拜耳法氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗措施探究

張 雄，韋亞香

（山西復(fù)晟鋁業(yè)有限公司 ，山西，運(yùn)城 044399；2.開(kāi)曼鋁業(yè)（三門(mén)峽）有限公司，河南 三門(mén)峽 472100）

氧化鋁生產(chǎn)中主要包含燒結(jié)法、拜耳法及拜耳燒結(jié)聯(lián)合法等流程，目前氧化鋁生產(chǎn)中常用方法之一的拜耳法，其工藝更為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高，遠(yuǎn)比其他生產(chǎn)方法更優(yōu)異。隨著能源價(jià)格的日益增長(zhǎng)，眾多氧化鋁企業(yè)也逐漸對(duì)節(jié)能降耗予以了高度重視。文章以拜耳法氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗為對(duì)象展開(kāi)探討，指出具體措施，期望幫助氧化鋁企業(yè)獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的工藝過(guò)程

各工廠盡管由于鋁土礦在成分方面有差異，使得拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝的應(yīng)用也會(huì)有些許差別，然而卻擁有相同的基本流程，其生產(chǎn)過(guò)程主要為：①按一定比例將粉碎后的鋁礦和石灰與循環(huán)母液混合，通過(guò)濕磨完成原礦漿的制??；②脫硅后的原礦漿在溶出設(shè)備中高溫、高壓、高堿環(huán)境下溶出氧化鋁；③稀釋礦漿，在沉降槽內(nèi)進(jìn)行赤泥與鋁酸鈉溶液的分離；④將分離后的鋁酸鈉溶液過(guò)濾，經(jīng)冷卻、加入晶種、結(jié)晶析出氫氧化鋁；⑤分級(jí)篩選得到氫氧化鋁：粗粒氫氧化鋁進(jìn)行焙燒，而細(xì)粒氫氧化鋁作為晶種返回分解槽作為晶種誘導(dǎo)過(guò)飽和鋁酸鈉溶液繼續(xù)析出氫氧化鋁；⑥將粗粒氫氧化鋁置于高溫下焙燒爐中焙燒得到氧化鋁⑦將過(guò)濾出的分解母液蒸發(fā)濃縮后添加苛性堿調(diào)配成合格濃度的循環(huán)母液，繼續(xù)調(diào)配原礦漿和脫硅礦漿進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)被利用。

2 節(jié)能降耗措施探討

2.1 原礦漿制備工序節(jié)能降耗措施

拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工序中，原礦漿制備至關(guān)重要，其質(zhì)量高低能在極大程度上影響氧化鋁后續(xù)生產(chǎn)的溶出率、沉降性能等，是影響生產(chǎn)能耗高低的重要因素，所以將原礦漿制備質(zhì)量提高之后，即可發(fā)揮節(jié)能降耗的效果。具體來(lái)說(shuō)，可采取下述兩方面措施：其一，嚴(yán)格控制磨礦粒度，確保鋁土礦與其他物料能夠達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)度，以此實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率的提升；其二，合理控制配堿濃度，投入的各類化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)應(yīng)當(dāng)結(jié)合一定比例進(jìn)行，均勻混合攪拌，將原礦漿中未反應(yīng)物料過(guò)多的情況避免，為原礦漿質(zhì)量提供保障。

2.2 氧化鋁溶出工序節(jié)能降耗措施

氧化鋁溶出工序主要負(fù)責(zé)溶出礦漿中氧化鋁，該過(guò)程涉及到新蒸汽加熱的使用，產(chǎn)生的二次蒸汽會(huì)對(duì)其他低溫礦漿預(yù)熱。針對(duì)該過(guò)程的節(jié)能降耗措施具體包含：①熱源與礦漿傳熱效率的提升：盡可能的將傳熱系數(shù)增大、管道結(jié)疤減少，實(shí)現(xiàn)傳熱速度的增加。溶出通過(guò)套管預(yù)熱、漿流速度和外層蒸汽控制，可有效增大傳熱系數(shù)，化學(xué)清洗或高壓清洗等技術(shù)定期對(duì)管道結(jié)疤清理。添加阻垢劑提高系統(tǒng)熱能利用是目前市場(chǎng)正在推廣的新技術(shù)；②熱量循環(huán)率的提升：應(yīng)當(dāng)充分利用產(chǎn)自于閃蒸降溫期間的二次蒸汽，在閃蒸級(jí)數(shù)增加和閃蒸過(guò)程料位及閃蒸過(guò)程壓力的合理控制下，推動(dòng)閃蒸操作水平的提升，從而達(dá)成充分利用熱源的目的；③溶出效率的提升：在反應(yīng)釜數(shù)量增加及溶出時(shí)間延長(zhǎng)之后即可達(dá)成該目的。

2.3 蒸發(fā)工序節(jié)能措施

蒸發(fā)工序中能耗來(lái)源主要為新蒸汽，該過(guò)程涉及到蒸發(fā)濃縮分解母液再循環(huán)利用。該工序中具體包含下述節(jié)能措施：①蒸發(fā)效數(shù)的確定中應(yīng)當(dāng)采取最優(yōu)化的方法：當(dāng)蒸發(fā)效數(shù)增多之后，相應(yīng)的也會(huì)減少單位蒸水量新蒸汽的消耗量，因此通過(guò)增加蒸發(fā)效數(shù)能夠提高新蒸汽的經(jīng)濟(jì)性。但是，需要注意的是在增大蒸發(fā)效數(shù)之后，也會(huì)出現(xiàn)更多的蒸發(fā)器需求數(shù)量，如此一來(lái)也就會(huì)加大設(shè)備投資數(shù)量。對(duì)此，蒸發(fā)效數(shù)對(duì)設(shè)備投資費(fèi)用及新蒸汽的影響彼此相悖，需對(duì)未來(lái)能源價(jià)格趨勢(shì)、現(xiàn)有設(shè)備投資予以充分考慮，在最優(yōu)化方法的實(shí)施下明確蒸發(fā)效數(shù)；②提高母液與精液換熱熱能利用率：如此一來(lái)即可在母液與精制液體間實(shí)現(xiàn)高效熱量的交換，相應(yīng)的也就能將蒸汽消耗減少；③高 效閃蒸裝置的增加：通過(guò)增加閃蒸設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)蒸汽利用率的提升。拜耳法氧化鋁生產(chǎn)期間，可在與原料的不同相結(jié)合的基礎(chǔ)上，適當(dāng)將閃蒸裝置增加，在蒸發(fā)器結(jié)合閃蒸器后推動(dòng)蒸發(fā)器產(chǎn)能的提升，以此實(shí)現(xiàn)能耗降低的目的；④超聲波防垢技術(shù)的實(shí)施：超聲波可將垢質(zhì)粉碎，有利于成垢物質(zhì)流變性的改善，同時(shí)還能在垢質(zhì)和管壁間產(chǎn)生剪切力，促使垢質(zhì)脫落。因此，在超聲波技術(shù)的應(yīng)用下，能將蒸發(fā)過(guò)程中的積垢有效減少，延長(zhǎng)蒸發(fā)器使用周期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的增加。

2.4 構(gòu)建循環(huán)水池

拜耳法氧化鋁生產(chǎn)中，各生產(chǎn)車(chē)間設(shè)備用水皆是采取的生產(chǎn)上水方式，通過(guò)循環(huán)水池處理后的排出水流入供水系統(tǒng)中，會(huì)出現(xiàn)水運(yùn)輸能耗重復(fù)浪費(fèi)的情況。所以，應(yīng)當(dāng)在各生產(chǎn)車(chē)間分別構(gòu)建循環(huán)水池，以便將節(jié)能降耗的目的達(dá)成。

3 拜耳法氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能建議與展望

氧化鋁企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)拜耳法氧化鋁生產(chǎn)能耗的降低，盡可能以最小的能耗實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，就必須立足于節(jié)能降耗新工藝、新技術(shù)及新設(shè)備的開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上合理落實(shí)企業(yè)節(jié)能降耗管理工作，推動(dòng)全方位節(jié)能降耗的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

溶出與蒸發(fā)工序中的蒸汽消耗在總能耗中約占40%，屬于能耗最大的組分之一。因此，將這部分能耗減少，即可實(shí)現(xiàn)拜耳法氧化鋁生產(chǎn)中能耗的有效降低，并減少生產(chǎn)成本。針對(duì)拜耳法節(jié)能降耗提出了一系列可行措施，期望相關(guān)人員能針對(duì)該方面再次深入展開(kāi)研究，最大限度降低能耗，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。