《关于氧化铝厂生产的技术分析与讨论》-毕业学术论文（设计）.docVIP

山西工程职业技术学院 毕 业 论 文 题 目：关于氧化铝厂生产的技术分析与讨论 姓 名：作 成建雄 者 学 号：作 10311094505 者 班 级：作 冶 45 班 者 专 业：作 冶金技术 者 系 别：作 冶金工程系 者 指导教师： 陈聪 王捷 者 2012 年 5 月 18 日 目录 一·铝生产工艺流程的阐述。 二·实习期间对氧化铝生产技术的了解 1.氧化铝的生产工艺流程。 2.氧化铝产业的发展方向。 三·蒸发车间生产工艺流程与设备操作技术分析。 1.蒸发车间的流程。 2.真空蒸发的机理。 四·总结 关于氧化铝厂生产的技术分析与讨论 成建雄 摘要:本文针对氧化铝厂生产工艺流程,氧化铝的生产方法，氧化铝行业的发展方向，以及在生产中的一些生产数据的阐述。生产方法有拜耳法，烧结法。在实习中的收获，蒸发车间的工艺流程，真空蒸发的机理，以及该行业发展的情景。 关键词：生产流程 蒸发机理 一·铝生产工艺流程的阐述。 从矿石提取氧化铝有多种方法，例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，其产量已有较大进展，但尚未在工业上应用。 　　拜耳法 　　系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。 　　拜耳法的简要化学反应如下： 　　由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。 　　现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作；②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。 　　拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。直到70年代后期，拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于7～8。由于高品位三水铝石型铝土矿资源逐渐减少，如何利用其他类型的低品位铝矿资源和节能新工艺等问题，已是研究、开发的重要方向。 碱石灰烧结法 　　适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钠（CaO·TiO2组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3·H2O 等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6－2x)H2O沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。 　　碱石灰烧结法的主要化学反应如下： 　　烧结： 　　Al2O3+Na2CO3─→Na2O·Al2O3+CO2 　　Fe2O3+Na2CO3─→Na2O·Fe2O3+CO2 　　SiO2+2CaCO3─→2CaO·SiO2+2CO2 　　TiO2+CaCO3─→CaO·TiO2+CO2 　　熟料溶出： 　　Na2O·Al2O3+4H2O─→2NaAl(OH)4（溶解） 　　Na2O·Fe2O3+2H2O─→Fe2O3·H2O↓+2NaOH（水解） 　　脱硅： 　　1.7 Na2SiO3+2N