年产100万吨氧化铝的管道化溶出车间设计.docx

年产100万吨氧化铝的管道化溶出车间设计建国以来，我国氧化铝工业不断发展起来，氧化铝生产已经发展成为一个大型的工业部门。形成了一个山东、河南、山西、贵州、广西、重庆等地为主的氧化铝生产基地。氧化铝的产量和品种也都在不断增加，产品的质量也在不断提高，生产技术上也得到了一系列的成果。本设计为广西壮族自治区平果县某氧化铝厂年产100万吨氧化铝车间设计，通过对铝土矿成分分析，氧化铝生产的现状分析，工艺流程的选择与论证，经济分析等选择拜耳法生产氧化铝，拜耳法生产氧化铝的工艺流程较简单，能耗低，氧化铝产品质量高，经济效益较明显。并选用溶出温度较高，传热系数高，溶出时间较短，能耗较低的管道化溶出的技术。并根据所学的理论知识和氧化铝工厂提供的生产相关数据资料进行各项计算，包括全厂的物料平衡计算、管道化溶出车间的热平衡计算，设备的选型和计算以及年产100万吨氧化铝的成本计算。经综合论证和工艺比较，设计年产100万吨氧化铝的溶出车间采用氧化铝管道溶出车间，能取得理想的经济效益。推动了广西壮族自治区百色市平果县的经济发展，给当地带来更大的就业机会。关键词：氧化铝；拜耳法；管道化溶出Designingapipelinedissolutionshopofaluminaplantwithproductionof1000,000tonsAI2O3everyyearAbstract：SincethefoundingofthePeople'sRepublicofChina,China'saluminaindustryhascontinuedtodevelop,andaluminaproductionhasdevelopedintoalargeindustrialsector.FormedanaluminaproductionbasemainlyinShandong,Henan,Shanxi,Guizhou,Guangxi,Chongqingandotherplaces.Theoutputandvarietyofaluminaarealsoincreasing,thequalityoftheproductsisalsoconstantlyimproving,andtheproductiontechnologyhasalsoachievedaseriesofresults.Thisdesignisdesignedforanaluminaplantwithanannualoutputof1milliontonsinanaluminaplantinPingguoCounty,GuangxiZhuangAutonomousRegion.ItselectsBayerthroughanalysisofbauxitecomposition,analysisofaluminaproductionstatus,processselectionanddemonstration,andeconomicanalysis.Themethodofproducingalumina,theBayerprocessforproducingaluminaisrelativelysimple,theenergyconsumptionislow,thequalityofthealuminaproductishigh,andtheeconomicbenefitisobvious.Italsoadoptsatechnologyofpipelinedissolutionwithhighdissolutiontemperature,highheattransfercoefficient,shortdissolutiontimeandlowenergyconsumption.Accordingtothetheoreticalknowledgelearnedandtheproductionrelateddataprovidedbythealuminaplant,thecalculationincludesthematerialbalancecalculationofthewholeplant,theheatbalancecalculationofthepipelinedissolutionworkshop,theselectionandcalculationoftheequipment,andtheannualoutputof1milliontons.Thecostofaluminaiscalculated.Throughcomprehensivedemonstrationandprocesscomparison,thedissolutionworkshopwithanannualoutputof1milliontonsofaluminaisdesignedtousealuminumoxidepipedissolutionworkshoptoachievethedesiredeconomicbenefits.ItpromotedtheeconomicdevelopmentofPingguoCounty,BaiseCity,GuangxiZhuangAutonomousRegion,andbroughtmoreemploymentopportunitiestothelocalarea.Keywords:alumina；Bayerprocess；apipelinedigesting目录摘要IAbstract111 绪论11.1 氧化铝生产现状11.2 铝土矿的资源现状11.2.1 我国的铝土矿资源现状21.2.2 国外铝土矿资源现状31.3 氧化铝的性质41.3.1 氧化铝的物理性质41.3.2 氧化铝的化学性质51.4 氧化铝的生产方法51.5 氧化铝的发展趋势52厂址选择72.1 厂址选择原则72.2 本设计厂址选择83工艺流程选择与论证103.1原矿冶炼提取氧化铝工艺103.1 碱石灰烧结法生产氧化铝103.2 拜耳法生产氧化铝123.3 拜耳-烧结联合法生产氧化铝133.3.1 并联法生产氧化铝133.3.2 串联法生产氧化铝153.3.3 混联法生产氧化铝163.4 工艺流程选择173.5 拜耳法生产氧化铝各个工序的简述173.5.1 磨矿工序173.5.2 管道化溶出183.5.3 赤泥分离洗涤203.5.4 晶种分解203.5.5 母液蒸发203.5.6 苛化203.5.7 焙烧204技术经济指标的选择论证225冶金计算245.1 以1吨铝土矿为基准计算物料平衡245.1.1 磨矿与管道化溶出部分245.1.2 溶出液稀释和赤泥分离275.1.3 赤泥洗涤部分305.1.4 精液分解及AI(C)H)3分离洗涤325.1.5 蒸发排盐苛化355.1.6 分析比较405.1.7 焙烧405.2 生产1吨产品氧化铝的物料平衡415.2.1 磨矿和管道化溶出的物料平衡415.2.2 溶出液的稀释物料平衡425.2.3 赤泥分离的物料平衡425.2.4 精种过滤的物料平衡435.2.5 赤泥洗涤的物料平衡435.2.6 分解分级过程的物料平衡435.2.7 产品过滤洗涤的物料平衡445.2.8 蒸发排盐的物料平衡445.2.9 苛化的物料平衡455.2.10 焙烧的物料平衡465.2.11 每吨氧化铝的物料平衡465.3 管道化溶出热平衡485.3.1 自蒸发参数485.3.2 自蒸发水量计算485.3.3 矿浆预热496主体设备及主要辅助设备的设计选型和计算526.1 主体设备526.1.1 溶出器生产能力的确定526.1.2 套管计算526.2 辅助设备556.2.1 溶出前槽556.2.2 隔膜泵556.2.3 脉冲缓冲罐566.2.4 单套管预热器566.2.5 闪蒸槽566.2.6 稀释槽和稀释泵566.2.7 溶出后槽和后泵566.2.8 辅助设备及其他设备577生产组织与技术经济分析637.1 生产组织637.1.1 车间劳动定员637.1.2 劳动工资估算637.2 技术经济分析647.2.1 原料铝土矿成本计算647.2.2 其他生产成本计算647.3.2经济效益计算658环境保护与安全668.1 环境保护668.1.1 赤泥668.1.2 废气678.1.3 废水678.2 安全678.2.1 操作安全679结论69致谢70参考文献711绪论本设计说明书主要是描述近几年来我国和国外关于氧化铝的一些生产状况和主要生产流程，厂址选择和工艺流程论证，通过物料平衡计算，金属平衡及热平衡计算，设备的设计选型以及计算，设计出年产100万吨氧化铝的管道化溶出车间。最后绘制4张Al图纸，包括主体设备图，车间配置图（平面和立体各一张）以及设备连接图。1.1 氧化铝生产现状随着炼铝工的迅速发展，氧化铝生产已然发展变为一个大型的工业的部门。目前氧化铝90%以上是用于电解炼铝，但是电子，石油，化工，耐火材料、陶瓷、磨料、防火剂、造纸以及制药等许多部门也需要各种特殊性能的氧化铝和氢氧化铝。中国氧化铝无论是在“市场供求量、消费量，还是核心生产技术、主附设备等水平在全世界都是名列前茅的，中国氧化铝的发展对中国氧化铝市场的需求提供了强有力的支撑，这得益于生产规模大型化和主体装备大型化的良性互动发展，ll09，o随着生产技术的不断完善和发展，氧化铝厂的技术经济指标大幅度改善。以拜耳法生产1吨氧化铝为例，综合能耗和人工消耗，1950年代为30GJ和10工时，1080年代为1420GJ和0.9L6工时。到2000年,综合能耗已经降低到了912GJ2。为了适应不同矿区铝土矿的特点，对于铝土矿原料的的物质组成和结构的研究日趋细致和深入，氧化铝生产工艺也在此基础上不断完善。在氧化铝生产中，对于原料的综合应用和环境保护也比以往更加重视，正在向无废料生产的方向发展，很多工厂在生产氧化铝的同时还制得了钱，氧化车凡，格和水泥等产品。这些写都是氧化铝生产的科学技术水平达到了一个新的高度，并且为今后的发展展示了良好的前景。1.2 铝土矿的资源现状“铝土矿资源可谓是铝工业建设的基础，是一个国家铝工业顺利发展决定性因素”。氧化铝生产中铝土矿是主要的原材料，目前全球铝土矿的资源可以说是很丰富的，资源保证程度也很高，“按照全球铝土矿产量（1.31.5亿吨/年）计算，全球铝土矿总资源约550亿吨750亿吨图”，静态保证年限在200年以上。目前全球铝土矿资源主要分布在南美洲（33%）,非洲（27%）,亚洲（17%）,大洋洲（13%）。几内亚、澳大利亚这两个国家的储量约占全球铝土矿资源的一半左右，南美的巴西牙买加、圭亚那和苏里南大概占25%左右。一般铝土矿主要可以分为一水硬铝石型，一水软铝石型和三水铝石型。1.2.1 我国的铝土矿资源现状我国铝土资源十分丰富，分布也很广泛，储量很大。主要分布在山西、河南、贵州、广西及山东等地区。“铝土矿集中分布在山西、贵州、河南和广西四个省（区）,四个省储量合计超过全国储量的90%，。我国主要以一水硬铝石为主，硅、锂、铁含量高就是一水硬铝石型铝土矿的主要特点。我国主要的铝土矿的矿物类型和化学成分如列表I-Io表1-1我国主要铝土矿的类型和化学成分化学组成（）矿区矿石类