年产80万吨拜耳法生产氧化铝溶出车间设计铝在自然界中的分布十分广泛，地壳中的铝含量约占8%，仅次于氧和硅，居第三位；在各种金属元素中，铝居首位。自从十九世纪末冰晶石-氧化铝融盐电解法问世以来，全世界的原铝产量呈逐年递增的趋势。 本次毕业设计的任务是设计一个年产40万吨氧化铝的工厂，以山西铝厂的铝土矿(一水硬铝石)为原料进行生产。其生产方法是采用目前工艺流程最简单、综合能耗较低的拜耳法，其生产工艺设计采用目前国内较为先进的高压溶出工艺。根据所学的理论知识并相关的工厂生产数据资料，进行了各项冶金计算，如全厂物料平衡、全厂设备选择、高压溶出车间的设备选择计算、高压溶出工艺流程与技术经济条件的选择论证及高压溶出车间热平衡，并进行了厂址和生产的选择与论证，生产40万吨氧化铝产品的辅助材料单耗和成本计算，最后绘制了有关的图纸。 关键词：拜耳法；氧化铝；溶出车间设计 Abstract Aluminum is widely distributed in nature. Aluminum content in the earth's crust accounts for about 8%, ranking third only to oxygen and silicon. Among all kinds of metal elements, aluminum ranks first. Since the advent of cryolite-alumina electrolysis at the end of 19th century, the output of primary aluminum worldwide has been increasing year by year. This graduation project duty is to design factory of 400, 000 tons per year alumina.It is adopted at present Bayer technical process method, which has properties of simple process, low comprehensive energy consumption .The design uses more advanced technology of indirect heating high pressure to dissolve the craft, carries on the production to take the Shanxi Province's bauxite as the raw material.According to theory knowledge and union related plant production data material, each metallurgy calculation was carried on, like the entire factory mass balance,the entire factory equipment choice, the equipment choice calculation of the high pressure dissolution plant, the high pressure dissolves the technical process and the technology current economic condition choice proof and the high pressure dissolution plant heat calculation, choice and proof of the factory site and the production method. The 400,000 tons alumina product original auxiliary material consumption and cost was calculated. Finally, the related blueprint was drawn up. Keyword: Bayer process; Alumina oxide; Dissolving workshop desi 设计任务书 氧化铝生产是我国重要的基础性、支柱性产业之一，氧化铝在各领域对其他原材料的替代效应，消费增长潜力仍然巨大，且短期难以出现结构性改变。铝土矿是制备氧化铝的重要原料，但我国铝土矿资源存在着不断贫化、品味不断下降、对外依存度高的尴尬局面；此外，氧化铝产业是资源、资金、技术密集型原材料产业，因生产过程中要产生大量的尾矿和赤泥，是高污染产业，对环境影响非常大。因此，伴随着供给侧改革以及环保政策的加快落实，氧化铝生产企业的如何高效环保地发展氧化铝产业成为了一项重要课题，其中积极拓展铝土矿来源、尽量减少铝土矿进口依赖、用本国铝土矿来发展氧化铝是走出行业困境的关键要素。而这依赖于氧化铝技术的进一步突破、整体技术装备水平的提高。对于氧化铝企业，不应盲目进行生产开发，要根据实际的经济状况对生产活动及时做好调整，同时改进生产技术，积极完成产业转型等。在当前的市场经济状况下，各氧化铝生产企业的发展，依然面临着各种机遇和挑战。 一、 设计题目 年产80万吨拜耳法生产氧化铝溶出车间设计 二、 设计基础条件 1、产品原料来源 铝土矿（其中含Al2O3 70.39%，SiO2 5.60%）， 石灰石（其中含CaO 80.75%，Al2O3 2.10%，SiO2 1.39%）， 烧碱（氢氧化钠），赤泥，溶出母液等。 2、产品质量目标 成品Al2O3各成分占比应达到：Al2O3 98.6%，SiO2 0.02%，Fe2O3 0.03%，Na2OT 0.5%，其他0.05%，灼减0.8%。 3、能源利用 通过对各种方案的反复论证与比选，改造与试验，最终采用拜耳为氧化铝生产方案。该方案以能效比高的拜耳法工艺满负荷运行为主，通过部分工艺流程的及车间布置的优化，形成较为独特的创新生产工艺，实现节能降耗效果显著、氧化铝能耗明显下降的总体目标。 4、安全要求 生产车间易发生碱液腐蚀和泄露、高温、高压、粉尘、设备运行噪声等危害，因此在生产中一定要注意安全，严格按照操作规章制度去操作。 5、环保要求 在生产正常进行的前提下，尽量减少进入流程的水量和碱量充分合理地利用生产过程中产生的废水，减少外排水量，减轻对环境的污染程度。 三、工作内容及要求 1、主要研究内容 对现有的氧化铝生产方式进行优化，尽可能的降低能耗和成本；进行拜耳法年产量80万吨氧化铝生产的物料平衡计算、溶出车间设计。 2、工艺流程设计 1） 工艺方案选择及论证 充分、合理利用含高SiO2的铝土矿，在经济可行的前提下，最大限度地提高矿中的A12O3和拜耳法赤泥中Na2O的回收率，同时通过优化高压溶出车间的工艺流程和设施设备布置，提高生产效率、降低单位能耗。 2） 安全、环保生产的保障措施 以保护和改善环境、消除和防治污染以及废物综合利用为目的布置设施、设备和装置，例如工艺收尘设施、扬尘控制设施、废水回收利用设施噪声防治设施、环境监测设施以及一切防治污染的设施。 在生产原料发生变化，可能造成污染物排放超标或引起污染事故时，应会同安全环保科事先采取控制措施；在环境保护设施因事故停运时，应立即停运相应的生产设备，防治污染并抓紧组织及早恢复。 3）绘制画出溶出车间的平面配置图、立面配置图及溶出器的设备图（只画一台）。 4）撰写毕业设计说明书 目 录 第1章 概述 1 1.1课题设计的背景及国内外研究现状 1 1.2氧化铝工业生产概况 1 1.2.1国内氧化铝生产概况 1 1.3氧化铝生产的基本方法 2 1.3.1拜耳法的介绍 2 1.3.2拜耳法生产工艺 2 1.4氧化铝工业生产发展趋势 5 1.5本设计的目的和意义 7 第2章 高压溶出车间的概述 8 2.1高压溶出机理及技术发展 8 2.2主要技术条件 10 2.3主要工艺流程 11 2.3.1破裂与磨碎 11 2.3.2预脱硅 11 2.3.3预热 11 2.3.4赤泥的沉降分离与洗涤 12 2.3.5晶种分解 14 2.3.6种子过滤 14 2.3.7氢氧化铝的取得 15 2.3.8焙烧 15 2.3.9母液蒸发和苏打苛化 16 第3章 物料平衡计算 17 3.1拜耳法氧化铝生产工艺流程 17 3.2物料平衡计算的原始条件 18 3.2.1原料成分 18 3.2.2生产过程中的技术条件 18 3.3以1000Kg碎铝土矿为计算基准 19 3.3.1石灰的添加量 19 3.3.2计算需要的碱液量 22 3.3.3矿浆湿磨溶出成分量 22 3.3.4溶出过程水的平衡 25 3.3.5赤泥沉降分离 26 3.3.6晶种搅拌分解 28 3.3.7产品氧化铝的分离，洗涤和焙烧 29 3.3.8种分母液蒸发 31 3.3.9苏打滤饼附液及其附液量 32 3.3.10氢氧化铝洗涤与焙烧 33 3.4生产1t产品氧化铝的物料平衡计算 38 3.4.1碎矿平衡 38 3.4.2湿磨平衡 38 3.4.3溶出平衡 39 3.4.4溶出矿浆稀释及赤泥沉降分离平衡 41 3.4.5粗液叶滤平衡 45 3.4.6晶种搅拌分解平衡 45 3.4.7晶种分产品A1(OH)3分离平衡 47 3.4.8产品Al(OH)3洗涤平衡 49 3.4.9Al(OH)3焙烧平衡 50 3.4.10种分母液蒸发平衡 50 3.5苏打结晶滤饼苛化计算 52 3.5.1计算中的原始条件 52 3.5.2苛化反应 52 3.5.3进入苛化液成分 53 3.5.4石灰乳苛化液水的来源 53 3.5.5石灰渣附液量及其附液成分量 53 3.5.6进入苛化渣（或称石灰渣）结晶碱滤饼苛化物料平衡 54 第4章 高压溶出器的热平衡计算 55 4.1原始条件 55 4.2自蒸发级数的确定 55 4.3蒸发水量计算 56 4.4原矿浆预热 57 4.5溶出过程新蒸汽消耗量 59 4.6各级单管预热器内矿浆温度 60 4.7各级单管预热器的平均温差 60 第5章 高压溶出器设备的选择 62 5.1高压溶出器生产能力的确定 62 5.2高压溶出器的选择计算 62 5.3单管(三管套)预热器的选择计算 63 5.3.1单管预热器长度的确定 63 5.3.2单管预热器的结构计算 65 5.4油压泥浆泵的选择计算 66 5.5自蒸发器的选择计算 67 5.5.1自蒸发器的内径 67 5.5.2壁厚 68 5.6原矿浆槽的选择计算 68 参考文献 69
*若需了解更多与协助请咨询↓→[电脑QQ][手机QQ]【数据协助】
