氧化铝生产工艺中的节能降本技术分析

发表时间:2021/8/10   来源:《城市建设》2021年8月上15期   作者:梁雄
[导读] 氧化铝的生产工艺主要有碱法、拜耳法、烧结法、联合法,目前应用最多的是拜耳法,应用拜耳法依次进行原料磨碎混合,氧化铝溶出,分离赤泥和铝酸钠溶液,结晶析出氢氧化铝,高温焙烧氢氧化铝得到氧化铝,蒸发分解母液得到循环母液再次循环。但是在氧化铝的生产当中,存在着许多不良的缺陷,主要表现为会消耗掉大量的能源,而且会存在着投入较高成本的问题。

国家电投集团贵州遵义产业发展有限公司5221311986040***17  梁雄

摘要:氧化铝的生产工艺主要有碱法、拜耳法、烧结法、联合法,目前应用最多的是拜耳法,应用拜耳法依次进行原料磨碎混合,氧化铝溶出,分离赤泥和铝酸钠溶液,结晶析出氢氧化铝,高温焙烧氢氧化铝得到氧化铝,蒸发分解母液得到循环母液再次循环。但是在氧化铝的生产当中,存在着许多不良的缺陷,主要表现为会消耗掉大量的能源,而且会存在着投入较高成本的问题。因此,对氧化铝生产进行节能降耗的研究,具有十分巨大的意义存在。相对于此种情况,积极的在氧化铝生产工艺之中有效的钻研、探索节能降本技术,可以有效的缓解我国氧化铝工业生产当中投入成本较高,以及能源消耗较大的不良问题。具体可以应用拜耳法,对氧化铝的溶出过程进行有效的开展,应用自蒸发器进行蒸发,并通过赤泥洗涤来进行二次稀释,送到沉降槽之中,可以将饱和的氧化铝溶液进行有效的获得。而相对于拜耳法将氧化铝生产的赤泥洗涤流程,可以实现赤泥洗涤次数的降低,以及吸水量、蒸水量的减少。同时,通过焙烧炉烟气将相关余热进行采集,让焙烧炉烟气当中,氧化铝粉尘伴随着喷淋的环节进行有效的水循环,进一步将清洁无害的烟气排出,如此也实现了整个生产过程能源投入的有效降低。本文针对氧化铝生产工艺当中,节能降本技术展开了有效的探究。希望通过本文的论述,能够为我国氧化铝生产有效降低能源的损耗,提供一些帮助和借鉴。
关键词:氧化铝;生产工艺;节能降本技术;拜耳法
        1基本概述
        近些年来,伴随着我国社会经济不断飞速发展,我国工业发展对于氧化铝的需求量呈现出逐年上升的态势。由此也对氧化铝的具体生产过程,相关工艺提出更高的标准要求。氧化铝生产过程主要是在铝土矿物质当中,将其富含氧化铝进行提取,通过专用机械设备配合氧化铝提取工艺,可以将氧化铝内部当中存在的杂质进行去除。结合我国现阶段氧化铝生产状况来看,氧化铝生产工艺由于受到铝矿石品质因素,以及客观因素影响导致产量相对不高。而随着氧化铝社会需求量的不断上升以及原材料资源价格相对上涨,由此氧化铝生产成本投入不断上升。所以在采用传统的生产工艺,并不能满足我国社会发展基本需要,传统生产工艺存在着诸多不良特征,主要是会消耗大量的能源,以及需要投入大量的成本,而且生产环节十分的复杂。
        我国在上个世纪展开了拜耳法的相关应用实验,针对铝矿生产氧化铝取得了重大的突破研究。但是由于理论和技术的受限,并没能够真正实现成本的有效节约。目前,我国经济科技不断飞速发展,由此氧化铝生产工艺取得了重大突破。但是在现实应用当中,依旧存在着不全面和一定的局限性,目前铝硅比例为4-5低品位铝矿进行氧化铝生产主要使用的矿石。同比我国国内的评级铝矿来说,国际上的铝矿及品位相对更加理想、更加优秀,铝和硅的比例在7比8之间。由于我国相关工艺生产水平受到一定制约,因此氧化铝其生产成本都受到极大的限制。而传统的烧结法和拜耳法其生产难度相对较大。所以需要针对原矿石的质量展开相关工作、分析研究,不断地引入节能降本的生产理念。这样才是我国氧化铝实现产量提升,品质提升的关键核心。本文则在氧化铝生产工艺当中,针对节能降本技术的研究展开了有效的探讨。希望通过本文的论述,能够为我国氧化铝生产取得优质的成效,提供一些帮助和借鉴。
        2基于氧化铝生产工艺中的节能降本技术
        本文的核心内容主要是针对氧化铝生产工艺当中采取节能降温,技术展开有效探究,希望本文的论述能够实现有效的氧化铝节能降本。并在此方面进行有效设计,采取节能降本技术的步骤为三条,第一是溶出,第二是分解,第三则是回收。相对于此三个环节,其具体的研究内容分别如下。
        2.1使用拜耳法生产氧化铝的溶出流程
        将矿物当中,富含较多铝元素的样本进行提取,使用苛性碱液溶解,在温度和压力条件下充分搅拌之后,让样本得到有效的溶解,之后保持静止时间为45分钟到60分钟之间,之后进行必要的过滤沉淀,要使用过滤网展开相关操作。对过滤之后的液体进行必要的提取,活化焙烧得到氧化铝,其中含一定的杂质所含杂质,详见表1所示。

       
        通过表1可以明确氧化铝及杂质的具体含量,而配合应用拜耳法可以进行有效的提纯。通过多次反复提纯将铝矿之中,富含高纯度铝样本进行有效提取,进一步将较高的氧化铝饱和液进行析出。其中,拜耳法氧化铝生产关键环节就是溶出步骤,具体能否生产更高的氧化铝,对于氧化铝的生产产量、所生产的质量,会有直接的影响。具体的环节为三个方面:第一,在调配槽之中将蒸发母液放入其中,在应用旋流器进行矿浆的研磨,进一步得到矿浆;之后将矿浆送入到溶出机组进行氧化铝溶出过程,经蒸发器进行降温降压蒸发,使乏汽回收进行矿浆预热,并流入到稀释槽之中稀释后,进行固液分离。在完成相关工作之后,可以将饱和氧化铝溶液进行有效的获得。
        通过应用拜耳法可以实现对氧化铝生产工艺之中,往往排盐苛化的碳碱进入赤泥外排,未进行回收利用同时。可以考虑属碳碱的工业盐,将其应用在橡胶制品填充和废渣建筑材料的加工方面,这样还可以减少排出不良的废渣,实现对自然环境的有效保护。而且还可以将资源反复综合利用的不良问题,得到有效的改善。
        2.2使用拜耳法生产氧化铝的分解流程
        分离沉降槽其溢流经叶滤与降温后送去晶种搅拌分解,分解后的氢氧化铝浆液经分离后,大部分Al(OH)3返回种分槽作为晶种使用,其余部分送去洗涤,洗水用纯净的热水,洗净后的氢氧化铝送去焙烧,焙烧后的氧化铝袋装后即为成品氧化铝。在铝酸溶液当中,氢氧化铝其基本的外形是结晶体,而采取必要的降温和搅拌操作,可以通过氢氧化铝的形式进行持续的分解和吸收。由此铝酸钠溶液其苛性比值会呈现出上升的态势。还有在吸收和分解之后,所获得的晶体可以归结为氢氧化铝,此时的氢氧化铝是高纯度的。通过反复的分解和稀释,可以实现铝矿进行有效的氢氧化铝转换,而具体的转换方程式详见下面公式(1)所示。
     (1)
        通过化学式表示,结合拜耳法氧化铝的吸附原理,通过必要的搅拌和处理可以实现氢氧化铝和氧化铝之间良好转换。在节能降本技术应用当中,通过溶出稀释槽洗液添加,可以实现稀释液Nk浓度有效便高控制,为提高分解率创造好的分解条件,如此也减少了蒸发的水量。
        2.3焙烧炉烟气余热深度回收
        氧化铝在生产加工过程当中,焙烧对于氧化铝综合能耗的消耗会大约在百分之二十到百分之三十之间。一般来说在整个氧化铝烘焙燃烧过程当中,其烟气排放温度最高不超过200摄氏度。而且过高的温度也会将一部分氧化铝蒸发带走,同时由于温度过高还会导致大量的水分的流失,这样对于自然环境所产生的影响较为不良较为恶劣。本文采取喷淋的形式,对于烘培烟气进行温水直接热量交换,将较高的热量传递给温度较低的水,这样保证水蒸气潜热能力也能够实现低温循环,如此将回收的烟气余热进行洗液增加或暖气供热,也减少了蒸发水量,以及能量的消耗,实现真正的降本增效。
        3结束语
        对氧化铝生产工艺当中,相关节能降本技术展开有效的探究。可以明确,节能降本技术对于氧化铝生产工艺存在着十分理想的可行性和可靠性。可以说,对于我国能源发展以及工业进步来说,氧化铝实现生产能量降低,是我国社会进步的重要发展基础。而本文则针对拜耳法在溶出环节、分解环节,以及烟气余热深度回收环节展开了有效应用,实现对传统节能降温技术的有效突破。希望通过本文的论述,能够为我国氧化铝生产工艺之中应用节能降本技术,提供一些帮助和借鉴。
参考文献:
[1]秦丽霞.低温拜耳法生产氧化铝节能探讨[J].世界有色金属,2018,01(022):007-008.
[2]李艳军.氧化铝生产节能降耗的途径[J].冶金与材料,2019,39(002):103-104.
[3]侯春楼.氧化铝微球的制备[J].轻金属,1997(5):23-26.

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