸汽。蒸發(fā)器的形式宜選用降膜蒸發(fā)器.析鹽效宜選用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器 4,1 11、流態(tài)化焙燒爐與回轉(zhuǎn)窯相比.具有熱耗低。產(chǎn)品質(zhì)量好,投資省。占地面積小，設(shè)備簡(jiǎn)單,運(yùn)行壽命長(zhǎng)，維修費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn).因而在國(guó)內(nèi)外氧化鋁廠被廣泛采用、國(guó)內(nèi)新建氧化鋁廠均選用流態(tài)化焙燒爐 老廠原有的回轉(zhuǎn)窯已被淘汰。因此新建和改，擴(kuò)、建的氫氧化鋁焙燒系統(tǒng)能耗設(shè)計(jì)應(yīng)按流態(tài)化焙燒技術(shù)的指標(biāo)選取、4.1，12、氧化鋁輸送通常有氣流輸送和機(jī)械輸送兩種。高壓空氣輸送是氣流輸送的一種 輸送動(dòng)力消耗較大、不應(yīng)在新建和改,擴(kuò) 建的工程中采用。機(jī)械輸送和濃相輸送,能耗相對(duì)較低、收塵設(shè)施較小、簡(jiǎn)單、維修工作量小。在今后氧化鋁輸送設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先采用。4.1。13 氧化鋁生產(chǎn)除拜耳法系統(tǒng)主機(jī)為壓煮溶出器、燒結(jié)法生產(chǎn)系統(tǒng)主機(jī)為熟料燒成窯外 近年來(lái)引進(jìn)和開(kāi)發(fā)了氧化鋁廠使用的其他大型設(shè)備。如平底沉降槽,深錐沉降槽、機(jī)械攪拌分解槽、種子過(guò)濾機(jī)。成品過(guò)濾機(jī)等，平底沉降槽設(shè)備簡(jiǎn)單.運(yùn)行費(fèi)用低 操作維護(hù)方便，深錐沉降槽單位沉降面積產(chǎn)能高,占地少，機(jī)械攪拌分解槽與老式空氣攪拌分解槽相比 能耗低.易于設(shè)備大型化。另外,其種子過(guò)濾機(jī) 成品過(guò)濾機(jī)等均可采用大型號(hào)過(guò)濾機(jī)、具有產(chǎn)能高.消耗低等優(yōu)點(diǎn)。上述設(shè)備新建和改。擴(kuò).建的氧化鋁廠已廣泛采用.這些設(shè)備共同特點(diǎn)是 容 面.積大.產(chǎn)能高。操作維修簡(jiǎn)單,與過(guò)去采用的老式沉降槽。分解槽,過(guò)濾機(jī)等設(shè)備相比.能耗都明顯降低。4.1、14.生產(chǎn)中采用串聯(lián)法燒結(jié)低鋁硅比和燒結(jié)純赤泥熟料技術(shù)，可降低聯(lián)合法中熟料和氧化鋁折合比.即降低單位氧化鋁成品熟料量,因?yàn)樵诼?lián)合法中熟料燒成占總能耗的1,3左右，因此降低聯(lián)合法中熟料量即降低燒結(jié)法在聯(lián)合法中的比例,對(duì)降低氧化鋁能耗大為有利,4.1。15、余熱、廢熱屬于二次能源。回收.利用余熱。廢熱。提高二次能源的利用率、降低一次能源的損失.有利于節(jié)省能耗、4.1。17.近年來(lái),國(guó)內(nèi)氧化鋁廠生產(chǎn)控制和管理水平有較大提高 新建氧化鋁廠和老廠不斷提高氧化鋁生產(chǎn)控制和管理自動(dòng)化裝備水平。采用管.控一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),使生產(chǎn)過(guò)程控制自動(dòng)化和管理信息化.由于氧化鋁廠生產(chǎn)工藝過(guò)程復(fù)雜.區(qū)域分布廣。因此可以按氧化鋁生產(chǎn)工藝流程和車間區(qū)域位置分區(qū)設(shè)置集中控制室，采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)要求對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),控制和管理。以達(dá)到穩(wěn)定安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)最佳化運(yùn)行.達(dá)到最優(yōu)化指標(biāo).