拜耳法生产氧化铝工艺设计计算

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1、拜耳法生产氧化铝工艺设计计算1目的与要求通过工艺设计计算，对氧化铝生产工艺工艺流程有更深入全面的了解，培养和训练学生具备解决复杂的工艺问题、管理氧化铝生产、进行物料平衡计算的能力。在进行冶金计算之前，必须收集有关现场数据，以便于具体计算。为了计算的方便，下面的物料平衡计算按生产1吨氧化铝为基准进行。2主要生产技术指标的选择1）产品为一级氧化铝（国标）：含量不低于。本设计取为。2）铝土矿的化学组成（）表1铝土矿成分表成分其他合计附着水67.4011.085.454.2010.770.520.581000.93）石灰的化学组成（）表2石灰石的成分表成分其他合计87.563.83.2

2、75.190.181004）氧化铝实际溶出率：，总回收率：。5）石灰添加量占干铝土矿量的。6）碱耗：补碱组成表3补碱成分表成分438.87.25.1密度=14407）循环母液的组成表4循环母液的成分成分240135.132014.19260密度=13588）稀释后的铝酸钠溶液组成表5铝酸钠溶液成分成分160181.5211.047.83密度=13159）沉降分离底流，末次洗涤槽底流。10）弃赤泥液相中的含量（浓度）：。11）溶出后赤泥的，。12）溶出过程浓缩率：。13）晶种分解中种子比为3.0，种子附水率为，分离后氢氧化铝浆液的。14）氢氧化铝洗涤水的消耗量为，氢氧化铝滤饼的含

3、水量为。15）蒸发中，带走的循环母液为湿沉淀质量的。16）苛化时的石灰数量为化学反应计算量的，苛化率为。17）苛化时碳酸钠-石灰浆夜得液相中含，弃石灰渣中含水量。3物料平衡计算3.1损失计算根据原始数据，该铝土矿的铝硅比，故理论溶出率实际溶出率因总回收率比实际溶出率低，故本次设计的实际的总回收率取。在氧化铝的产出率为的条件下，如果制取1吨含量为的成品氧化铝，则需要干铝土矿为：其中应含有氧化铝：因而，氧化铝的总损失量：其中，破碎及储存时氧化铝的损失量为生产一吨氧化铝所需总量的，即为：相当于损失干铝土矿：则进入湿磨工序的干铝土矿：干石灰添加量为湿磨过程中的损失与破碎时相同，即有：，

4、相当于干铝土矿为则送溶出的原矿浆矿石量为：送溶出的铝土矿中，各成分含量如下表6：表6送溶出的铝土矿成分成分含量/kg其它合计1678.20附着水而送溶出的石灰成分见表7：表7送溶出的石灰化学成分成分含量/kg其它合计100.99需要补加的苛碱溶液体积为：质量为：则补碱溶液中各组分含量见表8：表8补碱溶液成分成分含量/kg53（按差值计）合计171.36溶出后赤泥的组成如表9：表9赤泥成分成分含量/kg185.9494.7670.4888.43其它9.91不计灼碱的赤泥127.93+28.43+185.94+94.76+70.48+88.43+9.91=605.88灼碱的计算过程

5、如下：1）若赤泥中的以的形式存在，那么结合：2）若赤泥中剩余的以的形式存在，那么结合：：3）若在赤泥中以形式存在，那么结合：4）若的在赤泥中以形式存在，则结合：由此可得灼碱为：总赤泥量为若过程中水解造成氧化铝损失量为生产一吨氧化铝所需总量的，则水解损失，因此加上水解损失的氧化铝则赤泥总量应为的化学损失稍低于组成为时同相结合的，因为水和铝酸钠中有一部分会被所取代。由于洗涤不完全，故随赤泥损失的为：上式中：1.0为末次洗涤槽底流，2.55为弃赤泥液相中的含量（g/L）。根据以上计算，得出和的损失量表，见表10.表10和的损失量损失项目损失占总量/损失的氧化铝质量//破碎及储存0.3

6、3.41/湿磨0.33.411.00赤泥不溶解形式11.2127.9328.43赤泥溶解形式0.33.21.75水解0.484.55/分解0.0650.7158.60蒸发及析出苏打0.121.326.08石灰乳渣0.111.205.80焙烧0.111.210.60合计13147.93533.2循环溶液计算分解过程氧化铝的分解率：因此，进入分解过程的铝酸钠溶液中含量为：上式中：1.23为焙烧时损失的（见表10）。如果分解过程中无机械损失，则留于母液中的为：如果考虑到分解，蒸发和苏打苛化时的损失，则循环溶液中为当时，其所含的为量为的，即：则因此循环母液中含量为：循环母液中浓度为循环

7、母液的体积为：上式中：-浓度与铝酸钠溶液中浓度相等的溶液密度：A-铝酸钠溶液中浓度；-铝酸钠溶液中苛碱浓度；-铝酸钠溶液中碳碱浓度。则循环母液的质量为：：：则：原矿浆量=铝土矿重量+石灰重量+补碱重量+循环母液==式中1—磨矿时的损失，kg溶出时矿浆浓缩率为，即浓缩水量为根据上述计算得的数据引出高压溶出的平衡表如表11所示：表11高压溶出平衡表进/kg出/kg铝土矿溶出浆液1131.112121.14185.942110.1491.46185.9470.4894.768.7370.48其它9