氧化铝生产计算手册.pdf
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氧化铝生产计算手册氧化铝生产计算手册氧化铝生产计算手册氧化铝生产计算手册(内部资料、注意保密)生产运行部技术科第1页共82页1目目目目录录录录第一章技术指标和工艺计算.5一.苛性比值k.5二.铝硅比A/S.5三.L/S和固含.5四压缩液固比(L/S)压.6五返砂率.6六.CaO/TiO2.7七.拜耳法溶出的配料.7八.碱比N/A+F.9九.钙比C/S.9十.石灰石分解率.10石灰石十一.石灰产出率Q石灰.10十二.石灰炉产CO2量VCO2.10十三.烧结法配料.11十四.矿石A/S的调配.13十五.料浆槽配料计算.13十六.拜耳法溶出率.15十七.拜耳循环效率.16十八.高压溶出热耗计算.17十九.原矿浆在高压溶出器机组内的停留时间T小时.18二十.拜耳稀释比.18二十一.拜耳法每小时洗液量计算.18二十二.高压赤泥产出率.19二十三.矿浆冲淡.20二十四.溶出过程反苛化量计算.21二十五.赤泥产出率修正系数K(未校对).21二十六.沉降产能计算.22二十七.精液产能计算.23二十八.拜耳法生产一吨Al2O3所需铝土矿的计算.25二十九.活塞泵排量Q(米3/小时).25三十.赤泥附碱损失N附(公斤/吨干赤).25三十一.叶滤机产能计算(仅供参考).26三十二.烧结窑小时蒸水量Q(吨/小时).26三十三.熟料标准溶出率A标、N标.26三十四.熟料的初溶出率和净溶出率.27三十五.调整液配制计算.27三十六.粗液产出率Q粗,米3/吨-熟料.29三十七.现场溶出及赤泥分离洗涤系统苛化量的推算.30三十八.脱硅效率s.30三十九.硅渣产出率Q硅渣(公斤/米3-粗液).31四十.脱硅前每米3粗液加种分母液量.31第2页共82页2四十一.精液产出率.32四十二.烧结法弃赤泥产量.33四十三.烧结法弃赤泥附液量.33四十四.赤泥洗涤热水加入量.33四十五.碳分分解率A.34四十六.碳分母液预计残留Al2O3浓度.34四十七.碳分过程中SiO2的沉淀率s.35四十八.碳分Al(OH)3产品质量(SiO2含量)的计算.35四十九.中和率NK().36五十.CO2吸收率CO2吸.36五十一.每米3精液在碳分过程中消耗的CO2量(米3).36五十二.种分分解率A().37五十三.分解Al(OH)3产量计算.37五十四.分解母液量计算.37五十五.空气搅拌空气消耗量计算.37五十六.过滤机产能计算.38五十七.过滤计算举例.38五十八.种子附液使种分原液k升高值的计算.40五十九.种子比的计算.41六十.种分槽体积浓缩和蒸水量.42六十一.种分母液蒸发时的蒸浓系数和蒸水量.43六十二.拜耳法、烧结法生产比例(未校对).44六十三.氢氧化铝和氧化铝的折合比.46六十四.Al2O3和Al(OH)3产量.46六十五.氧化铝总回收率.47六十六.碱耗及碱耗分布.47六十七.单耗及Al2O3与各中间产品折合比.49第二章常用参数及公式.50一常用元素原子量.50常用元素原子量表(表一).50二常用化合物原子量.50常用化合物原子量表(表二).50常用分子量比值(表三).51三各管径管道过料能力计算表.51各管径管道过料能力计算表(表四).51四固体物料的比重.52固体物料的比重(表五).52我厂实测各种固体物料比重表(未校)(表六).52五固体物料的容重.53松散物料的容重及安息角(表七).53郑州铝厂个别实测数据附录如下(表八).53六碱赤泥浆水份、比重对照表.53碱赤泥浆水份、比重对照表(贵铝数据)(表九).53七生料浆水份、比重对照表.54第3页共82页3生料浆水份、比重对照表(贵铝数据)(表十).54八生料浆水份与熟料折合比对照表.54生料浆水份与熟料折合比对照表(表十一).54九各种溶液比重计算公式和表格.55NaOH水溶液的比重(表十二).55NaOH水溶液的比重(表十三).55Na2CO3水溶液的比重(表十四).56Na2CO3水溶液的比重(表五).56不同温度下水的比重(表十六).57石灰乳浆液的比重(表十七).57硫酸的比重(15)(表十八).57石灰的溶解度表(表十九).58Na2OC浓度与K值的关系(表二十).58生产中各种铝酸钠溶液的比重及粘度(未校)(表二十一).59十固体物料的比热.60某些固体物料的平均比热(室温至t)(表二十二).60十一溶液的比热.62铝酸钠溶液的比重和比热的乘积与组份的关系(表二十三).62某些浓度的铝酸钠溶液的比热(根据马泽里的资料)(表二十四).62克原子热容表(单位:
千卡/公斤原子)(表二十五).63十二铝酸钠溶液的沸点升高.63苛性钠溶液的沸点升高(表二十六).64铝酸钠溶液的沸点升高(常压)(表二十七).64十三铝酸纳溶液中Na2Oc与Na2Os的平衡浓度.65Na2CO3在苛性钠溶液中的溶解度(表二十八).65铝酸钠溶液中苏打的溶解度*(95)(表二十九).65铝酸纳溶液中Na2Oc与Na2Os的平衡浓度(表三十).66十四燃烧热值、灰份含量及灰份组成.67燃烧热值、灰份含量及灰份组成(贵铝数据)(表三十一).67十五饱和水蒸气表(按压力编排).68饱和水蒸气表(按压力编排)(表三十二).68过热蒸汽热焓表i过热千卡/公斤(表三十三).69十六磨矿细度换算.71磨矿细度换算(表三十四).71十七常用离心泵性能.72离心式清水泵(未校)(表三十五).72BA型泵性能表(表三十六).72SH型泵性能表(表三十七).734DA85型泵性能表(表三十八).74GC型给水泵性能表(表三十九).744单轮离心泵性能表(表四十).75砂泵性能表(表四十一).75SP型砂泵清水性能表(表四十二).755PS泵性能表(表四十三).75第4页共82页4ZS-150泵性能表(表四十四).76MHB-2砂泵清水性能表(表四十五).76十八SZ型真空泵.76真空泵性能表(表四十六).76压缩机性能表(表四十七).77十九随水流量和管径而不同的速度和单位水头损失表.77随水流量和管径而不同的速度和单位水头损失表(表四十八).77二十压缩空气管计算表(表四十九).81第5页共82页5第一章第一章第一章第一章技术指标和工艺计算技术指标和工艺计算技术指标和工艺计算技术指标和工艺计算一一一一.苛性比值苛性比值苛性比值苛性比值kkkk是铝酸盐溶液的重要特性函数之一。
它是溶液中所含的苛性氧化钠与氧化铝分子数的比值。
k-102/62/322OAlONa苛645.1322OAlONa苛式中:
Na2O、Al2O3-分别为溶液中Na2O与Al2O3的含量,克/升;62、102-分别为Na2O与Al2O3的分子量。
从公式可见,苛性比值在数量上等于溶液中Na2O与Al2O3的重量比与系数1.645的乘积。
二二二二.铝硅比铝硅比铝硅比铝硅比A/SA/SA/SA/S是铝土矿、赤泥等固体物料或各种溶液中所含Al2O3和SiO2的重量比。
在固体物料中A/S=-%SiO%OAl100)()(232在各种溶液中A/S=-%lgSiOlgOAl100)/()/(232式中:
Al2O3()和SiO2()-分别为各种物料中Al2O3和SiO2的百分含量,;Al2O3(g/l)和SiO2(g/l)-分别为各种溶液中Al2O3和SiO2的浓度,g/l。
各种溶液的铝硅比A/S又叫硅量指数,脱硅所产精液中的A/S也又叫脱硅指数三三三三.L/SL/SL/SL/S和固含和固含和固含和固含L/S称液固比,即各种浆液中液体和固体的重量比。
固含为单位浆液体积内的固体含量,单位为克/升或公斤/米3L/S=-固含固含固体重固体重泥浆重浆=1000L/S=-)()液浆固浆固液第6页共82页6固含=1/1000/1000+=+SLSL浆固液液=-10001000/1=液固液浆固固液液浆式中:
为固体的比重为浆液的比重为液体的比重固浆液;四压缩液固比四压缩液固比四压缩液固比四压缩液固比(L/S)(L/S)(L/S)(L/S)压压压压取一定体积(如100厘米3)的泥浆经过一定时间静止压缩沉降后,压经赤泥中的液固比叫压缩液固比。
将公式中的浆换成压缩泥浆比重即得压缩液固比的公式:
(L/S)压=-)()液浆压固浆压固液式中:
压浆=-ll100100液浆压浆-压缩泥浆比重100L100-L压缩泥浆五返砂率五返砂率五返砂率五返砂率亦称分级返砂循环负荷率,是分级返砂量与分级溢流中固体量的比值。
设分级机溢流中固体量为Q,分级机返砂量为P,分级机给矿量为Q+P;分级机给矿(磨排矿)中所含某一粒级筛下的含量(或L/S)为a,分级返砂中所含同一粒级筛下的含量(或L/S)为b,分级溢流(成品)中所含同一粒级筛下的含量(或L/S)为c。
根据进出料平衡的原理,得:
Qc+Pb=(Q+P)aP=Qbaac所以,返砂率的公式为:
第7页共82页7-%baacQP100=入磨矿石分级给矿Q+P分级溢流Q分级返砂P必须强调指出,式中所指的返砂率是指分级返砂量与分级溢流中固体量的比值,分级返砂率也有指分级返砂量与分级给矿量之比值的,此时的返砂率恒小于1,可用下式表示:
S-%bcacQPP100=+另外必须注意,在高压溶出矿浆磨制过程中,分级机溢流中的固体量几乎等于入磨混矿给矿量(因溶出量甚微),所以按式算出的返砂率也是返砂量与入磨混矿量之比值。
而在熟料溶出过程中,因熟料中的Al2O3量绝大部分已经溶出,所以分级机溢流中的固体量不等于入磨熟料量,按计算的返砂率不等于返砂量与入磨熟料量之比值。
六六六六.CaO/TiOCaO/TiOCaO/TiOCaO/TiO2222是CaO与TiO2的分子比。
(分子式外面加,表示克分子或分子数)43.180/56/222=TiOCaOTiOCaOTiOCaO式中:
CaO、TiO2-分别为矿石或赤泥中CaO和TiO2的百分含量,当CaO/TiO2=2时,CaO=21.43TiO2=1.4TiO2当CaO/TiO2=2.5时,CaO=2.51.43TiO2=1.75TiO2七七七七.拜耳法溶出的配料拜耳法溶出的配料拜耳法溶出的配料拜耳法溶出的配料1高压溶出的配料设循环母液中Na2OK浓度为nK克/升,Al2O3浓度为a克/升;矿石中的Al2O3含量为A,SiO2含量为S,TiO2含量为T;当溶出以后的k=1.645时,则母液中的有效碱浓度为nK-a;如预期溶出赤泥中的A/S=b,N/S=d,则:
第8页共82页8每1000公斤铝矿石中将有(A-bS)10公斤Al2O3进入溶液,需配碱(A-bS)10公斤赤泥中损失碱10dS公斤共需配循环母液310米+andSbSAK即-吨母10+andSbSAK式中:
母-循环母液之比重当CaO/TiO2=2.5时,一吨矿石需配入石灰1.75T/C吨式中:
C-石灰CaO的含量,所以配料L/S=-)75.11(10CTandSbSAK+母这就是当溶出液k=1.645时的配料公式在现行配料中,把公式作了如下简化:
1.设母液比重1.42.设石灰添加量为矿石量的10,即1.75T/C=0.13.根据操作规程要求k=1.531.62,A/S=1.82.2将公式中bS和dS简化为一个系数K,K=0.80.9,因此配料公式为:
L/S=-anAKKanAKK=7.121.14.110说明:
如矿石中Al2O3含量为70、SiO2为7、TiO2为4,则公式中的A=70、S=7、T=4;石灰加入量为矿石量的10,CaO与TiO2的分子比大于2.5;生产上可按K=0.85计算,编算配料单,并定时根据溶出矿浆k高于或低于指标规定值的情况,在0.80.9的范围内以减少或增大K值(一般说,矿石A/S较高时,其K值偏小
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