氧化铝生产中循环碱液的自动调配

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1、氧化铝生产中循环碱液的自动调配　　【摘要】随着科技的不断发展,氧化铝生产技术也在不断地提高。本文从我国的氧化铝生产及能耗现状、碱液调配工艺及控制系统设计等几个方面进行了分析。【关键词】氧化铝；循环碱液；自动调配；生产；分析中图分类号：TQ424文献标识码：A[Abstract]Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,thealuminaproductiontechnologyisalsoinconstantincrease.Thisarticlefr

2、omthealuminaproductioninChinaandthepresentsituationofenergyconsumption,severalaspects,suchasalkaliliquorblendingprocessandcontrolsystemdesignareanalyzed.[Keywords]Alumina;Circularization;Automatic-allocation;Production;Analysis一、前言8近年来，由于氧化铝产业发展过快，导致产业过剩，市场竞

3、争激烈，所以寻求新方法提高产能、节约成本成为当下氧化铝生存发展的关键所在，氧化铝生产中循环碱液的自动调配问题得到了人们的广泛关注，虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强循环碱液的自动调配的研究，对我国氧化铝生产的发展有着重要意义。二、我国的氧化铝生产现状从1954年我国的第一个氧化铝厂――设计年生产能力为3.5万吨的山东铝厂投产以来，经过近60年的发展历程，目前我国从事氧化铝生产的企业已达40余家，氧化铝年生产能力已达约4300万吨，已成为位居世界第

4、一的氧化铝生产大国和消费大国。我国氧化铝年生产能力大于100万吨的企业有16家、大于200万吨的企业有11家，采用的生产方法主要是拜耳法，联合法和烧结法在少数几家生产企业中仍在采用。国外主要采用拜耳法生产工艺，2010年氧化铝产量为5635.5万吨，氧化铝生产工艺能耗8GJ/t－Al2O3～13GJ/t－Al2O3。我国2010年氧化铝产量为2895.5万吨，平均工艺能耗约为15GJ/t－Al2O3，比国外的平均工艺能耗高约43%。8由于我国的高品位铝土矿资源量随着产量的快速增长迅速降低，而且拜耳法的氧化铝回收

5、率远低于联合法和烧结法，采用拜耳法工艺时铝土矿资源消耗量大。但从表1中的数据可以计算出拜耳法氧化铝生产方法的工艺能耗只有联合法和烧结法的46%和36%，采用拜耳法工艺时节能效果显著。因此我国的氧化铝生产方法选择处于要么采用铝土矿消耗高、能耗低的拜耳法，要么采用铝土矿消耗低、能耗高的联合法或烧结法两难之境。鉴于我国铝土矿资源的实际情况，为了保持我国氧化铝工业的可持续发展，还不能完全停止采用联合法和烧结法，这就要下力气研究节能减排的工艺技术及措施。三、碱液调配工艺分析铝酸钠溶液的密度与溶液成份及工作温度的关系为:式

6、中D―铝酸钠溶液的密度；Nk―溶液中的苛性钠(Na2O)的浓度g/l；A―溶液中的Al2O3的含量g/l；Nc―溶液中的碳酸钠的含量g/l；t―溶液的温度℃，其中Nk是要最终控制的指标，也是影响密度D的最关键因素。在氧化铝生产过程中，由于分解系统的相对稳定，所以种分母液中ak(溶液中的Al2O3与Na2O的分子量比，即（）也相对稳定，Nk对D的影响代表了A对D的影响(A=1.645Nk/ak)，NC与蒸发的析盐程度有关，只要蒸发母液Nk保持相对稳定，母液中的Nk也会基本稳定。在连续化的生产中，溶液的温度是必须稳

7、定。所以说，Nk的变化就可以代表整个溶液的变化规律，因此式(1)可简化为D=aNk+b（2）式中:a=(9.640+6.589*I.645*1/ak)*10-4b=1.047+(5.176Nc一3.242t)*10-4（3）8只要控制了溶液的密度，也就控制了溶液中的Nk的浓度。四、控制系统设计控制系统原理(见图1)。图1控制系统原理控制系统包括:原液流量计、母液流量计、液碱流量计、可编程序调节器、变频调速控制器。1、流量调节回路分析工艺要求与控制指标，说明在碱液调配过程中，只要高浓度碱液(包括蒸发母液与液碱)及

8、原液的浓度相对稳定，并按照一定比例泵入混合槽，就可得到合格碱液。这一调配的基础是调整原液流量来摘配蒸发母液与液碱的进入量进行的。原液的加入量可由下式计算得出:将（5）式代入（4），整理后得将（5）式代入（4），整理后得式中:m、Fl―母液nk浓度及流量；y、FZ―原液Nk浓度及流量；K、Fa―液碱Nk浓度及流量；h、F―调配好的碱液Nk浓度与流量。式(6)中m、y、k、h是由人工化学分