氧化铝物料平衡计算

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1、第一章：设计任务书1、云南文山铝业有限公司铝土矿平均品位表 11 铝土矿的化学组成（%）AgFe2O3STiO2J灼减其它合计附着水分55.2218.237.343.000.8610.361.99100.003. 002、石灰的化学组成（%）表 12 石灰的化学组成（%）CaOCO2SiO2AI2O3其他合计89.03.52.81.23.51003、设计年产能：80 万吨砂状氧化铝4、设计生产工艺：拜耳法生产工艺第二章 技术条件及经济指标2.1 原料工序原料工序的技术条件和工艺指标如下表2-1。表 2-1 原料工序技术条件和工艺指标工艺条件技术指标A12O3含量A/S (10天内平均波动) 矿

2、石块度 铝矿石附水率M50%0.2W30mmW5%2.2 溶出工序A) 铝土矿的理论溶出率和实际溶出率Al2O3 的理论溶出率：理论上矿石中可以溶出的 Al2O3 量(扣除不可避免的化学损失)与矿石中的Al2O3量之比称为Al2O3的理论溶出率(n )。理Al2O3的实际溶出率：在溶出时，实际溶出的Al2O3量与矿石中的Al2O3量之 比称为A12O3的实际溶出率(n实)。根据表1-1的数据，该铝土矿的铝硅比：A/S=55.22*7.34=7.523,故理论溶出率：A _ s55 22 7 34n = x 100%=- X100%= 86. 708%理 A55.22实际溶出率：(A/S) (A

3、/S)7.5231.41n = 矿赤 X100%=X100%=81.257%实(A / S)7.523矿式中：n理论溶出率，%；理n 实际溶出率, %；实A12O3一一铝矿石中A12O3的百分含量，%；SiO2铝矿石中SiO2的百分含量，%；(A/S)一铝矿石中的铝硅比；矿(A/S) 一一赤泥中的铝硅比；赤B) 溶出温度温度是影响溶出过程最主要的因素。随着温度的升高，氧化铝在碱溶液中的溶 解度增大，溶出反应速度以及碱溶液与反应产物的扩散速度也增加，当其它溶出条 件相同时，提高溶出温度总时使溶出速度加快，溶出设备产能显著提高。本设计溶出温度定为280C。溶出温度对赤泥A/S的影响如下图2-1。溶

4、出温度/它图2-1溶出温度对赤泥A/S的影响C）循环母液碱浓度及岢性比值24循环母液的岢性碱浓度愈高，其未饱和程度愈大，氧化铝溶出速度及产能越大， 得到的溶出液岢性比值越低，碱的循环效率也越高。由于赤泥洗涤与高压溶出浆液 汇合后还使后者稀释，因而通常都把循环母液的NaO2选择的高些。但是过分的提 高母液碱浓度和岢化比值又会未后继过程带来缺点和困难。本设计循环母液的碱浓度为20652g/L，a = 2.82， a =3.07kT循环母液具体组成如下表2-2。表2-2循环母液的组成（g/L）组成山2。3N5N/cCO2Na2OT浓度110.8319016.5211.73206.52D）石灰添加量铝

5、土矿溶出时添加石灰时减少和消除氧化钛危害的有效措施。当石灰添加量不 足时，部分氧化钛转化成钛酸钠使氧化铝的溶出率下降。当石灰添加量过多时由于 生产水化石榴石使氧化铝容出率下降。本设计石灰添加量占干铝土矿的10%。E）碱耗溶出过程中需要消耗大量的碱，本设计设定生产1吨氧化铝消耗44.73公斤的 补碱，补碱组成如下表4-3。表2-3补碱的组成（g/L）组成NcCO2浓度438.87.25.1F）其它技术参数见下表2-4。表2-4溶出工序技术条件和工艺指标工艺条件技术指标溶出后赤泥，A/S1.41溶出后赤泥，N/S0.4溶出过程浓缩率8%预脱硅原矿浆温度90 100C脱硅时间9 h保温停留溶出时间4

6、5min10级的无机盐加热温度280C（加热温度 360380C）末级闪蒸出料温度132C9级自蒸发的二次蒸汽预热温度M210C稀释后矿浆温度110C4.3 沉降工序A）赤泥浆液的温度料浆稀释时的温度在很大程度上影响铝酸钠溶液的稳定性，从而引起赤泥中Al2O3 损失量的变化。溶液比重及粘度随着温度的提高而下降，因而有利于其中赤 泥的沉降。温度升高能减少胶体质点所带的电荷，促进赤泥颗粒的聚集。另外，分 离及洗涤温度较高，溶液的稳定性也较好，氧化铝的水解损失减少，设备管道结疤 减少，所以在赤泥的分离、洗涤过程中，必须严格保证较高的温度，通常均保持在95C以上。使溶液具有一定的稳定性，减少赤泥分离、

7、洗涤过程中的水解损失。提 高溶液的温度还可以使溶液的粘度减小，有利于提高赤泥颗粒的沉降速度，使赤泥（固体）与溶液（液体）迅速的分离。有利于赤泥分离、洗涤作业的进行。B）矿石细磨程度矿石磨的愈细，赤泥粒子愈小。粒子的沉降速度与其粒径的平方成正比，矿石的过磨是不利于赤泥沉降性能的。C）赤泥浆液的液固比25赤泥分离的目的就是将生产所需要的铝酸钠溶液和溶出的残渣分开，获得工业 上认为纯净的铝酸钠溶液。经稀释后的赤泥料浆送往沉降槽进行沉降分离，沉降底 流的液固比约为103.5之间。赤泥的沉降是拜耳法中最复杂、最灵活的生产过 程之一。沉降不良会引起产量降低3040%,洗涤不充分则会显著的增加碱的损失, 同

8、时也影响赤泥的用途。降低分离沉降槽的底流液固比,这样可以大大的减少赤泥 的附液量（即可以减少附碱损失）,从而提高赤泥的洗涤效率。D）工艺条件及技术指标见下比表2-5。表2-5沉降工序技术条件和工艺指标工艺条件技术指标沉降分离槽底流，L/S1.5末次洗涤槽底流，L/S0.8弃赤泥液相中Na2O的含量4 g/L分离沉降槽温度M107C一洗沉降槽温度M96C二洗沉降槽温度M95C三洗沉降槽温度M90C分离溢流浮游物W200mg/L合成絮凝剂添加量30g/t干赤泥天然絮凝剂添加量210 g/t干赤泥精液浮游物W15mg/L4.4 分解工序A）分解率分解率是以分解出来的氢氧化铝中的氧化铝占精液中所含氧化

9、铝数量的百分 数表示的。由于连续生产以及固体物料附液引起溶液组成与体积的变化,溶液的分 解率是其中氧化铝浓度的变化并以氧化钠含量为内标来计算的。于是d1 420n = （1 二）x 100% 二 1 -二 49.65%Q2.82m式中：n种分分解率，%；a 分解原液的苛性比值；aa 分解母液的苛性比值；mB）产出率从单位体积分解原液中分解出来的氧化铝数量叫产出率（kg/m3）：Q=Aan式中：Q产出率，kg/m3；Aa分解原液中Al2O3的浓度，kg/m3； n分解率，%；C）分解槽单位产能指单位时间内（每小时或每昼夜）从分解槽单位体积中分解出来的氧化铝数量。P=Aa式中： P分解槽单位产能，

10、kg/m3 h；T分解时间，h；D）分解原液的浓度及岢性比值盟分解原液的浓度和苛性比值是影响种分速度、产出率和分解槽单位产能最主要的因素，对分解产物氢氧化铝的粒度也有明显的影响。本设计铝酸钠溶液苛性比值a =1.42, =1. 58,铝酸钠溶液组成如下表2-6。kT表2-6分解原液的组成（g/L）组成A12O3NgNOcCO2Na2OT浓度160138.1115.3510.89153.46E）温度分解温度（特别是初温）是影响氢氧化铝粒度的主要因素。下表 2-7 是分解初 温对氢氧化铝中不溶性Na2O含量的影响。表2-7分解初温对氢氧化铝中不溶性Na O含量的影响 1 1初温（C）5055606

11、570NaO (%)20.2540.2280. 2020.1760.150F）工艺条件及技术指标见下表2-8。表2-8分解工序技术条件和工艺指标工艺条件技术指标晶种分解种子比3种子附水率20%氢氧化铝浆液， L/S0.8氢氧化铝洗涤水的消耗量0.7 吨/吨-Al (OH) 3分解首槽温度61C分解末槽温度5058C2.5 蒸发工序蒸发工序的技术条件和工艺指标如下表272-9。表2-9蒸发工序技术条件和工艺指标工艺条件技术指标Na2CO3巧0带走的循环母液量30%苛化率90%蒸发原液温度M72C2.6 焙烧工序焙烧工序的技术条件和工艺指标如下表 2-10。表 2-10 焙烧工序技术条件和工艺指标

12、工艺条件技术指标氢氧化铝滤饼含水量7%焙烧温度1025C最终滤液浮游物W2mg/L最终产品氧化铝为一级品（国标），我国氧化铝的现行质量标准如下表 2-11。表 2-11 我国氧化铝质量标准化学成分（%）等级Al2O3不低于杂质，不高于SiO2Fe2O3N%O灼减一级98.60. 020.030.500.8二级98.50.040.040.550.8三级98.40.060.040.600.8四级98.30.080.050.600.8五级98.20.100.050.601.0第三章 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28。3.1主要生产技术指标AlO不低于98.6%,本

13、设计取：Al 0为99%231）产品为一级品氧化铝（国标）2）铝土矿的化学组成（%）Al2O3Fe2O3SiO2TiO2CO2灼减 其它合计附着水分55.2218.237.343.000.8610.361.99100.003.003）石灰的化学组成（%）CaOCO2SiO2Al2O3其他合计89.03.52.81.23.5100总回收率取：79 %4）5）氧化铝实际溶出率：81.257%石灰添加量占干铝土矿量的10%6）碱耗：86.36吨补碱组成（ g/L）Na2OkNa2OcCO2438.87.25.17）循环母液的组成（ g/L）Na2OkAl2O3Na2Oc密度：1440fe/m3Na2

14、OT190110.8316.5211.73206.52密度：1. 309 g/m 35 k = 2.828）铝酸钠溶液组成（g/L）Na2OkAl2O3Na2Oc140162.18 15.57CO2Na2OT密度：1291.57 kg/m35k=1.4211.04 155.569）沉降分离槽底流L/S =15,末次洗涤槽底流L/S =0.810）弃赤泥液相中Na2O的含量（浓度）：4.0g/L11）溶出后的赤泥的A/S=141,N/S=0412）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 =0.814）氢氧化铝洗涤水的消耗量为0.7吨/吨

15、-AH,氢氧化铝滤饼的含水量为7.0%15）蒸发中，Na2CO3H2O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：AS=5522十7.34=7.523,故理论溶出A _ s55 22 7 34率：n = X100%=-X 100%=86.708%理 A55.22(A/S) (A/S)7.523 1.41实际溶出率：n = 矿赤 X100%=上1 X100%=81.257%实(A / S)7.523矿因总回收率比实际溶出率低23%,故本次设计实际总回收率取79%。在氧化铝的产出率为7

16、9%的条件下，如果制取1吨含有990公斤成品的氧化铝， 则需要消耗干铝土矿：990(0.79X0.5522)=226940kg其中应含有氧化铝：2269.40X55.22%=1253.16kg因而，氧化铝的总损失量：1253.16990=263.16kg其中，根据实际情况，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%X1253.16=2.51kg相当于损失干铝土矿：2. 51一5522%=454kg则进入湿磨工序的干铝土矿：2269.404.54=2264.86kg干石灰量为：2264.86X10%=226.49kg湿磨过程中Al2O3的损失与破碎时

17、相同，即只有：0.2%X 1253.16=2.51kg与之相当的干铝土矿为：2. 51十55.22%=454kg则送溶出工序的原矿浆矿石量为：2264.864.54=2260.32kg送溶出工序的铝土矿中含，kg：Al2O3：2260.32X0.5522=1248.15Fe2O3：2260.32X0.1823=412.06SiO2：2260.32X0.0734=165.91TiO2：2260.32X0.0300=67.81CO2：2260.32X0.0086=19.44灼减：2260.32X0.1036=234.17其它：2260.32X0.0199=44.98合计2192.52附着水：226

18、0.32X0.03=67.81而送溶出工序的石灰中含 kg：CaO：226.49X0.89=201.58CO2：226.49X0.035=7.93其它：226.49X0.075=16.98总计226.49表3-1 Al O和Na O的损失量损失项目-山23Na2O(kg)占总 Al2O3 量%kg破碎及储存0.202.51/湿磨0.202.511.00赤泥不溶解形式18.67233.9366.36赤泥溶解形式0.344.265.47水解0.526.52/分解0.303.766.9蒸发及析出苏打0.192.414.3石灰乳渣0.354.411.60焙烧0.222.790.73合计21263.10

19、86.36损失的Al2O3占总量（）: 26310十125316=0.21需要加入的苛性碱为：86.36 一(438.8+7.2)=0.1936m 3 或 0.1936X1440=278. 83kg苛性碱带入，kg：Na2O :86.36 kgCO2：5.1X0.1936=0.99kgH2O （按差值计）：27883一8636一0.99 = 191 48kg 赤泥的组成，kg：A2O3： 165 91X 1.41=233.93 （赤泥 A/S=1.41）Na2O： 165.91X0.4=66.36 （赤泥 N/S=0.4）Fe2O3：412.06SiO2：165.91CaO：201.58TiO

20、2：67.81其它：44.9816.98=61.96未计入灼减的赤泥量为：233.9366.36412.06165.91201.5867.8161.96=1209.61 灼减的计算如下：1）若赤泥中的SiO以Na2OAl2O31.7SiO22H2O的形式存在， 那么 165.91kgSiO2 结合：165. 91X102（1.7X60）=16591kg Al2O3165.91X36（1.7X60）=5856kg H2O2）若赤泥中的CaO以CaOTiO2H2O的形式存在，那么67.81kgTiO2结合：67.81X1880=15.26kg H2O3）在1）中剩余的Al2O3，若在赤泥中以3Ca

21、OAl2O3SiO26H2O形式存在，那么23393一165.91=680 2kg结合68. 02X 6 X18 102=72. 02kg H2O4）若1.8%的Fe2O3在赤泥中以Fe （OH） 3形式存在，则：412.06X1.8%X54160=2.50kg H2O由此可得灼减为：58.5615.2672.022.5=148.34kg总赤泥量为：1209.61148.34=1357.95kg若包括水解损失的6. 52kg AbO3则结合652X54102=345Kg的H2O 此时总赤泥量为：1357.956.523.45=1367.92kgNa2O的化学损失稍低于在组成为Na2OAl2O3

22、2SiO22H2O时同16591kg SiO2 相结合的Na2O,因为含水硅铝酸钠中有部分Na2O被CaO取代。由于洗涤不完全, 故随赤泥损失的耳3有426kg，当k = 1.42时，相应地含有368kg Na2Ok，则 有 547kgNa2OT。故：1367.92X1.0Xx=5.47X1000解即得弃赤泥中Na2O含量为4.00g/l。5.2.2 循环溶液计算分解过程中氧化铝的分解率：(1 -字)x 100%二1 - 24|二49.65%m因此，进入分解的铝酸钠溶液中含 Al2O3：(990+4.33) 一0.4965=2002.68kg如果分解过程中无机械损失，则留于母液中的 Al2O3

23、：2002.68一990一4.33 = 100835kg如果考虑到AO3分解，蒸发和苏打苛化时的损失，则循环溶液中Al,O3为100835一3 76-2.41-2.41=99977kg当a m=2.82时，其所含的Na2OK为：830.97X2.82一1.645 = 1713.89kgNa2OC 量为 Na2OT 的 8%,即：X100%=8% 则：TCNa o + 血。| C| KNa2OC=Na2OK*8/92=190*8/92=16.52g/l因此 CO2：16.52X44一62=11 72g/l循环母液的体积为：1713.89十190=9.02 m 3循环母液中 AO3 为：999.7

24、7+9.02 = 11084g/lPi_pd _ (NaOH ) + .(NaOH -)| + 0.0009A + 0.00144N + 0.001865 N22kc=0.5 + .0.25 + 0.0009A + 0.00144N + 0.001865N = 1.309 g/cm3 (20C时密度)KC则循环溶液重量为：9.02X1309=11807.18gNa2OC：9.02X16.52=149.01kgCO2：149.01X44+62=105.75kg则 HO： 11807.18-105.75-171389一14901一999.77=883876kg 原矿浆量=铝土矿重量+石灰重量+苛性

25、碱重量+循环母液=2192.52+22649+27883 + 11807.18 100=1450402kg式中1.00一磨矿时NO的损失，kg溶出时矿浆浓缩率为8%，即： 14504.02X8%=1160.32kg 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 高压溶出平衡进kg出kg铝土矿溶出浆液Al2O31248.15Al2O32247.92Fe2O3412.06Na2OT1949.26SiO2165.91Fe2O3412.06TiO267.81SiO2165.91CO219.44TiO267.81其他44.98CaO201.58灼减234.17CO2134.11H

26、2O67.81其他61.96合计2260.33灼减148.34石灰H2O8023.56CaO201.58合计13412.51CO27.93浓缩水量1160.32其他16.98未计入湿磨损失 1.00kg合计226.49苛性碱Na2OK84.96Na2OC1.4CO20.99H2O191.48合计278.83循环母液Al2O3999.77Na2OK1713.89Na2OC149.01CO2105.75H2O8838.76合计11807.18总计14572.83合计14572.833.2.3浆液的稀释和沉降假设稀释后的赤泥浆液液相中的Na2OK的浓度为140g/l,当a =1.42, kNC/Nt

27、=10% 时，其 AljO3 浓度为：140 X 1.645 4-1.42 = 162.18g/l当a T = 1578时，Na2OC的浓度为：162.18*1.578 140=15.56g/l1.645CO2的浓度为： 15.56X44462=11.04g/l贝0d - ( PNaOH ) + ( PNaOH ) 2 + 0.0009A + 0.00144N + 0.001865 N22kc=0.5 + .0.25 + 0.0009A + 0.00144N + 0.001865N =1.29157g/cm 3 (20C时密度)KC则浆液中h2o的浓度为：1291.57162.1815.561

28、4011.04=962.79g/l 根据带走的铝酸钠溶液：1357.95X1.5=2036.93kg式中：1357.95 赤泥重量，未计入Al(OH)3以形态损失Al2O3的量，1.5铝酸钠溶液沉降后浆液液固比（从沉降槽出来）。组成见表3-3。表3-3铝酸钠溶液的组成组成浓度g/l%A12O3162.1812.56Na2OK140.0010.84Na2OC15.561.20CO211040.85H2O962.7974.55合计1291.57100.00此溶液中含有 Al2O3 ：2036.93X0.1256=256.57Na2OC：2036.93X0.0120=24.44Na2OK:2036.

29、93 X 0.1084=220.80CO2：2036.93X0.0085 = 17.31H2O：2036.93X0.7455=1518.53随同弃赤泥的附液，损失426kgAl2O3和547kg Na2OT,其中有368kg Na2OK 和 1. 79kg Na2OC，水解损失 6. 52kg Al2O3 和 3. 45kgH2Oo 则进入稀释时，一次洗液中含有，kg：Al2O3：256.574.266.52=245.79Na2OK：220.803.68=217.12Na2OC：24.441.79=22.65CO2： 17. 31-1.79X44*62 = 16.04H2O （按差值计）：53

30、89.39总计：5890.99 进入溶出浆液稀释的洗液中的水量，以铝酸钠溶液、赤泥和溶出浆液中水量之 差计算。在铝酸钠溶液中氧化铝含量，每1256kg Al2O3占有74.55kgH2O （见表 33）则：224792233.93+24579=2259.78kgAl2O3占有的含水量为：2259.78X74.55*12.56=13412.95kg式中：2247.92一溶出浆液中Al2O3含量，kg233.93赤泥中AbO3含量，kg245.79次洗液中Al2O3含量，kg洗水中的水量为：13412.95+148.34-148.34-8023.56=5389.39kg式中：13412.95铝酸钠

31、溶液中的H2O量148.34一赤泥的灼减148.34溶出浆液的灼减（表32）8023.56溶出浆液中的H2O量（表32） 根据计算得出的赤泥浆液稀释平衡表见表34。 根据计算得出的赤泥浆液分离平衡表见表35. 根据计算得出的赤泥洗涤的物料平衡表见表36。表 3-4赤泥溶液稀释平衡进kg出kg溶出浆液（表3-2）赤泥浆液Al2O32247.92Al2O3233.93Na2OT1949.26Na2OT66.36Fe2O3412.06Fe2O3412.06SiO2165.91Ti2O67.81Ti2O67.81SiO2165.91CaO201.58CaO201.58CO2134.11其他61.96其

32、他61.96灼减148.34灼减148.34合计1357.95H2O8023.56铝酸钠溶液（按差值计）合计13412.51Al2O32259.78洗水Na2OK191109Al2O3245.79Na2OC21158Na2OK217.12CO2150.15Na2OC22.65H2O13412.95CO216.04合计17945.55H2O5389.39合计5890.99总计19303.5总计19303.5表 3-5 赤泥浆液分离平衡进kg出kg稀释后的赤泥浆液：赤泥1357.95赤泥（表 3-4）1357.95赤泥附液铝酸钠溶液Al2O3256.57Al2O32259.78Na2OK220.8

33、0Na2OK191109Na2OC24.44Na2OC21158CO217.31CO2150.15H2O1518.53H2O13412.95合计2037.65合计17945.55去分解的精液（按差值算）Al2O32003.21Na2OK1690.29Na2OC187.14CO2132.84H2O11894.42合计15907.9总计19303.5总计19303.5表 3-6 赤泥洗涤平衡进kg出kg赤泥（未计水解）1357.95赤泥（计入水解）1367.92粗液（赤泥附液）（表3-5）弃赤泥中的液相Al2O3256.57Al2O34.26Na2OK220.80Na2OK3.68Na2OC24.

34、44Na2OC1.79CO217.31CO21.27H2O1518.53H2O1083.34合计2037.65合计1094.34稀释用洗水（按差值）Al2O3Na2OK245.79217.12新洗涤用水4957.65Na2OC22.65CO216.04H2O5389.39合计5890.99总计8353.25总计8353.253.2.4铝酸钠溶液的分解加入精液晶种分解工序的2003.ZlkgAOs中，仍有99977kg留在母液中（表3-2）分解，根据（表5-1）经分解、蒸发和苏打苛化共损失了：3. 76+2.41+4.AlnlO.SBkgAOs因此以Al （OH） 3形态析出：2003.21-

35、（999.77 + 1058）=992.86kg Al2O3其分解率为：992.862003.21X 100%=49.56%在母液中有：2003.21- 992.86-3.76=1006.59kgAl2O3而碱的数量则等于从铝酸钠溶液中的碱量减去N%O在分解时的损失量，kg：Al2O3： 1006.59kgNa2OK：169029一6.9X0.9 = 1684.08Na2OC：187.146.9X0.1 = 186.45CO2： 132 84一6.9X0.1X44十62=132.35H2O： 11894.42526.69 = 11367.73合计：14377.20含于Al (OH) 3中的99

36、2.86kg Al2O3结合有99286X3X18*102=525.63kg H2OAl(OH) 3的总重为：992.86 525.63=1518.49kg在种子比等于 3.0时(晶种中Al2O3与精液中Al2O3的重量比)，晶种带入: 2003.21X3.0 = 600963kgAbO3和 6009.63X54一102 = 3181 57kg H2O合计为：9191 20kg当晶种 Al(OH) 3的附液量为其量的20%时，随同晶种加入了：9191.20X0.20*0.80=22978kg 母液Al2O3：在这22978kg母液中含有:2297.8x 1004.59 = 0.159822 x

37、 1006.59 = 160.8714377.2Na2OK：0.159822X1684.08=269.15Na2OC：0.159822X186.45=29.80CO2：0.159822X132.35=21.15H2O：0.159822X11367.73=1816.81总计：22978根据计算结果列出晶种分解平衡表见表3-7：表3-7晶种分解平衡表进kg出kg精液（表3-5）氢氧化铝浆液Al2O32003.21Al( OH)310712.75Na2OK1690.29Al2O37004.49Na2OC187.14H2O3708.26CO2132.84种分母液（按差值计）H2O11894.42Al2

38、O31165.17合计15907.9Na2OK1953.27晶种（Al （OH） 3）9191.20Na2OC216.25其中Al2O36009.63CO2153.51H2O3181.57H2O13184.80母液（晶种附液）合计16673.00Al2O3160.58损失（表3-1）Na2OK269.19Al2O33.76Na2OC29.80Na2OK6.21CO221.16Na2OC0.69H2O1817.07CO20.49合计2297.8合计11.15总计27396.90总计27396.903.2.5 氢氧化铝浆液的沉降浓缩分离后的Al （OH） 3浆液的液固比等于08,所的到的母液送去蒸

39、发。将 浓缩分离后的浆液进行过滤，其中一部分含有20%水分的Al（OH）3用作晶种，其 余部分1521.55 kg成品Al （OH） 3经洗涤过滤其1217.24kg母液中的各组分含 量为：Al2O3： （1217.24*166730）X116517=0073007X116517=8507Na2OK: 0. 073007 X1953.27 = 142.61NajOC： 0.073007X216.25 = 15.79CO2：0073007X15351=1121H2O： 0. 073007X13184.80=962.56 （按差值计）Al （OH） 3浆液浓缩分离平衡的计算结果列于表3-8中进:Z

40、：kg出kg氢氧化铝浆液（表3-7）10712.75晶种 Al (OH) 39191.20其中Al2O37004.49其中Al2O36009.63H2O3708.26H2O3181.57种分母液（表 3-7）晶种附液（表 3-7）Al2O31165.17Al2O3160.58Na2OK1953.27Na2OK269.19Na2OC216.25Na2OC29.80CO2153.51CO221.16H2O13184.80H2O1817.07合计16673.00合计2297.8成品 Al(OH) 31521.55其 中Al2O3994.86H2O526.69成品 Al（OH） 3附液Al2O385.

41、07Na2OK142.61Na2OC15.79CO211.21H2O962.56合计1217.24去蒸发的母液（按差值）Al2O3919.52Na2OK1541.47Na2OC170.66CO2121.14H2O10405.17合计13157.96总计27385.75总计27385.753.2.6产品氢氧化铝的洗涤与焙烧洗涤氢氧化铝（表3-9）所采用的条件是，洗涤并过滤后，Al （OH） 3附液 的含碱量与煅烧后的被a23带走的Na2O损失量相一致，即损失了 OMBkgNOT， 其中包括066kg Na2OK和0.07kg Na2OC，同这些Na2O结合的有039kg Al2O3 和0. 05

42、kgCO2。我国氧化铝质量标准一级（杂质不高于）： SiO2：002 Fe203：0.03 Na2O:0.50 灼减:0.8.表3-9 Al（0H）3洗涤平衡进kg出kg成品 Al (OH) 31521.55洗净 Al (OH) 31520.95Al2O3994.86Al2O3994.47其中其中H2O526.69H2O526.48Al( OH) 3附液（表 3-8）Al( OH)3附液Al2O385.07Al2O30.39Na2OK142.61Na2OK0.66Na2OC15.79Na2OC0.07CO211.21CO20.05H2O962.56H2O105.3合计1217.24合计106.

43、47新水1065.09送蒸发的洗水（按差值计）Al2O385.07Na2OK141.95Na2OC15.72CO211.16H2O1922.56合计2176.46总计3803.88总计3803.88表3-10成品Al （OH）.煅烧洗涤进kg一出kg洗涤的Al (OH) 31520.95氧化铝990.00氢氧化铝附液（表 3-9）灼减和杂质9.34Al2O30.39Na2OK0.66Na2OK0.66合计1000.00Na2OC0.07损失（表 3-1）CO20.05Al2O34.27H2O105.3Na2OC0.07合计106.47CO20.05H2O622.44合计626.83总计1627

44、.42总计1627.423.2.7 苛化碳酸钠的溶解度随苛碱浓度的增高而下降，当母液蒸发时，有部分的碳酸钠呈 一水形态结晶析出，而后用水溶解并进行苛化处理。拜尔法每一次循环，均从溶液 中析出碳酸钠，其析出量与在这一循环周期内进入到溶液中去的碳酸钠相等。母液 经蒸发后所得循环溶液中含有（包括蒸发损失）（见表 3-1和表3-2）Na2OK：1713.89Na2OC：149.01CO2：105.75Al2O3：999.77H2O：8838.76合计：11807.18而母液及Al （OH） 3洗水中的各组数量为表3-8和表3-9。Na2OK: 141.95 + 1541.47 = 1683.42Na2

45、Oc： 15. 72+170.66=186.38CO2：11.16+121.14=132.3Al2O3：85.07+919.52=1004.59这样一来，这蒸发时的一水苏打量为：（186 38一149.01）子0.9=41.52同这些数量的Na2Oc相结合的有29.47kg CO2和12.05kgH2O,故NajCO3 : 41.52+29.47 = 70.99Na2CO3巧0： 70.99+12.05=83.04即一水苏打的总量为8304kg，他带走的循环母液（X）为一水苏打沉淀量 的30%，即XX100CX+83.04）=30故 X=35.59kg,或 35. 59*1309=00272m

46、3；循环母液中含有，公斤：Na2OK：0.0272X190.00=5.17Na2Oc：0.0272X16.52=0.45CO2 ：0.0272X11.73=0.32Al2O3：0.0272X110.83=3.01H2O：26.64合计：35.59根据苛化反应：Na2CO3+CaO+H2O=CaCO3+2NaOH当石灰添加量取上述反应计算量的125%时，则需要CaO：70.99X1.25X56*106=46.88kg亦即需46.88*0.8455=55.45kg工业石灰（08455为工业石灰中CaOk的含量）。在苛化率为90%的情况下，需要CaO量为：70.99X0.9X56*106=33.75

47、kg故 46.8833.75=13.13kg CaO反映结果是33. 75kg CaO生成：33.75X100*56=60.27kgCaCO3其中有33.75X44*56=26.52kgCO2及33.75X62*56=37.37kgNa2OK按制取Na2O总浓度为10%溶液确定溶解水苏打时所需的水量，即加入：41.52+5.17+0.45=47.14kgNa2OTH2O 的总需要是：47.14X0.9*0.1=424.26kg煮石灰的石灰渣，洗水用量按制取含有300g/l Ca （OH） 2 （其中有效CaO 的含量为199.44g/l）的石灰计算，则46. 88kgCaO需要：46.88X9

48、50*199.44=223.31kgH2O因而，苏打石灰浆液中的水的来源为：一水苏打：12.05循环母液：26.64石灰乳：223.31合计：262.00这样，在溶解苏打时应该供给的新水数量为：424.26262.00 = 162.26kg弃石灰渣的组成：CaO：46.88Na2OC： 0.73Al2O3：2.79CO2：26.52H2O： 2.79 X108三102= 2.95(3CaO.Al2O3.6H2O)合计： 79.87石灰渣含水25%,因而此渣带走79. 87X25一75=2662kg碱性附液根据计算得到的数据，苏打苛化时各组数据平衡如表3-11所示。表3-11苏打苛化平衡进kg出

49、kg一水苏打苛化渣Na2OC41.52CaO46.88CO229.47Al2O32.79H2O12.05CO226.52合计83.04H2O4.52一水苏打溶液合计82.19Al2O33.01石灰渣附液Na2OK5.17Na2OK0.67Na2OC0.45Na2OC0.06CO20.32CO20.04H2O26.64H2O25.85合计35.59合计26.62石灰乳送蒸发碱液(按差值计)CaO46.88Al2O30.22H2O223.31Na2OK41.34合计270.19Na2OC3.59用于溶液苏打水162.26CO23.23H2O393.89合计442.27总计551.08总计551.0

50、83.2.8 蒸发和苏打分离在编制蒸发平衡表（表 3-12）时必须考虑到由母液，氢氧化铝和和苛化后碱液 蒸发而得到的组成符合计算数据的循环溶液，以及一水碳酸钠。所得的溶液组成与 表 5-2 的差值为 086 Na2OK-0.86 Na2OC-0.46CO2，在#算的范围内。 0.86*（1719.591713.89）0.86*（143.7149.01）0.46*（105.74105.75）=9.49表 3-12 蒸发和苏打分离进kg出kg母液（表3-8）一水苏打Al2O3919.52Na2OC41.52Na2OK1541.47CO229.47Na2OC170.66H2O12.05CO2121.

51、14合计83.04H2O10405.17一水苏打附液（表 3-11）合计13157.96Al2O33.01Al（ OH）3洗水（表 3-9）Na2OK5.17Al2O385.07Na2OC0.45Na2OK141.95CO20.32Na2OC15.72H2O26.64CO211.16合计35.59H2O1922.56损失（表 3-1）合计2176.46Al2O32.41苛化制取的碱液（表 3-11）Na2O4.3Al2O30.22合计6.71Na2OK41.34去湿磨的循环母液（按差值计）Na2OC3.59Al2O3999.39CO23.23Na2OK1719.59H2O393.89Na2OC

52、143.7合计442.27CO2105.74H2O8838.76合计11807.18蒸汽冷凝水3844.17总计15776.69总计15776.693.3 氧化铝物料小时流程表表 3-13 主要物料衡算表序号物料名称kg/t-Al2O3m3/t-Al2O3平衡流量t/h平衡流量m3/h最大流量t/h最大流量m3/h1铝土矿（干）2269.40207.25245.132石灰（干）226.4920.6824.463补充苛性碱278.830.2525.4622.8330.1127.04循环母液11807.189.021078.28823.741275.39974.325溶出浆液13412.519.9

53、131224.89905.281448.791070.766稀释后浆液17945.5518.1571638.861658.131938.441961.237弃赤泥1357.95124.01146.688赤泥附液2037.650.588186.0953.73220.1063.559新赤泥洗水4957.654.291452.75391.88535.51463.5110精液15907.914.9211452.781362.611718.341611.6911赤泥洗液5890.996.195537.99565.79636.33669.2212晶种9191.20839.38992.8113晶种附液2297.8209.84248.2014种分母液13157.967.2221201.64659.541421.29780.1115洗净AH1520.95138.90164.2916送蒸发的洗水2176.462.550198.76232.88235.09275.4517结晶碱83.047.588.9718结晶碱附液3