第二篇烧结法生产氧化铝第一章原料制备教学内容1、原料制备在烧结法生产中的重要作用。

2、矿石的破碎。

3、烧结法配料及配料计算。

4、磨矿。

5、石灰的煅烧。

6、煤粉制备。

教学要求1、理解原料制备在烧结法生产中的重要作用。

2、掌握矿石的破碎的方法、设备构造和工作原理。

3、掌握烧结法配料及配料计算。

4、了解烧结法磨矿过程、设备。

5、了解石灰煅烧反应、生产过程和石灰炉的构造。

6、了解煤粉制备及要求。

重点与难点重点1、烧结法配料及配料计算。

2、磨矿过程、设备构造和工作原理难点1、烧结法配料及配料计算2、破碎机、原料磨、石灰炉、煤粉磨的构造和工作原理。

教学时数：8学时第一节概述一、什么叫碱石灰烧结法生产氧化铝？碱石灰烧结法就是把铝土矿、补充的碱粉、石灰（小石渣）、循环碱液（即碳分蒸发母液）和拜尔法赤泥按比例配料并磨制成合格的生料浆，喷入熟料窑中在高温下烧结成熟料，熟料和调整液在湿磨中粉碎溶出，溶出液经赤泥分离得到粗液，粗液经脱硅、叶滤后得铝酸钠精液送入碳酸化分解，析出氢氧化铝经焙烧得到产品氧化铝。

赤泥经6-8次反向洗涤送赤泥堆场，赤泥洗液配调整液。

碳分母液经蒸发返回循环碱液槽。

山东铝业公司开采和购进的国内铝土矿，其中的氧化铝的矿物组成大多为一水硬铝石，即α-AI2O3²H2O或α-AI O OH，并且混矿铝硅比较低（A/S≈4），采用拜尔法生产（拜尔法生产要求矿石A/S>7），矿石中的SiO2要求高压溶出温度比较高，在溶出时SiO2都转变为含水铝硅酸钠，需要消耗大量的苛性碱。

采用碱—石灰烧结法更为有利。

但是，烧结法存在工艺复杂流程长、设备投资高、能耗高和产品质量差等缺点。

将铝土矿与一定量的纯碱、石灰（或石灰石）配成炉料并磨细，在高温下烧结，使其中的氧化铝与纯碱化合成可溶于水的铝酸钠（Na2O²AI2O3），氧化硅与配入的石灰化合成不（难、微）溶于水的原硅酸钙（2CaO²SiO2），氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠（Na2O²Fe2O3），将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时铝酸钠（Na2O²AI2O3）——进入溶液铁酸钠（Na2O²Fe2O3）——水解放出碱、氧化铁进入赤泥原硅酸钙（2CaO²SiO2）——大部分进入赤泥，小部分溶于溶液（所以需要脱硅）。

再用CO2分解铝酸钠溶液（精液）析出氢氧化铝，经焙烧得氧化铝。

碳分后的母液，叫做碳分母液（主要成分是Na2CO3），经蒸发后返回配料（循环碱液）。

在自然界中氧化铝水系的结晶化合物有三种：三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石，它们的分子式为：三水铝石，即AI2O3²3H2O或AI(OH)3一水软铝石，即γ-AI2O3²H2O或α-AI O OH一水硬铝石，即α-AI2O3²H2O或α-AI O OH二、碱—石灰烧结法生产氧化铝的主要生产过程生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离和洗涤、粗液脱硅叶滤、精液碳酸化分解、氢氧化铝焙烧、和母液蒸发八个主要工序。

三、生料浆制备的任务？碱－石灰烧结氧化铝生产的特点是：生产工艺流程长，设备类型多，生产连续性强，在生产过程中必须严格控制生产技术条件，必须搞好配料，保证熟料质量，严格掌握湿式系统的技术条件，认真贯彻“均衡、稳定、提高”的方针，达到优质、高产、低消耗的目的。

原料制备是氧化铝生产的第一道工序，也是烧结法生产的基础。

主要生产任务就是为氧化铝生产磨制调配各项指标合格的料浆，消化拜尔赤泥、达到生产氧化铝和回收碱的目的。

主要工序有铝矿破碎、配矿、磨制调配各项指标合格的料浆和生产高浓度的CO2气体、生产合格石灰和石灰乳的任务。

能否制备出合格的生料浆，将直接影响到氧化铝和氧化钠的净溶出率，也影响到熟料窑的操作等，直接影响到烧结法氧化铝的产量和技术经济指标。

第二节破碎我厂配料对各种原料的要求⑴铝土矿①粒度〈20mm。

②混矿A/S=中心数K±0.2。

③生料加煤含炭量4.5~5.5%，即煤与混矿的重量比大约为10~11%。

④氧化铝、氧化铁含量稳定。

⑵石灰①粒度<100mm。

②含CaO>86%。

⑶石渣：①粒度〈40mm。

②CaO>49%(56%)。

③MgO〈20%。

④SiO2〈3.0%。

⑷配白煤（生料加煤）①灰分<22%。

②挥发份<10%。

③固定碳>67%。

硫≤1.1%。

④低位发热值24.8MJ/kg。

⑤附着水〈8%。

⑸碱粉：①含Na2O≮57.5%（纯碱58.5%）。

②水分〈2.0%。

[6]循环碱液(碱液、也叫蒸发母液)：①含Na2O T=200±10g/l。

②含Na2O s<35g/l。

⑺硅渣浆：①含Na2O>98g/l。

②含H2O<48%。

⑻拜尔法赤泥：①含Na2O T>180±20g/l。

②含H2O<60%。

一、破碎工序的任务就是将进厂的直径小于400mm的原矿石进行中碎和细碎，达到配矿的要求，出料最大粒度不得超过25mm。

二、矿石破碎工艺流程图三、破碎机械设备（一）颚式机破碎机的构造和工作原理1、颚式机破碎机的简单构造颚式机破碎机由机架、固定颚板、活动颚板、活动颚板轴、边护板、前后顶板、前后顶承、摇杆、偏心轴、斜面调节块、拉杆、飞轮等组成。

2、颚式机破碎原理电机经三角皮带传动，大皮带轮固定在偏心轴上，同时带动摇杆，弹簧拉杆把前后顶板同活动颚、摇杆联结在一起，由于摇杆上升或下降带动顶板，顶板可以改变倾斜的角度，因此使活动颚板作往复摆动，进入破碎腔中的矿石在两颚板接近的一瞬间被挤压，劈裂和弯曲破碎，当活动颚板离开固定颚时，破碎腔内下部已破碎的小于排矿口的矿石，靠自重从排矿口排出。

（二）锥式机工作原理及简单构造1、锥式机简单构造锥式机锥式机由机架、传动装置、调整装置、润滑、保护系统组成。

2、锥式机工作原理锥式机由电动机经三角皮带传动，通过弹性联轴器，带动传动轴上的小伞齿轮，大伞齿轮通过小伞齿轮带动偏心轴套在机架中心筒中的直衬套旋转，偏心轴套内有一与其转动中心偏2°的锥形孔，孔内装一锥形衬套，圆锥身机体被青铜碗形球面瓦支承，主轴下部的锥形部分插入锥形套内，这样当偏心轴套旋转时，主轴的中心线在空间画出一个圆锥面，使动锥固定点（轧头脖子下部）作旋摆运动，造成动锥衬板表面时而离开，时而靠近轧臼衬板表面。

矿石落到分料盘后，均匀地撒入周围的破碎腔内，在轧头离开轧臼衬板二侧的瞬间时落入破碎腔，轧头冲向轧臼时，矿石被第一次破碎，当轧头再次离开轧臼时，矿石就落到第二次破碎的位置。

以此方式，矿石经过几次下落和破碎而排出体外。

第二节配料一、什么叫配矿？就是把已知成分但是有差异的几部分铝矿石根据生产要求按比例混合均匀,其中包括将无烟煤按照比例均匀的配人铝矿石中,使流程中的铝矿石的A/S和氧化铝、氧化铁的含量符号生产要求，为配制合格料浆打下良好基础。

二、配矿方法：分为吊车配料、推土机配料、储矿槽配料，我们采用吊车配料。

根据各种矿石成分，按照生产指标要求，用抓斗将各种矿石配合均匀。

平面撒料截面送料并掺进白煤。

三、配矿计算若按8%的比例（重量百分比）配入无烟煤。

求100抓东山矿要配入多少抓阳泉矿？多少？解：设100抓东山矿要配入x抓阳泉矿，y抓无烟煤（52.98*100+62.54*x）/（20.42*100+10.76*x）=3.2（4.6）解得：x≈44抓配煤量为：y=（100+44）*0.11*1.65/0.8=32.7抓≈33抓同样混矿4.4 ，x≈243抓，y=78抓混矿4.6 ，x≈314抓，y=94抓四、术语解释碱比：是孰料或生料桨中氧化钠与氧化铝和氧化铁的分子比（也叫摩尔比）N/R=[Na2O T- Na2O S]/( [Al2O3+ Fe2O3])= Na2O%/62/( Al2O3%/102+ Fe2O3%/160)=1.645 Na2O%/( Al2O3%+ 0.6375Fe2O3%)=1.645 N/( A + 0.6375F)由于烧成煤灰分的影响生料碱比=中心数+增量钙比是孰料或生料桨中氧化钙与二氧化硅的分子比（也叫摩尔比）C/S=[CaO]/[SlO 2]= CaO%/56/(SlO 2%/62)=1.071 CaO%/ SlO 2%碱比和钙比是烧结法配料的的重要指标，它与熟料中氧化铝和氧化钠的溶出率有密切关系。

铝硅比（术语解释）A/S ——指矿石（或熟料、生料浆、溶液）中氧化铝与二氧化硅的重量比，是衡量铝土矿质量、混矿质量的重要指标之一。

计算公式：A/S= Al 2O 3的重量/ SiO 2的重量= Al 2O 3%/ SiO 2%。

铁铝比：生料中氧化铁与氧化铝的分子比。

计算公式：F/A= [Fe 2O 3] / [Al 2O 3]= (Fe 2O 3 / 160)/( Al 2O 3/102)= 0.6375Fe 2O 3%/ Al 2O 3 %。

烧结法配料有何特点？三段配料、三次调配、生料加煤、石灰代替石渣配料，低碱高钙非饱和配方等工艺。

五、分段配料各配什么？在那里实现？一段主配 A/S 生料加煤 用吊车在矿槽实现二段主配 CaO 、Na 2O 、H 2O 细度 在皮带秤和原料磨实现三段主配 N/R 、C/S 、H 2O 细度 在料浆槽实现（三次调配：A 槽→B 槽→K 槽→） 三段配料流程图碎矿1 碎矿2 白煤 石 渣一段配料主配A ／S矿 石石 灰 混矿石 碱 粉二段配料 主配皮带秤 皮带秤 皮带秤 CaO 、Na 2O 、H 2O 、细度碱 液 原料磨料浆槽A料浆槽B三段配料主配[N]/[R] [C]/[S]料浆槽K六、料浆制备生产流程图第四节磨矿六、管磨机（原料磨）的规格、性能、工作原理？体、进料箱、流槽、回转筛、排风机、油泵（稀有站）。

①筒体：普通结构钢A3或16Mn钢制造，上有人孔（磨门），磨门的作用是镶换衬板、筛板，装填和到出研磨体和停磨检修用。

②衬板：保护筒体，还可以利用各仓衬板形状的不同来改变研磨体的运动状态，适应磨矿的需要。

材料一般用高锰钢（1GMnB）抗冲击韧性、耐磨。

类型：凸棱型、波型。

③筛板：将原料磨分隔成三个仓，每个仓可根据矿石粒度不同装不同粒度的研磨体。

筛板眼有两种排列形式：同心圆、放射线型。

同心圆孔是平行于研磨体和物料运动路线的，对物料通过阻力小，不易堵塞，通过量较大，但过去的物料易返回，放射线型正相反。

3、工作原理：原料磨是一个水平筒体，两端有空心轴和托瓦支撑。

筒体内有筛板、衬板和研磨体，当驱动电机通过吃香薄膜连轴器进行中心传动并附有强制注油泵，出料为溢流中心敞开。

当磨机回转时研磨介质受离心力作用贴着磨身上升，当上升到一定高度时受重力的作用抛落下来，将物料粉碎的同时，研磨介质的自转和滑动将物料磨细并混均。