氧化铝生产物料平衡计算样本.docx

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）：Al2O3不低于98.6%,本设计取： AlO 为 99%232)铝土矿的化学组成（%）AlO FeO SiO2 3 2 3 2TiO CO 灼减22其它 合计水分65.86 6.17 6.963.19 1.36 14.581.88 1002.883)石灰的化学组成（%）CaO CO 其他T2合计83.60 6.05 10.351004)氧化铝实际溶出率：86.2（5%,总回收率取：84%5)石灰添加量占干铝土矿量的8%6)碱耗：58 kg补碱组成（ g/L）NaO NaO CO2 k 2 c 2438.8 7.2 5.17)循环母液的组成（g/L）NaO2kAlO23NaO CO NaO2 c 2 2 T230118.220 14.2 250ak — 3.28)铝酸钠溶液组成(g/L)NaO2kAlO23NaO CO2 c 2密度： 1303 kg/m3150170.1717.58 12.48a =1.45k9） 沉降分离槽底流L/S =3.0,末次洗涤槽底流10） 弃赤泥液相中Na2O的含量（浓度）：11） 溶出后的赤泥的A/S=1.3, N/S=0.312） 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 =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7.15） 蒸发中，Na2C03・屯0带走的循环母液量为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 = 65.86三6.96=9.46，故A 一 S 65.86 — 6.96理论溶出率 n = X100%= X100%=89.43%理 A 65.86(A / S) - (A / S) 9.46 -1.3实际溶出率n = 矿 赤 X100%= X100%=86.26%实 (A / S) 9.46矿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 三（0.84X0.6586）=1789.51kg 干铝土矿其中应含有氧化铝：1789.51X65.86%=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 。

卩为:0.2%X1178.57=2.36kg相当与损失干铝土矿：2.36三65.86%=3.58kg则进入湿磨工序的干土矿：1789.51 —3.58=1785.93kg干石灰量为：1785.93X8%=142.87kg湿磨过程中Al2O3的损失与破碎时相同，即只有：0.2X 1178.57kg相当于铝土矿为2.36三 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：Al O :2 31782.35X0.6586=1173.85Fe O :2 31782.35X0.0617=109.97SiO :21782.35X0.0696=124.05TiO :21782.35X0.0319=56.86CO :21782.35X0.0136=24.24灼减：1782.35X0.1458=259.87其它：1782.35X0.0188=33.51合计：1782.35附着水：1782.35X0.0288 = 51.33而送溶出的石灰中含， kg：CaO：142.87X0.8360=119.440CO : 142.87X0.0605 = 8.642其它：142.87X0.1035=14.79总计：142.87表 3.1 AlO 和 NaO 的损失量2 3° 2 ■ .损失项目2Na O2 （公斤）占铝土矿中％公斤破碎及储存0.202.36/湿磨0.202.361.00赤泥不溶解形式13.68161.2737.22赤泥溶解形式0.303.533.38水解0.505.89/分解0.252.956.24蒸发及析出苏打0.172.004.10石灰乳渣0.303.534.03焙烧0.404.712.03合计16.00188.5758需要加入的苛性碱为：58三（438.8 + 7.2）=0.130m 3 或 0.130X 1440= 187.20kg 苛性碱带入， kg :NaO ： 58kg2CO： 5.1X0.130=0.66kg2HO （按差值计）:187.20 — 58 — 0.66=128.54kg 赤泥的组成， kg：Al O : 124.05X1.3 = 161.27 （赤泥 A/S=1.3）23N^O： 124.05X0.3 = 37.22 （赤泥 N/S = 0.3）FeO ： 109.97 23SiO ： 124.052CaO： 119.44TiO ： 56.862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SiO以Na0.Al0.1.7Si0.2H0的形式存在，那么124.05kgSi0结合：2 2 2 3 2 2 2124.05X102三(1.7X60)=124.05kg Al O23124.05X36 三(1.7X60)=43.78kg HO2(2) 若赤泥中的CaO以CaO.TiO.HO的形式存在，那么56.86kgTiO结合：56.86X 18 三 80=12.79kg HO2(3) 在(1)中剩余的Al O ,若在赤泥中以3CaO.AlO.SiO.6HO形式存在，那么161.272 3 2 3 2 2-124.05 = 37.22kg 结合 37.22X6X 18三 102 = 39.41kg HO(4) 若1.8%的Fe^O在赤泥中以Fe (OH) 3形式存在，贝V：109.97X 1.8%X54 三 160 = 0.67kg HO2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 A^O 则结合5.89X54三102=3.12Kg的HO.此时总赤泥量为 753.76+5.89 + 3.12 = 762.77kgNa O的化学损失稍低于在组成为Na O.Al O.2SiO.2H O时同124.05kg SiO相结合的Na O, 2 2 2 3 2 2 2 2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Al O有3.53kg，当| =1.45时，相应地含有3.38kg2 3 kNaO，则有 3.11kgNaO2 k 2 T故：762.77X 1.2Xx = 3.38X 1000，解即得弃赤泥中 Na?含量为 3.693g/l3.2.2 循环溶液计算a 1.45分解过程中氧化铝的分解率：（1 一于）x 100% = 1 - = 54.69%a 3.2m因此，进入分解的铝酸钠溶液中含AlO : （990+4.71）F0.5469=1818.82kg如果分解过程中无机械损失，则留于母液中的Al O :231818. 82 —990—4.71 = 824.11kg如果考虑到Al2O3分解，蒸发和苏打苛化时的损失，则循环溶液中Al2O3为824.11—2.95—2.00 —3.53 = 815.63kg当a =3.2 时，其所含的Na O 为 815.23X3.2三 1.645= 1586.64kgNa O2 CNa O + Na O2 C 2 KX 100%= 8%m 2 KNa O 量为 Na O 的 8%，即：2 C 2 T8 8则：Na 2 OC = Na 2 OKx 92 二 230 x 92 =20g/l 因此 C02:20X44-62=14-2g/l循环母液的体积为：1586.64三230 = 6.90m 3循环母液中 AlO为：815.63^6.90=118.2g/ld = (^waOH )2 + .'( £nooh )2 + 0.0009A + 0.00142N + 0.001865N2 V 2 k c=1.348g/cm3 （其中 NaOH 的密度为 1.263 g/l）则循环溶液重量为： 6.90X1348=9301.2kgNa O ： 6.90X20=138kg 2CCO : 138X44三62 = 97.94kg2则 HO： 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 Na O 的损失， kg2溶出时矿浆浓缩率为8%，即：11463.95X8%=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 高压溶出平衡进，kg出，kg铝土矿溶出浆液Al 02 31173.85Al O2 31989.48FeO2 3109.97NaO2 T1782.64SiO2124.05FeO2 3109.97TiO256.86SiO2124.05CO224.24TiO256.86其他33.51CaO119.44灼减259.87CO2131.48HO251.33其他48.3合计1833.68灼减259.87石灰HO25925.74CaO119.44合计10547.83CO28.64浓缩水量917.12其他14.79①未计入湿磨损失1.00kg合计142.87苛性碱Na Ok257.07Na Oc20.93CO20.66HO2128.54合计187.20循环母液Al 。