江城
广西华银铝业有限公司（广西百色市533100）
摘要：本文简单介绍拜尔法生产氧化铝的原理和工艺流程，重点探讨了如何在生产中在确保质量的前提下减少能源消耗和污染物排放，介绍了生产实践中降低拜尔法生产能耗的技术途径，对拜尔法生产氧化铝节能降耗控制提出自己的见解。
关键词：拜尔法；氧化铝；节能降耗
1 拜尔法氧化铝生产工艺介绍
1.1 工艺原理
拜尔法利用氢氧化钠溶液溶出铝土矿，并在得到的铝酸钠溶液中加入晶种使溶液中的氢氧化铝析出。同时对分解到的母液通过高温蒸发得到新的铝土矿。
1.2 工艺特点
氧化铝生产方式中最常见的有烧结法和拜尔法，其中拜尔法是最常见的一种，这是因为该方式工艺应用比较简单、生产成本较低，且生产出的氧化铝质量较好。该方式在日常企业氧化铝生产应用中，要消耗不少材料成本和能源成本，因为近几年来能源开采不断扩大，能源价格也在快速上升，为解决该问题，必须提高对拜尔法生产氧化铝中能源消耗问题的重视，不仅是为降低企业成本，也是为了保护环境。
1.3 工艺流程
拜尔法的应用比较灵活，在不同地区企业生产时可根据实际铝土矿的性质而优化调整工艺流程，但要确保重要工艺流程准确。基本生产步骤如下：第一步，原矿浆制备，即将铝土矿和石灰、，母液等混合起来，经过磨制使其变成合格的原矿浆。第二步，将原矿浆液在高温高压高碱的情况下溶出氧化铝浆液。第三步，经过矿浆的稀释和分离、洗涤，使矿浆中的赤泥与含氯酸钠的溶液分离开来，并对分离的氯酸钠溶液进行过滤。第四步，将过滤好的氯酸钠溶液在将氢氧化铝作为晶种的情况下使铝从溶液中析出氢氧化铝结晶，并进行分级筛选，对于直径较大的氢氧化铝结晶则需要送到高温环境下煅烧，而直径较小的则可以直接作为晶种。第五步，将分级出来的粒度合适的氢氧化铝在高温煅烧下形成氧化铝。第六步，将分解的母液蒸发浓缩，在达到原始母液浓度后再继续第一步开展氧化铝生产循环。
2 拜尔法生产氧化铝节能降耗措施分析
拜尔法生产氧化铝，要想实现节能降耗的目的，主要是对其生产工艺进行优化和控制，下文对主要步骤的控制优化进行分析，以确保可以达到节能降耗的目标。
2.1 氧化铝溶出控制
氧化铝溶出步骤是拜尔法生产氧化铝的关键步骤，在该工艺环节，由于要求是高温高压高碱性的条件，为达到更高温度，一般会使用化石燃料燃烧来提供热量和温度，但是对于化石燃料的浪费十分严重，且会对环境产生污染。为此，在利用热蒸汽加热原矿浆液使氧化铝溶出时，原矿浆液必须是已经经过预热的，在使用新的蒸汽对原矿浆进行加热前先对其就你选提前加热，不仅优化了氧化铝溶出环节，而且也充分回收了矿浆的余热，大大降低了能源的使用。为达到该目的，必须提高热源和溶液热传递的效率，在确保硬件条件完善的基础上提高热源和溶液接触面来增加热传递效率。该方式也能提高温度提升消耗的时间，提高氧化铝生产的效率。为避免管道结块，必须定期清洗感到，这也是为了提高管道的使用寿命，使管道一直保持较高的热传递系数。
2.2 提高原矿浆的质量
原矿浆作为拜尔法氧化铝生产的主要原料，其质量不仅关系着生产的质量而且也会对生产效率、能源使用等产生影响。原矿浆中有效成分的溶解度越高，则氧化铝质量就好，所以在原矿浆制备过程中，一方面要工厂化制作，减少能源消耗、提高生产效率，另一方面必须采取必要的提高原矿浆制备质量的措施。常见的包括仔细研磨铝土矿，通过物理的方式使铝土矿颗粒变小，从而提高铝土矿颗粒的溶解度，进而提升化学反应的效率。此外也可以通过控制溶液苛性碱浓度来提高溶液的溶解度，减少未反应物的数量，确保原矿浆的质量。同时还可以通过预脱硅的方式，避免在高温条件下使设备结块而影响后期热传递的效率。
2.3 母液蒸发控制
在拜尔法氧化铝生产中，母液蒸发的过程也是要利用新的蒸汽作为加热能源，为减少能源使用，首先必须严格控制好矿石、石灰的质量，减少矿石中氧化钙成分，避免石灰甚生烧而产生碳酸钙物质，减少氧化铝溶出环节中的反苛化反应，确保氯酸钠溶液处于较低的碳酸性环境下，然后再进行母液的蒸发可有效避免采用高能耗的方式来去除碳酸盐物质。其次可通过增设蒸发母液的闪蒸设备，在母液进入前提高其浓度可提高蒸发设备的产能并减少蒸汽的使用。此外，或在母液中通过加入阻垢剂来避免蒸发器设备发生结块现象，提升设备的热传递效率、延长设备的使用寿命，从而达到降低成本、提高生产效率的作用。
2.4 提升蒸汽余热和过程物料余热的回收利用率
在原料生产、氧化铝溶出、沉降分离、蒸发、分解等各个工艺环节都需要利用蒸汽能源，为扩大效能，提高对二次汽的利用效率，一方面可直接将二次汽作为原矿浆脱硅时温度升高的热源，其次在沉降槽洗涤时也可以利用二次汽进行提温，避免沉降洗涤中出现氧化铝水解而减少的现象。此外，通过对二次汽蒸发工艺的优化，降低该工艺环节低压新蒸汽的消耗。当然，还可以利用溶出的泛汽直接进行原液的蒸发，或赤泥洗涤水的加热。除了提高蒸汽余热利用效率外，对于各个生产环节中物料的余热，则可以采取以下方式来提高其回收利用率。比如对于氯酸钠溶液精制时产生的热能，利用其进行母液分解，并实现母液分解和铝酸钠溶液精制的热量交换，减少母液蒸发能量损耗。在氢氧化铝煅烧时，对于氧化铝余热的利用可以直接进行氢氧化钠洗涤用水的加热，或对新蒸用的除盐水进行加热。此外，可以利用煅烧炉中的烟气余热来加热赤泥洗涤水和蒸发母液等。
3 拜尔法生产氧化铝的未来展望
拜尔法氧化铝生产是一种简单的氧化铝生产方式，但是为进一步提高生产的质量，以及达到节能降耗的目标，就必须不但更新现有的生产技术、完善生产工艺流程、随着科学技术的进步，氧化铝生产工艺得到不断提高，对于企业来说不仅可以降低生产成本获得更多利润，而且也起到了很好的环境保护作用，有利于最大化实现经济和环境效益。所以，在未来发展中，化工企业在进行氧化铝生产时，除了要提高生产效率外，还必须对各个生产环节进行优化控制，积极引入先进的生产控制技术和设备，严格控制好生产的原材料和能源的使用，从而为企业带来更大的利润。
4 结语
综上所述，本文对拜尔法生产氧化铝的生产原理、特点和工艺流程进行了简要分析，重点分析了如何通过对各个生产环节的优化来达到节能环保的目的。得出，为降低企业生产成本、提高生产效率和质量，促进企业快速发展，就必须不断更新企业生产技术和设备，降低化石燃料等不可再生资源的消耗，充分利用好生产中的能源消耗，尽可能降低能源消耗和污染物排放，才能为企业的可持续发展奠定良好基础。
参考文献：
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