拜耳法氧化铝生产节能降耗措施探究

张 雄，韦亚香

（山西复晟铝业有限公司 ，山西，运城 044399；2.开曼铝业（三门峡）有限公司，河南 三门峡 472100）

氧化铝生产中主要包含烧结法、拜耳法及拜耳烧结联合法等流程，目前氧化铝生产中常用方法之一的拜耳法，其工艺更为简单，生产成本低、产品质量高，远比其他生产方法更优异。随着能源价格的日益增长，众多氧化铝企业也逐渐对节能降耗予以了高度重视。文章以拜耳法氧化铝生产节能降耗为对象展开探讨，指出具体措施，期望帮助氧化铝企业获取更高的经济效益。

1 拜耳法生产氧化铝的工艺过程

各工厂尽管由于铝土矿在成分方面有差异，使得拜耳法氧化铝生产工艺的应用也会有些许差别，然而却拥有相同的基本流程，其生产过程主要为：①按一定比例将粉碎后的铝矿和石灰与循环母液混合，通过湿磨完成原矿浆的制取；②脱硅后的原矿浆在溶出设备中高温、高压、高碱环境下溶出氧化铝；③稀释矿浆，在沉降槽内进行赤泥与铝酸钠溶液的分离；④将分离后的铝酸钠溶液过滤，经冷却、加入晶种、结晶析出氢氧化铝；⑤分级筛选得到氢氧化铝：粗粒氢氧化铝进行焙烧，而细粒氢氧化铝作为晶种返回分解槽作为晶种诱导过饱和铝酸钠溶液继续析出氢氧化铝；⑥将粗粒氢氧化铝置于高温下焙烧炉中焙烧得到氧化铝⑦将过滤出的分解母液蒸发浓缩后添加苛性碱调配成合格浓度的循环母液，继续调配原矿浆和脱硅矿浆进入生产系统循环被利用。

2 节能降耗措施探讨

2.1 原矿浆制备工序节能降耗措施

拜耳法氧化铝生产工序中，原矿浆制备至关重要，其质量高低能在极大程度上影响氧化铝后续生产的溶出率、沉降性能等，是影响生产能耗高低的重要因素，所以将原矿浆制备质量提高之后，即可发挥节能降耗的效果。具体来说，可采取下述两方面措施：其一，严格控制磨矿粒度，确保铝土矿与其他物料能够达到一定标准的细度，以此实现化学反应速率的提升；其二，合理控制配碱浓度，投入的各类化学反应物质应当结合一定比例进行，均匀混合搅拌，将原矿浆中未反应物料过多的情况避免，为原矿浆质量提供保障。

2.2 氧化铝溶出工序节能降耗措施

氧化铝溶出工序主要负责溶出矿浆中氧化铝，该过程涉及到新蒸汽加热的使用，产生的二次蒸汽会对其他低温矿浆预热。针对该过程的节能降耗措施具体包含：①热源与矿浆传热效率的提升：尽可能的将传热系数增大、管道结疤减少，实现传热速度的增加。溶出通过套管预热、浆流速度和外层蒸汽控制，可有效增大传热系数，化学清洗或高压清洗等技术定期对管道结疤清理。添加阻垢剂提高系统热能利用是目前市场正在推广的新技术；②热量循环率的提升：应当充分利用产自于闪蒸降温期间的二次蒸汽，在闪蒸级数增加和闪蒸过程料位及闪蒸过程压力的合理控制下，推动闪蒸操作水平的提升，从而达成充分利用热源的目的；③溶出效率的提升：在反应釜数量增加及溶出时间延长之后即可达成该目的。

2.3 蒸发工序节能措施

蒸发工序中能耗来源主要为新蒸汽，该过程涉及到蒸发浓缩分解母液再循环利用。该工序中具体包含下述节能措施：①蒸发效数的确定中应当采取最优化的方法：当蒸发效数增多之后，相应的也会减少单位蒸水量新蒸汽的消耗量，因此通过增加蒸发效数能够提高新蒸汽的经济性。但是，需要注意的是在增大蒸发效数之后，也会出现更多的蒸发器需求数量，如此一来也就会加大设备投资数量。对此，蒸发效数对设备投资费用及新蒸汽的影响彼此相悖，需对未来能源价格趋势、现有设备投资予以充分考虑，在最优化方法的实施下明确蒸发效数；②提高母液与精液换热热能利用率：如此一来即可在母液与精制液体间实现高效热量的交换，相应的也就能将蒸汽消耗减少；③高 效闪蒸装置的增加：通过增加闪蒸设备，能够实现蒸汽利用率的提升。拜耳法氧化铝生产期间，可在与原料的不同相结合的基础上，适当将闪蒸装置增加，在蒸发器结合闪蒸器后推动蒸发器产能的提升，以此实现能耗降低的目的；④超声波防垢技术的实施：超声波可将垢质粉碎，有利于成垢物质流变性的改善，同时还能在垢质和管壁间产生剪切力，促使垢质脱落。因此，在超声波技术的应用下，能将蒸发过程中的积垢有效减少，延长蒸发器使用周期实现产能的增加。

2.4 构建循环水池

拜耳法氧化铝生产中，各生产车间设备用水皆是采取的生产上水方式，通过循环水池处理后的排出水流入供水系统中，会出现水运输能耗重复浪费的情况。所以，应当在各生产车间分别构建循环水池，以便将节能降耗的目的达成。

3 拜耳法氧化铝生产节能建议与展望

氧化铝企业要想实现拜耳法氧化铝生产能耗的降低，尽可能以最小的能耗实现最大化的经济、社会效益，就必须立足于节能降耗新工艺、新技术及新设备的开发与推广应用，并在此基础上合理落实企业节能降耗管理工作，推动全方位节能降耗的实现。

4 结语

溶出与蒸发工序中的蒸汽消耗在总能耗中约占40%，属于能耗最大的组分之一。因此，将这部分能耗减少，即可实现拜耳法氧化铝生产中能耗的有效降低，并减少生产成本。针对拜耳法节能降耗提出了一系列可行措施，期望相关人员能针对该方面再次深入展开研究，最大限度降低能耗，帮助企业实现利润最大化。