物料平衡计算为了便于计算，物料平衡计算按生产1吨氧化铝为基准进行。
3.1 主要生产技术指标1） 产品为一级品氧化铝（国标）：Al 2O 3不低于98.6%，本设计取：Al 2O 3为99% 2） 铝土矿的化学组成（%）Al 2O 3 Fe 2O 3 SiO 2 TiO 2 CO 2 灼减 其它 合计 水分 65.86 6.17 6.96 3.19 1.36 14.58 1.88 100 2.88 3） 石灰的化学组成（%）CaO T CO 2 其他 合计 83.60 6.05 10.35 1004） 氧化铝实际溶出率：86.26%，总回收率取：84% 5） 石灰添加量占干铝土矿量的8% 6） 碱耗：58㎏ 补碱组成（g/L ）Na 2O k Na 2O c CO 2 密度：1440 ㎏/m3438.8 7.2 5.1 7） 循环母液的组成（g/L ）Na 2O k Al 2O 3 Na 2O c CO 2 Na 2O T 密度：1.348 g/㎝3230 118.2 20 14.2 250k ∂= 3.28） 铝酸钠溶液组成（g/L ）Na 2O k Al 2O 3 Na 2O c CO 2 密度：1303 kg/m 3150 170.17 17.58 12.48 k ∂=1.45 9） 沉降分离槽底流L/S =3.0，末次洗涤槽底流 L/S =1.2 10）弃赤泥液相中Na 2O 的含量（浓度）：3.693g/L 11）溶出后的赤泥的A/S=1.3， N/S=0.3 12）溶出过程浓缩率：8%13）晶种分解中种子比为3.0，种子附水率为20%，分离后氢氧化铝浆液的L/S =1.0 14）氢氧化铝洗涤水的消耗量为0.5~1.0吨/吨-AH，氢氧化铝滤饼的含水量为7.0% 15）蒸发中，Na2CO3·H2O带走的循环母液量为30%16）苛化时的石灰数量为化学反应计算量的125%；苛化率为90%3.2 物料平衡计算3.2.1 损失计算根据原始数据，该铝土矿的铝硅比A/S＝65.86÷6.96＝9.46，故理论溶出率η理＝A SA-×100%＝86.6596 .686.65-×100%＝89.43%实际溶出率η实＝矿赤矿)/ () /()/(SAS ASA-×100%＝46.93.146.9-×100%＝86.26%因总回收率比实际溶出率低，故本次设计的实际的总回收率取84%。
在氧化铝的产出率为84.0%的条件下，如果制取1吨含有990公斤成品氧化铝，则需要：990÷（0.84×0.6586）＝1789.51kg干铝土矿其中应含有氧化铝：1789.51×65.86%＝1178.57kg因而，氧化铝的总损失量：1178.57－990＝188.57kg其中，破碎及储存时氧化铝的损失量为生产一吨氧化铝所需的总Al2O3量的0.2%。
即为：0.2%×1178.57＝2.36kg相当与损失干铝土矿：2.36÷65.86%＝3.58kg则进入湿磨工序的干土矿：1789.51－3.58＝1785.93kg干石灰量为：1785.93×8%＝142.87kg湿磨过程中Al2O3的损失与破碎时相同，即只有：0.2×1178.57kg相当于铝土矿为2.36÷65.86%＝3.58kg则送溶出的原矿浆矿石量为：1785.93－3.58＝1782.35kg送溶出的铝土矿中含， kg：Al2O3 ： 1782.35×0.6586＝1173.85Fe2O3 ： 1782.35×0.0617＝109.97SiO2 ： 1782.35×0.0696＝124.05TiO2 ： 1782.35×0.0319＝56.86CO2 ： 1782.35×0.0136＝24.24灼减： 1782.35×0.1458＝259.87其它： 1782.35×0.0188＝33.51合计： 1782.35附着水： 1782.35×0.0288＝51.33而送溶出的石灰中含， kg：CaO： 142.87×0.8360＝119.440CO2： 142.87×0.0605＝8.64其它： 142.87×0.1035＝14.79总计： 142.87表3.1 Al2O3和Na2O的损失量m或0.130×1440＝187.20kg需要加入的苛性碱为：58÷（438.8＋7.2）＝0.1303苛性碱带入， kg ：Na2O ： 58kgCO2： 5.1×0.130＝0.66kgH2O（按差值计）：187.20－58－0.66＝128.54kg 赤泥的组成， kg：Al2O3：124.05×1.3＝161.27 （赤泥A/S＝1.3）Na2O：124.05×0.3＝37.22 （赤泥N/S＝0.3）Fe2O3：109.97SiO2： 124.05CaO： 119.44TiO2： 56.86其它：33.51＋14.79＝48.3未计入灼减的赤泥量为： 161.27＋37.22＋109.97＋56.86＋124.05＋119.44＋48.3＝657.11灼减的计算如下：（1）若赤泥中的SiO2以Na2O.Al2O3.1.7SiO2.2H2O的形式存在，那么124.05kgSiO2结合： 124.05×102÷（1.7×60）＝124.05kg Al2O3124.05×36÷（1.7×60）＝43.78kg H2O（2）若赤泥中的CaO以CaO.TiO2.H2O的形式存在，那么56.86kgTiO2结合：56.86×18÷80＝12.79kg H2O（3）在（1）中剩余的Al2O3，若在赤泥中以3CaO.Al2O3.SiO2.6H2O形式存在，那么161.27－124.05＝37.22kg结合 37.22×6×18÷102＝39.41kg H2O（4）若1.8%的Fe2O3在赤泥中以Fe（OH）3形式存在，则：109.97×1.8%×54÷160＝0.67kg H2O由此可得灼减为： 43.78＋12.79＋39.41＋0.67＝96.65kg总赤泥量为657.11＋96.65＝753.76kg若包括水解损失的5.89kg Al2O3 则结合5.89×54÷102=3.12Kg的H2O.此时总赤泥量为753.76＋5.89＋3.12＝762.77kgNa2O的化学损失稍低于在组成为Na2O.Al2O3.2SiO2.2H2O时同124.05kg SiO2相结合的Na2O，因为含水硅铝酸钠中有部分Na2O被CaO取代。
＝1.45时，相应地含有3.38kg 由于洗涤不完全，故随赤泥损失的Al2O3有3.53kg，当kNa2O k，则有3.11kgNa2O T。
故：762.77×1.2×x＝3.38×1000，解即得弃赤泥中Na2O含量为3.693g/l。
3.2.2循环溶液计算分解过程中氧化铝的分解率： %69.542.345.11%100)1(=-=⨯∂∂-m α 因此，进入分解的铝酸钠溶液中含Al 2O 3：（990＋4.71）÷0.5469＝1818.82kg 如果分解过程中无机械损失，则留于母液中的Al 2O 3：1818.82－990－4.71＝824.11kg如果考虑到Al 2O 3分解，蒸发和苏打苛化时的损失，则循环溶液中Al 2O 3为824.11－2.95－2.00－3.53＝815.63kg当m ∂＝3.2时，其所含的K O Na 2为815.23×3.2÷1.645＝1586.64kgC O Na 2量为T O Na 2的8%，即：KC CO Na O Na O Na 222+×100%＝8%则:C O Na 2因此CO 2:20×44÷62=14.2g/l 循环母液的体积为：1586.64÷230＝6.903m 循环母液中Al 2O 3为：815.63÷6.90＝118.2g/lC K NaOHNaOHN N A d 001865.000142.00009.0)2()2(22++++=ρρ＝ 1.348g/cm 3(其中NaOH 的密度为1.263 g/l)则循环溶液重量为： 6.90×1348＝9301.2kgC O Na 2： 6.90×20＝138kgCO 2： 138×44÷62＝97.94kg则H 2O ：9301.2－97.94－1586.64－138－815.63＝6662.99kg 原矿浆量＝铝土矿重量＋石灰重量＋苛性碱重量＋循环母液＝1782.35＋142.87＋187.20＋9301.2－1.00＝11463.95kg式中 0.50——磨矿时O Na 2的损失，kg溶出时矿浆浓缩率为8%，即:11463.95×8%＝917.12kg根据上述计算所得的数据引出高压溶出的平衡表如表3．2所示：表3.2 高压溶出平衡3.2.3浆液的稀释和沉降＝1.45时，其Al2O3浓度为：稀释后的赤泥浆液的溶液中，Na2Ok的浓度为150g/l。
当k150×1.645÷1.45＝170.17.52g/l。
当T α＝1.62时， Na 2Oc 的浓度为＝645.162.117.170⨯－150＝17.58g/lCO 2的浓度为＝17.58×44÷62＝12.48g/l则 C K NaOHNaOHN N A d 001865.000142.00009.0)2()2(22++++=ρρ＝1.303g/cm 3(其中NaOH 的密度为1.18 g/l)则H 2O 的浓度为： 1303－170.17－17.58－150－12.48＝952.77g/l 根据带走的铝酸钠溶液： 753.76×3.0＝2261.28kg 铝酸钠溶液的组成见表3．3。
表3．3 铝酸钠溶液的组成此溶液中含有 Al 2O 3 ： 2261.28×0.1306＝295.32Na 2Oc ： 2261.28×0.0135＝30.53 Na 2Ok ： 2261.28×0.1151＝260.27 CO 2： 2261.28×0.0096＝21.71 H 2O ： 2261.28×0.7312＝1653.45随同弃赤泥的附液，损失3.53kg Al 2O 3和3.38kg Na 2O T ，其中有3.11kg Na 2Ok 和0.27kg Na 2O C ，水解损失5.89kg Al 2O 3和3.12kgH 2 O 。