低溫拜耳法生產氧化鋁節能探討

秦麗霞

（國家電投山西鋁業有限公司，山西 原平 034100）

低溫拜耳法在氧化鋁生產過程中所占的比例較大，要降低氧化鋁的生產成本，降低氧化鋁生產過程中的能耗，就要減少生產能耗，提升生產技術水平，加強生產管理，提高能量效率，更新技術和工藝，降低生產成本。

1 低溫拜耳法生產氧化鋁能耗節能分析

在低溫拜耳法生產氧化鋁的過程中，主要消耗的能量包括電能、蒸汽、重油或煤氣，不同的能源在不同的生產流程中發揮作用，其中蒸汽占較大比例。生產流程、生產目的和生產工藝不同，能源利用率也有高有低，在實際生產過程中，要依據流程和工藝的需要，根據氧化鋁生產的實際情況，選擇適當的能源節省工藝和技術，提高能源利用率的同時，保證氧化鋁產量，提高氧化鋁生產效率，保證氧化鋁生產的經濟效益。

（1）電能。電能在氧化鋁生產過程中主要作為設備驅動的能耗，在電能使用過程中，要降低電能消耗，就要減少電能介質流量，從而提高生產循環效率。在低溫拜耳法生產氧化鋁的一套裝置和設備中，使用電能驅動的設備，可以提高生產效率，引進先進工藝和生產線，來節約電能能耗。

（2）蒸汽。在氧化鋁生產過程中蒸汽作為能源主要用于加熱礦漿以及蒸發母液。其中溶出工序的蒸汽消耗與原礦漿的流量和溶出溫度成正比，降低原礦漿流量和溶出溫度，可以有效降低蒸汽消耗。蒸發濃縮工序中，蒸汽消耗與分解母液和循環母液的濃度差成正比，因此要降低溶出工序的蒸汽能耗，就要提升循環母液中的堿濃度，但要注意堿濃度的提升會增加蒸水量，對蒸汽的能耗反而會增加，因此要根據實際需求調整母液中的堿濃度[1]。對堿濃度的調整要與蒸汽消耗量達成平衡，不斷探索節能工藝，尋找適當的濃度，達到高效、節能、環保的目的。

（3）重油或煤氣。重油或煤氣主要用于氫氧化鋁的焙燒流程中。由于在氫氧化鋁中含有一定的水分，重油和煤氣可以通過焙燒，達到減少氫氧化鋁中的水分的目的，使得氫氧化鋁適合下一工序的加工，同時降低氫氧化鋁濾餅的含水量，并增加氫氧化鋁的過濾面積，可以提升氫氧化鋁的過濾時間，從而有效降低其中的含水量。

2 低溫拜耳法生產氧化鋁主要工序的節能措施

（1）破碎工序節能措施。礦石破碎工序中，可以采用先篩分后破碎的方式，減少破碎機能耗，從而降低破碎機的裝機功率。控制破碎粒度，盡量減少球磨機使用能耗，提高球磨機效率，從而減少球磨機電能能耗。

（2）礦石均化貯存節能措施。礦石均化儲存可以提高礦石的穩定性，主要包括露天和帶蓬兩種方式。多數露天堆存的礦石會滲入水分，在使用前要先蒸發出水分，因此增加了蒸汽能耗。帶蓬防雨的均化庫可以使礦石保持干燥脫水的狀態，減少水分的滲入，在礦石貯存時可以發揮良好的作用。

（3）球磨工序的節能措施。要保證礦石正常溶出，可以增加礦漿粒度，從而提高球磨機效率從而減少球磨機的電能消耗。先將礦石磨制成合適的礦粉，再與母液調配，形成礦漿，可以有效減少球磨工序的電力能耗[2]。

（4）溶出工序節能措施。溶出工序是指利用蒸汽或高溫熔巖將礦漿加熱，充分溶出礦漿中含有的氧化鋁，利用閃蒸方式回到常態后，再利用閃蒸產生的蒸汽預熱礦漿，可以達到很好的節能效果。要減少溶出工序的能耗，就要提高傳熱效率，利用各種方式提高礦漿流速，采取化學方式或高壓清洗的方式定期清理管壁礦漿冷卻后的結疤，提高生產效率[3]。閃蒸降溫時產生的蒸汽可以二次使用，提高熱量在溶出中的循環率，可以增加礦漿閃蒸級數，提高操作水平，做好閃蒸過程中對壓力和料位的控制。還可以通過為溶出系統增加反應釜的個數來延長溶出時間，從而提高溶出效率。

（5）赤泥分離和洗滌工序中的節能技術。在氧化鋁的整套生產流程中，水資源主要用于赤泥洗液對溶出液的稀釋，減少赤泥洗液和水資源的使用，提高礦漿中堿的濃度，適當降低蒸汽能耗。要減少赤泥洗水，可以采用高效深錐沉降槽，減少水資源在赤泥洗液中的應用，同時了減少了散熱的損失，物料停留的時間更短，氧化鋁的回收率更高，同時增加洗滌沉降槽的數量，可以提升赤泥洗水的使用循環率。

（6）晶種分解工序節能措施。在晶種分解工序中，要提高晶種分解效率，就要適當進行降溫，使晶液與母液進行對流換熱降溫，由于晶液和母液的溫度差異較大，可以起到良好的降溫效果，也可以提高母液的溫度，減少蒸汽能耗和驅動能耗，同時減少了電能能耗。

（7）蒸發工序節能措施。要做到減少能耗使用，提高生產效率，可以采用反向逆流降膜蒸發器裝置，蒸發器效數越多，蒸汽的效率越高，蒸汽的能耗越少，但同時投資費用卻越來越多，節省的蒸汽也越來越少，因此在確定設備投資數目的同時要充分考慮到能源與設備的比例，適當引入相應設備，與能源使用達成平衡，減少了蒸汽的能耗，避免了不必要的水資源和動力能源損失，達到節能目的[4]。利用高效閃蒸裝置，可以將物料的溫度差和壓力差作為動力，物料在裝置的中央循環管底部以噴射狀循環管出口，可以迅速蒸發和擴散。綜合使用不同的方式進行結合，控制物料在蒸發器和閃蒸器中的濃縮梯度，達到提高生產效率，節能環保的目的。引進超聲波防垢技術，通過超聲波擊破氣泡，粉碎垢質，可以改變液體和成垢物質的特性，使垢質脫落，可以減少能源浪費，提高裝置生產效率，提升氧化鋁生產裝置產能。

3 結語

低溫拜耳法生產氧化鋁節能技術的應用，對減少氧化鋁生產流程的能耗，提高能源利用率，促進節能環保意識的提升有重要作用。在整個氧化鋁生產流程中，以最小的能耗獲得最大的生產效率，應用節能新工藝、新技術和新設備，進一步加強生產過程的管理，實現全流程節能減排。