低温拜耳法生产氧化铝节能探讨

2018-01-30秦丽霞

世界有色金属 2018年22期

秦丽霞

（国家电投山西铝业有限公司，山西原平 034100）

低温拜耳法在氧化铝生产过程中所占的比例较大，要降低氧化铝的生产成本，降低氧化铝生产过程中的能耗，就要减少生产能耗，提升生产技术水平，加强生产管理，提高能量效率，更新技术和工艺，降低生产成本。

1 低温拜耳法生产氧化铝能耗节能分析

在低温拜耳法生产氧化铝的过程中，主要消耗的能量包括电能、蒸汽、重油或煤气，不同的能源在不同的生产流程中发挥作用，其中蒸汽占较大比例。生产流程、生产目的和生产工艺不同，能源利用率也有高有低，在实际生产过程中，要依据流程和工艺的需要，根据氧化铝生产的实际情况，选择适当的能源节省工艺和技术，提高能源利用率的同时，保证氧化铝产量，提高氧化铝生产效率，保证氧化铝生产的经济效益。

（1）电能。电能在氧化铝生产过程中主要作为设备驱动的能耗，在电能使用过程中，要降低电能消耗，就要减少电能介质流量，从而提高生产循环效率。在低温拜耳法生产氧化铝的一套装置和设备中，使用电能驱动的设备，可以提高生产效率，引进先进工艺和生产线，来节约电能能耗。

（2）蒸汽。在氧化铝生产过程中蒸汽作为能源主要用于加热矿浆以及蒸发母液。其中溶出工序的蒸汽消耗与原矿浆的流量和溶出温度成正比，降低原矿浆流量和溶出温度，可以有效降低蒸汽消耗。蒸发浓缩工序中，蒸汽消耗与分解母液和循环母液的浓度差成正比，因此要降低溶出工序的蒸汽能耗，就要提升循环母液中的碱浓度，但要注意碱浓度的提升会增加蒸水量，对蒸汽的能耗反而会增加，因此要根据实际需求调整母液中的碱浓度[1]。对碱浓度的调整要与蒸汽消耗量达成平衡，不断探索节能工艺，寻找适当的浓度，达到高效、节能、环保的目的。

（3）重油或煤气。重油或煤气主要用于氢氧化铝的焙烧流程中。由于在氢氧化铝中含有一定的水分，重油和煤气可以通过焙烧，达到减少氢氧化铝中的水分的目的，使得氢氧化铝适合下一工序的加工，同时降低氢氧化铝滤饼的含水量，并增加氢氧化铝的过滤面积，可以提升氢氧化铝的过滤时间，从而有效降低其中的含水量。

2 低温拜耳法生产氧化铝主要工序的节能措施

（1）破碎工序节能措施。矿石破碎工序中，可以采用先筛分后破碎的方式，减少破碎机能耗，从而降低破碎机的装机功率。控制破碎粒度，尽量减少球磨机使用能耗，提高球磨机效率，从而减少球磨机电能能耗。

（2）矿石均化贮存节能措施。矿石均化储存可以提高矿石的稳定性，主要包括露天和带蓬两种方式。多数露天堆存的矿石会渗入水分，在使用前要先蒸发出水分，因此增加了蒸汽能耗。带蓬防雨的均化库可以使矿石保持干燥脱水的状态，减少水分的渗入，在矿石贮存时可以发挥良好的作用。

（3）球磨工序的节能措施。要保证矿石正常溶出，可以增加矿浆粒度，从而提高球磨机效率从而减少球磨机的电能消耗。先将矿石磨制成合适的矿粉，再与母液调配，形成矿浆，可以有效减少球磨工序的电力能耗[2]。

（4）溶出工序节能措施。溶出工序是指利用蒸汽或高温熔岩将矿浆加热，充分溶出矿浆中含有的氧化铝，利用闪蒸方式回到常态后，再利用闪蒸产生的蒸汽预热矿浆，可以达到很好的节能效果。要减少溶出工序的能耗，就要提高传热效率，利用各种方式提高矿浆流速，采取化学方式或高压清洗的方式定期清理管壁矿浆冷却后的结疤，提高生产效率[3]。闪蒸降温时产生的蒸汽可以二次使用，提高热量在溶出中的循环率，可以增加矿浆闪蒸级数，提高操作水平，做好闪蒸过程中对压力和料位的控制。还可以通过为溶出系统增加反应釜的个数来延长溶出时间，从而提高溶出效率。

（5）赤泥分离和洗涤工序中的节能技术。在氧化铝的整套生产流程中，水资源主要用于赤泥洗液对溶出液的稀释，减少赤泥洗液和水资源的使用，提高矿浆中碱的浓度，适当降低蒸汽能耗。要减少赤泥洗水，可以采用高效深锥沉降槽，减少水资源在赤泥洗液中的应用，同时了减少了散热的损失，物料停留的时间更短，氧化铝的回收率更高，同时增加洗涤沉降槽的数量，可以提升赤泥洗水的使用循环率。

（6）晶种分解工序节能措施。在晶种分解工序中，要提高晶种分解效率，就要适当进行降温，使晶液与母液进行对流换热降温，由于晶液和母液的温度差异较大，可以起到良好的降温效果，也可以提高母液的温度，减少蒸汽能耗和驱动能耗，同时减少了电能能耗。

（7）蒸发工序节能措施。要做到减少能耗使用，提高生产效率，可以采用反向逆流降膜蒸发器装置，蒸发器效数越多，蒸汽的效率越高，蒸汽的能耗越少，但同时投资费用却越来越多，节省的蒸汽也越来越少，因此在确定设备投资数目的同时要充分考虑到能源与设备的比例，适当引入相应设备，与能源使用达成平衡，减少了蒸汽的能耗，避免了不必要的水资源和动力能源损失，达到节能目的[4]。利用高效闪蒸装置，可以将物料的温度差和压力差作为动力，物料在装置的中央循环管底部以喷射状循环管出口，可以迅速蒸发和扩散。综合使用不同的方式进行结合，控制物料在蒸发器和闪蒸器中的浓缩梯度，达到提高生产效率，节能环保的目的。引进超声波防垢技术，通过超声波击破气泡，粉碎垢质，可以改变液体和成垢物质的特性，使垢质脱落，可以减少能源浪费，提高装置生产效率，提升氧化铝生产装置产能。