铝业工艺流程设备及产品应用教学课件(95p)

1、铝业工艺流程、设备及产品应用版权所有铝工业氧化铝、电解铝、铝加工 铝是一种银白色的轻金属一种银白色轻金属 铝密度分别为： 2.7g/cm3（20） 2.3g/cm3（660 ） 铝的熔点:660 铝的沸点：2467 铝是两性化合物，与酸反应、也与碱反应 铝的稳定性好（空气中），质地轻，导电性好，延展性好，化学活性好 铝在建筑业上的用量约占铝产量的30%以上。 版权所有铝工业的发展铝在电气工业中的应用预计在2010年达到140万t。 铝在交通运输行业应用预计在2010年达到300万t。 由于铝的广泛应用，近几年，电解铝产量猛增，2005年为780万t，已居世界第一。 国务院2006年4月发布铝工

2、业发展的指导原则：氧化铝有序发展，电解铝控制反弹，铝加工重点开发，实现可持续发展。摘自冶金行业培训教材版权所有铝的存在铝是地壳中分布最广泛的元素之一，地壳含量为8.8%，仅次于氧，但在金属元素中，铝元素在地壳中的含量为第一。 铝化学性质活泼，只以化合物状态存在。其中主要有铝土矿、霞石、明矾石、高岭土和黏土等。目前，铝土矿是当今氧化铝生产最主要的矿物资源，95%以上的氧化铝出自铝土矿。版权所有铝土矿铝土矿中的铝元素是以氧化铝水合物状态存在。 目前生产氧化铝的主要原料是三水铝石、一水硬铝石及一水软铝石。 不同的铝土矿，生产氧化铝对应不同的生产工艺。 A/S表述矿中所含氧化铝和氧化硅的质量比，A/S

3、越高，铝土矿质量越好。 我国的铝土矿资源丰富，主要分布于山西、河南、贵州、广西及山东等省。其特点是：高硅低铁的一水硬铝石矿，A/S为4-7。版权所有矿山采矿洗矿破碎筛分水含泥铝土矿矿水不合格铝土矿配矿矿仓铝土矿工艺版权所有氧化铝氧化铝称为刚玉（-AI2O3）是在火山爆发过程中形成的。 它是无色的结晶，也可以与氧化铁和氧化铬形成带色结晶，也就是红宝石和蓝宝石。 -AI2O3 它属于六角晶系（化学性质稳定），-AI2O3它属于立方晶系（化学性质较为活泼）。版权所有氧化铝生产方法酸法，碱法和电炉熔炼法都可以从铝土矿中得到氧化铝。 目前只有碱法在工业上使用，碱法生产氧化铝又分为：拜耳法、烧结法及联合法

4、三种工艺流程。 其中拜耳法是采用高铝硅比铝土矿作原料的新建铝厂首选的工艺流程。版权所有三种方法比较 方法 区别拜耳法烧结法联合法优点生产流程简单； 单位能耗低； 外加物少；晶种自发分解；杂质数量少；氧化铝质量好。可以处理铝硅比高的高硅铝土矿；生产消耗的是价格低廉的碳酸钠。充分回收了赤泥中的氧化铝和氧化钠，适应铝土矿成分不均一性，最大限度利用资源；生产过程中的补碱由价格低廉的碳酸钠供应。缺点不能处理A/S低的铝土矿，仅适合处理铝硅比大于7的铝土矿。有烧结工序，单位能耗高，生产流程复杂；碳酸化分解的方法造成氧化铝质量差。两种工艺混合，生产流程复杂，设备繁多；工艺交叉，生产协调非常复杂。版权所有拜耳

5、法焙烧炉铝土矿破碎湿磨溶出稀释稀释矿浆溶解蒸发分离洗涤叶滤晶种分解煅烧沉降分离溶出矿浆粗液精液氢氧化铝浆液分级晶种氢氧化铝氢氧化铝氧化铝母液赤泥洗液母液稠赤泥浆赤泥洗涤堆场热水洗液苛化石灰石煅烧石灰化灰机石灰乳焦炭碳酸钠晶体版权所有拜耳法原理高温高压下以NaOH溶出铝土矿，使反应向右，得到铝酸钠溶液，铁 硅等杂质进入赤泥，然后向纯净的铝酸钠溶液中添加晶种，使反应向 左进行，得到氢氧化铝和含有大量氢氧化钠的母液。母液蒸发后再利 用溶解铝土矿，氢氧化铝经脱水焙烧后得到氧化铝。 溶出 Al2O3xH2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq 结晶版权所有氧化铝主要工序破碎破碎通常分为粗碎、中

6、碎、细碎三段。 所用设备：破碎机版权所有氧化铝主要工序湿磨湿磨：将铝土矿按配料要求配入石灰和循环母液并磨制成合格的原矿浆。 所用设备：球磨机、棒磨机等版权所有氧化铝主要工序预脱硅预脱硅：合格原矿浆经预脱硅加热槽加热100左右，在脱硅槽内常压脱硅6小时。与母液配比后由隔膜泵输送到高压溶出。 所用设备：预脱硅槽版权所有氧化铝主要工序溶出高温高压下，溶出铝土矿中的氧化铝水合物，制成铝酸钠溶液 使用设备：六级单套管预热器，预热压煮器、保温压煮器、闪蒸槽版权所有氧化铝主要工序稀释稀释浆液，以进一步脱出溶液中的硅，且更重要的是为了沉降分离赤泥和晶种分解创造了必要条件。 所用设备：稀释槽，底流泵，稀释泵等版

7、权所有氧化铝主要工序沉降分离赤泥稀释后的溶出浆液送入沉降槽处理，使铝酸钠溶液和赤泥分开。 使用设备：沉降槽，底流泵，溢流泵等版权所有氧化铝主要工序赤泥洗涤洗涤沉降分离出的赤泥浆，以回收赤泥中的氧化铝和碱。洗涤次数越多，有用成分损失越少。 所用设备:沉降槽，洗涤槽，底流泵，叶滤机，板式换热器版权所有氧化铝主要工序晶种分解将铝酸钠精液送入分解槽内，加入氢氧化铝晶种，搅拌降温使用发生反应析出氢氧化铝，并得到含有氢氧化钠的母液 所用设备：种分槽，晶种泵，立盘过滤机版权所有氧化铝主要工序煅烧在高温下将氢氧化铝的附着水和结晶水除掉，并使其发生晶形转变，以获取适合电解铝的氧化铝成品。 所用设备：焙烧炉，平盘

8、过滤机版权所有氧化铝主要工序蒸发种分母液需要在蒸发器中浓缩，以提高碱浓度，保持生产的循环体系中水量，使循环母液达到使用要求。 所用设备：蒸发器，母液泵版权所有氧化铝主要工序苛化在蒸发时还有一定的碳酸钠从母液中析出，将其分离出来用氢氧化钙苛化成氢氧化钠溶液，与蒸发母液一同送往湿磨配料。 版权所有氧化铝主要工序版权所有烧结法原理由碱、石灰和铝土矿组成的炉料经过烧结，使炉料中的氧化铝转为铝酸钠，碱液溶出得到铝酸钠溶液，净化后通二氧化碳气体进行碳分，得到晶体氢氧化铝。 Al2O3+Na2CO3=Na2OAl2O3+CO2 SiO2+2CaO=2CaOSiO2 Fe2O3+Na2CO3=Na2OFe2O

9、3+CO2 Na2OAl2O3+aq=2NaAl(OH)4+aq Na2OFe2O3+aq=2NaOH+Fe2O3H2O()+aq版权所有烧结法纯碱铝土矿料浆调整生料浆碳分母液重油氢氧化铝溶出晶种分解赤泥分离粗液硅渣分离软水脱硅洗涤氢氧化铝洗液烧结蒸发碳母弃赤泥蒸发熟料成品氧化铝破碎石灰石无烟煤配料湿磨焙烧碳酸化分解石灰乳煤粉重油精液硅渣种分母液氢氧化铝分离石灰煅烧赤泥洗涤水新蒸气CO2净化调整槽调整液赤泥洗液炉气晶种版权所有氧化铝联合法简介并联法 串联法 混联法低硅铝土矿高硅铝土矿石灰碳酸钠烧结溶出拜耳法溶出赤泥分离及洗涤 赤泥铝酸钠溶液叶滤精液硅脱叶滤混合精液赤泥分离及洗涤赤泥煅烧氢氧化铝

10、氢氧化铝分离及洗涤晶体分解种分母液蒸发及分解循环母液粗液氧化铝精液一水碳酸钠并联法版权所有串联法铝土矿赤泥分离及洗涤石灰石拜耳法溶出碳酸钠叶滤铝酸钠溶液赤泥混合精液氢氧化铝煅烧母液蒸发及分解氢氧化铝分离及洗涤晶种分解赤泥分离及洗涤氧化铝精液循环母液烧结脱硅及叶滤溶出赤泥一水碳酸钠版权所有混联法碳酸钠高硅矿石氢氧化铝分离洗涤蒸发碳分母液沉降及过滤氧化铝蒸发稀释及赤泥分离洗涤精液种分赤泥熟料溶出赤泥分离及洗涤脱硅及叶滤氢氧化铝种分母液煅烧氢氧化铝分离及洗涤烧结铝土矿石灰石煅烧高压溶出氢氧化铝种分蒸发母液钠盐精液碳分精液赤泥版权所有氧化铝主要设备侧式悬臂堆料机 皮带机 电机润滑 液压缸版权所有氧化铝

11、主要设备混匀取料机版权所有氧化铝主要设备胶带输送机 版权所有氧化铝主要设备球磨机版权所有氧化铝主要设备碱液泵版权所有氧化铝主要设备隔膜泵版权所有氧化铝主要设备化灰机版权所有氧化铝主要设备取料机版权所有氧化铝主要设备矿浆输送泵版权所有氧化铝主要设备立盘过滤机版权所有氧化铝主要设备热水泵 机械密封版权所有氧化铝主要设备石灰乳泵 机械密封版权所有氧化铝主要设备污水泵 机械密封版权所有氧化铝主要设备溢流泵 机械密封版权所有氧化铝主要设备石灰下料漏斗 磨穿 ARC版权所有氧化铝主要设备堆料机抬升缸 液压件版权所有氧化铝主要设备晶种泵 机械密封 电机润滑 轴承润滑版权所有氧化铝主要设备粗液泵 机械密封 A

12、RC 轴承润滑 电机润滑版权所有氧化铝主要设备皮带输送机 5505H 523版权所有氧化铝主要设备底流泵 机械密封 ARC O圈带EP版权所有氧化铝主要设备阀门 缠绕垫片 椭圆垫 AIG39B AIG36 版权所有氧化铝主要设备带式除尘器版权所有氧化铝主要设备棒磨机和球磨机 AIG693F 齿轮润滑 减速器油封 电机润滑 加脂器版权所有氧化铝主要设备破碎机 AIG1075C 版权所有氧化铝主要设备石灰炉 滚筒减速器 离心式高压鼓风机 电机 版权所有氧化铝成功应用设备： 破碎机锁紧缸，叶滤机液压缸； 球磨机减速机 沉降槽减速机，除尘减速机 天车减速机 溢流泵轴承座 赤泥泵，压煮器，沥青泵 溶出阀

13、门 污水泵 乳液泵 循环水泵应用： 液压气动 5505H 523 323I AIG标准油封 477、 1727 AIG29 AIG25 CMS2000版权所有氧化铝成功应用设备： 锅炉给水泵 蒸发阀门 碱液管道法兰，压煮器管道法兰 蒸发器法兰盖 破碎机液压缸链接螺栓 回转窑转动连接螺栓 球磨机转动连接螺栓 精液泵 沉降槽碟簧 应用： 1400UV 1600EN 缠绕垫片 AIG185-IM 693F 20813F 20813F AIG318I版权所有氧化铝成功应用设备： 底流泵电机，溢流泵电机 分解槽减速机，隔膜泵减速机 破碎机轴承座，立式搅拌器电机 隔膜泵电机 沉降槽渣浆泵 326盘根 换热

14、器 垫片 碟簧 种分叶滤机 526B 种子分解立式风机 ARC 清疤机 ARC应用： 615EN 600B AIG弹簧自动加脂器 AIG数码泵送加脂器 版权所有氧化铝成功应用设备： 焙烧工序 风机减速机 油封 过料灌的减速机 焙烧上下料口 39B垫片 螺旋输送机 ARC 蒸发器 39B垫片 苹果铝矿山核心设备四大车 液压件 推土机，挖机，运输机，破碎机 版权所有氧化铝成功应用泵，机械密封，盘根 白区：碱性 结晶 红区：渣浆 颗粒 红区和白区的方案： 双端面机械密封 CHESTERTON ZF密封 排渣器+单端面机械密封 CHESTERTON无水盘根 AIG无水排渣器项目定位是少水密封， 费用确

15、立，需要费用， 白区和红区后段： 机械密封集装式318S 分离式机械密封U7或R7 第二套方案： 介绍澳大利亚的机械密封还 是有水的 如果是无水的，还是需要很 特殊的机械密封的版权所有氧化铝推荐应用新产品白区和红区之间： 进口泵上 180机封 TC/TC EPDM 国产泵上 盘根23加17K-C排渣器 版权所有180 + 无冷却水后六个月氧化铝机械密封应用举例版权所有电解铝原理直流电通入电解槽，使溶解于电解质中的氧化铝在槽内的阴、阳两极发生电化学反应。在阴极电解析出金属铝，在阳极电解析出CO和CO2气体。铝液定期用真空抬包吸出，经过净化澄清后，浇铸成商品铝锭。阳极气体经净化后，废气排空，回收的

16、氟化物返回电解槽。电解槽温度控制在940-960。版权所有电解铝工艺直流电 铝锭 铸造 炭素材料 干法净化 电解槽 返回炭素生产线 废气排空 残极（预焙槽） 净化、澄清、铸锭 载氟氧化铝 铝液 氟化盐 氧化铝 冰晶石 烟气版权所有电解铝阳极工艺改质沥青石油焦残极块煅烧液体沥青煅后焦沥青熔化中焦破碎、筛分细焦粗焦粗残焦粉生碎、焙烧碎配料、混捏炭阳极细残成型废生块生块破碎焙烧导杆焙烧块废焙烧块组装破碎、筛分版权所有电解铝设备举例电解槽版权所有电解铝设备举例鼓风机 油封 加脂器版权所有电解铝设备举例打壳气缸版权所有电解铝设备举例炉门拉伸缸版权所有电解铝设备举例出铝气缸版权所有电解铝设备举例出铝头和打

17、壳头版权所有电解铝设备举例铸造车间保持炉版权所有电解铝设备举例铝液搅拌车版权所有电解铝设备举例炭素厂沥青泵版权所有电解铝设备举例炭素厂热油泵版权所有电解铝设备举例供料风机版权所有电解铝设备举例除尘风机版权所有电解铝设备举例悬链机构版权所有电解铝设备举例推动气缸版权所有电解铝设备举例冷却池 悬链机构版权所有电解铝设备举例生料库 版权所有电解铝设备举例抬升气缸版权所有电解铝设备举例链条输送辊道版权所有电解铝设备举例焙烧车间版权所有电解铝设备举例电解车间 多功能天车系统10台 每套系统中包含：倾斜油缸20台、阳极升降油缸10台、打壳机升降油缸10台、液压马达10台 密封件使用数量倾斜油缸40套/年，

18、阳极升降油缸100套/年、 打壳机升降油缸100套/年 打壳气缸，出铝气缸，下料气缸，带阀气缸合计约为5780台 罗茨风机、排烟风机、离心风机、反吹风机共约83台版权所有电解铝设备举例铸造车间 天车3台（每台12台减速机)、升降油缸4台、小车行走油缸4台、勾锭油缸4台、冷运机油缸4台、引锭钩升降气缸4台、旋转气缸4台、开闭夹具气缸8台、翻转气缸8台、上接收臂气缸4台、排锭气缸4台、夹紧气缸8台、击锤气缸4台、下接收臂气缸8台、船型溜槽气缸4台、打印气缸4台、 版权所有电解铝设备举例动力车间： 生产水泵、消防水泵、生活水泵、潜水泵、循环水泵、冷水泵、热水泵、合计约为40台左右。 版权所有热力车间

19、： 给水泵、蒸汽泵、软水泵、喷淋泵、循环泵、石灰乳泵、液下泵、补水泵、回水循环泵合计约24台。版权所有电解铝设备举例煅烧车间 风机13台 成型车间 斗式提升机7台、带式输送机7台、沥青泵7台、电磁振动给料机15台、风机2台 焙烧车间 堆垛天车6台、炭块夹具专用天车2台、板式输送机8台、链式输送机3台 组装车间 装卸站1台（法国）电解质清理机1台，残极抛丸清理机1台，残极压脱机1台，附导杆推进装置1台，磷铁环压脱机3台，附导杆推进装置1台，钢爪抛丸清理机1台，阳极浇铸机1台，破碎机5台，各类输送机17台版权所有电解铝成功应用举例设备： 电解槽打壳气缸 电解槽出铝气缸 电解槽下料气缸 多功能天车

20、伸缩油缸 抓斗气缸 减速机 钢缆 天车导轨应用： 气动密封件、693F、652 气动密封件、652 气动密封件、652 液压密封件 气动密封件 5505H、 787 693F、1075C版权所有电解铝成功应用举例设备： 净化车间排空阀气缸，反推气缸 铸造车间炉门升降油缸，拉锭油缸 铸造打印气缸 成型推块气缸，抬升气缸， 成型油缸等等 铸造炉门链条 成型车间悬链应用： 气动密封，652 液压密封 气动密封 液压气动密封 787、600A 601、715版权所有电解铝成功应用举例设备： 除尘风机,引风机5505H 回转窑 油封 碟簧 煅烧车间 大小回转窑 787 水泵24/28 提升油缸 液压件

21、空压机 AIG38 AIG1075C AIGO圈 循环水泵 AIG26盘根 加压泵 AIG26W 铸造车间 链条轴承座 加脂器 沥青清洗 AIG8033 热油泵AIG密封泥版权所有电解铝成功应用举例天车大小油缸：AIG密封件，AIG 加脂器 小合夹具：AIG787EN 残疾压脱机 693F 拉锭气缸、升降油缸 AIG液压件 堆垛天车 AIG加脂器 版权所有项目 电磁震动给料机 电解铝风机 动力车间水泵密封升级方案应用： 碟簧693F、1075C 5505H、615 加脂器 第三代机封，填料版权所有铝加工概述铝产量85%以上被加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、粉、自由锻件、模锻件、铸件、压铸

22、件、冲压件及深加工件等铝及铝合金产品。 1. 铸造成形法 利用铝合金的流动性和可填充性 2. 塑性成形法 利用铝合金的良好塑性 3. 深加工法 利用机械加工或电加工等版权所有铝加工方法 铝加工按照热处理方式分为：热加工、冷加工、温加工。 常见的热加工方法：热挤压、热轧制、热顶锻、模锻、半固态成型、连续铸轧、连铸连轧、连铸连挤等。 常见的冷加工方法：冷挤压、冷顶锻、管材冷轧、冷拉拔、板带箔冷轧、冷冲压、冷弯、旋压等。 温挤、温轧、温顶锻等。版权所有铝加工设备举例轧机版权所有铝加工铝工艺 热轧： 熔铸，板坯，管材， 轧机 轧辊，液压，主剪，联轴器，转运小车6150 压下液压缸，平衡油缸，锁紧油缸， 冷轧： 开卷，横切，纵切， 1、聪明的人有长的耳朵和短的舌头。 弗莱格 2、重复是学习之母。 狄慈根 3、当你还不能对自己说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉。 利希顿堡 4、人天天都学到一点东西，而往往所学到的是发现昨日学到的是错的。 B.V 5、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。 洛 克 6、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收