氧化铝生产物料平衡计算运算样本.doc

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 主要生产技术指标1） 产品为一级品氧化铝（国标）：Al2O3不低于%，本设计取：Al2O3为99%2） 铝土矿的化学组成（%） Al2O3 Fe2O3 SiO2 TiO2 CO2 灼减 其它 合计 水分 100 3） 石灰的化学组成（%）CaOT CO2 其他 合计 1004） 氧化铝实际溶出率：%，总回收率取：84%5） 石灰添加量占干铝土矿量的8%6） 碱耗：58㎏ 补碱组成（g/L）Na2Ok Na2Oc CO2 密度：1440 ㎏/m3 7） 循环母液的组成（g/L）Na2Ok Al2O3 Na2Oc CO2 Na2OT 密度： g/㎝3230 20 250 = 8） 铝酸钠溶液组成（g/L）Na2Ok Al2O3 Na2Oc CO2 密度：1303 kg/m3 150 =9） 沉降分离槽底流L/S =，末次洗涤槽底流 L/S =10）弃赤泥液相中Na2O的含量（浓度）：L11）溶出后的赤泥的A/S=， N/S=12）溶出过程浓缩率：8%13）晶种分解中种子比为，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~吨/吨-AH，氢氧化铝滤饼的含水量为%15）蒸发中，Na2CO3·H2O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% 物料平衡计算 损失计算根据原始数据，该铝土矿的铝硅比A/S＝÷＝，故理论溶出率η理 ＝×100%＝×100%＝%实际溶出率η实 ＝×100%＝×100%＝%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84%。

在氧化铝的产出率为%的条件下，如果制取1吨含有990公斤成品氧化铝，则需要：990÷（×）＝干铝土矿其中应含有氧化铝：×%＝因而，氧化铝的总损失量：－990＝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%即 为：%×＝ 相当与损失干铝土矿：÷%＝则进入湿磨工序的干土矿：－＝干石灰量为：×8%＝湿磨过程中Al2O3的损失与破碎时相同，即只有：×相当于铝土矿为÷%＝则送溶出的原矿浆矿石量为：－＝送溶出的铝土矿中含， kg： Al2O3 ： ×＝Fe2O3 ： ×＝SiO2 ： ×＝TiO2 ： ×＝CO2 ： ×＝灼减 ： ×＝其它： ×＝ 合计： 附着水： ×＝而送溶出的石灰中含， kg：CaO： ×＝CO2： ×＝其它： ×＝总计： 表 Al2O3和Na2O的损失量损失项目Al2O3Na2O（公斤）占铝土矿中%公 斤破碎及储存/湿磨赤泥不溶解形式赤泥溶解形式水解/分解蒸发及析出苏打石灰乳渣焙烧合计58需要加入的苛性碱为：58÷（＋）＝ 或×1440＝苛性碱带入， kg ： Na2O ： 58kg CO2： ×＝ H2O（按差值计）：－58－＝ 赤泥的组成， kg：Al2O3：×＝ （赤泥A/S＝）Na2O：×＝ （赤泥N/S＝） Fe2O3： SiO2： CaO： TiO2： 其它：＋＝ 未计入灼减的赤泥量为： ＋＋＋＋＋＋＝灼减的计算如下：（1）若赤泥中的SiO2以的形式存在，那么结合： ×102÷（×60）＝ Al2O3×36÷（×60）＝ H2O（2）若赤泥中的CaO以的形式存在，那么结合：×18÷80＝ H2O （3）在（1）中剩余的Al2O3，若在赤泥中以形式存在，那么－＝结合 ×6×18÷102＝ H2O（4）若%的Fe2O3在赤泥中以Fe（OH）3形式存在，则：×%×54÷160＝ H2O由此可得灼减为： ＋＋＋＝总赤泥量为＋＝ 若包括水解损失的 Al2O3 则结合×54÷102=的H2O.此时总赤泥量为＋＋＝Na2O的化学损失稍低于在组成为时同 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Al2O3有，当＝时，相应地含有 Na2Ok，则有故：××x＝×1000，解即得弃赤泥中Na2O含量为l循环溶液计算分解过程中氧化铝的分解率： 因此，进入分解的铝酸钠溶液中含Al2O3：（990＋）÷＝如果分解过程中无机械损失，则留于母液中的Al2O3： －990－＝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－－－＝当＝时，其所含的为×÷＝量为的8%，即：×100%＝8%则:＝ ＝20g/l因此CO2:20×44÷62=l 循环母液的体积为：÷230＝循环母液中Al2O3为：÷＝l ＝ cm (其中NaOH的密度为 g/l)则循环溶液重量为： ×1348＝： ×20＝138kgCO2： 138×44÷62＝则H2O：－－－138－＝原矿浆量＝铝土矿重量＋石灰重量＋苛性碱重量＋循环母液 ＝＋＋＋－＝式中 ——磨矿时的损失，kg溶出时矿浆浓缩率为8%，即:×8%＝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 高压溶出平衡进，kg出，kg铝土矿溶出浆液Al2O3Al2O3Fe2O3Na2OT SiO2Fe2O3TiO2SiO2CO2TiO2其他CaO灼减CO2H2O其他合计灼减石灰H2OCaO合计CO2浓缩水量其他①未计入湿磨损失合计苛性碱Na2OkNa2OcCO2H2O合计循环母液Al2O3Na2OkNa2Oc138CO2H2O合计总计合计浆液的稀释和沉降稀释后的赤泥浆液的溶液中，Na2Ok的浓度为150g/l。

当＝时，其Al2O3浓度为：150×÷＝当＝时， Na2Oc的浓度为＝－150＝lCO2的浓度为＝×44÷62＝l则 ＝cm (其中NaOH的密度为 g/l)则H2O的浓度为： 1303－－－150－＝l根据带走的铝酸钠溶液： ×＝铝酸钠溶液的组成见表3．3表3．3 铝酸钠溶液的组成组成浓度Al2O3l%Na2Ok150g/l%Na2Oc g/l%CO2 g/l%H2O g/l%合计1303 g/l100%此溶液中含有 Al2O3 ： ×＝ Na2Oc： ×＝ Na2Ok： 　×＝ CO2： ×＝ H2O： ×＝随同弃赤泥的附液，损失 Al2O3和 Na2OT，其中有 Na2Ok和 Na2OC，水解损失 Al2O3和 O则进入稀释时，一次洗液中含有， kg：Al2O3： －－＝Na2Ok： －＝Na2OC： －＝CO2： －×44÷62＝H2O（按差值计）： 总计： 溶出溶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值来计算。

在铝酸钠溶液中，每 Al2O3占有（见表3．3）则：－＋＝ 时Al2O3占有的含水量为×÷＝式中：为溶出浆液中Al2O3含量，kg 为赤泥中Al2O3含量，kg 为一次洗液中Al2O3含量，kg洗水中的水量为：＋－－＝式中：为铝酸钠溶液中的H2O量 为赤泥的灼减 溶出浆液的灼减（表3．2） 溶出浆液中的H2O量（表3．2）根据计算得出的赤泥浆液稀释分离和赤泥洗涤的物料平衡表见表3．4~6表3．4 赤泥溶液稀释平衡进kg出kg溶出浆液（表2）赤泥Al2O3Al2O3Na2OTNa2OTFe2O3Fe2O3SiO2Ti2OTi2OSiO2CaOCaOCO2其他其他灼减灼减合计H2O铝酸钠溶液（按差值计）合计Al2O3洗水Na2OkAl2O3Na2OCNa2OkCO2153Na2OCH2OCO2合计H2O合计总计总计表 赤泥浆液分离平衡进kg出kg稀释后的赤泥浆液：赤泥赤泥（表4）赤泥附液铝酸钠溶液Al2O3Al2O3Na2OkNa2OkNa2OCNa2OCCO2CO2153H2OH2O合计合计去分解的精液（按差值算）Al2O3Na2OkNa2OCCO2H2O合计总计总计表 赤泥洗涤平衡进kg出kg赤泥（未计水解）（表5）赤泥（计入水解量）粗液（赤泥附液）（表5）弃赤泥中的液相Al2O3Al2O3Na2OkNa2OkNa2OCNa2OCCO2CO2H2OH2O合计合计新洗涤用水稀释用洗水（按差值）Al2O3Na2OkNa2OCCO2H2O合计总计总计 铝酸钠溶液的分解加入精液晶种分解工序的中，仍有留在母液中（表3．2）分解，蒸发和苏打苛化共损失了＋＋ ＝ Al2O3（表3．1），因此以Al（OH）3形态析出：－（＋）＝ Al2O。