摘要：進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，伴隨著行業(yè)科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的技術(shù)水平也有了很大的提高。筆者在我國豫西地區(qū)某大型氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)就職多年，本文將結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)從多個(gè)方面分析拜耳法生產(chǎn)氧化鋁流程的物流對能耗的影響，以期供廣大生產(chǎn)一線及科研領(lǐng)域同仁共同參考。

關(guān)鍵詞：拜耳法；氧化鋁生產(chǎn)；能耗

近年來，以筆者所就職的三門峽義翔鋁業(yè)有限公司為代表的能源企業(yè)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的支撐。由于氧化鋁的需求量不斷增大，拜耳法生產(chǎn)氧化鋁流程的物流對能耗的影響問題得到了廣泛關(guān)注。雖然我國在此方面取得了一定的成績，但依然存在一些問題和不足需要改進(jìn)。在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的新時(shí)期，加強(qiáng)物流對能耗影響的研究，對我國拜耳法生產(chǎn)氧化鋁流程有著重要意義。

一、拜耳法生產(chǎn)流程中有機(jī)物的來源及影響拜耳法生產(chǎn)能耗的因素

（一）拜耳法生產(chǎn)流程中有機(jī)物的來源

拜耳法鋁酸鈉溶液中的有機(jī)物主要來源于鋁土礦，鋁土礦中尤其是三水鋁石礦和一水軟鋁石礦中含有萬分之幾至千分之幾的有機(jī)物，這些有機(jī)物雜質(zhì)在溶出過程中與堿作用進(jìn)入溶液，并在流程中循環(huán)累積；有機(jī)添加劑。在氧化鋁生產(chǎn)過程中，需要添加一些有機(jī)添加劑優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)，主要有赤泥分離洗滌過程中添加的高分子絮凝劑，種分過程中的消泡劑和結(jié)晶助劑，氫氧化鋁分離洗滌過程中加入脫水劑等；空氣中的CO2與堿液作用會(huì)形成微量有機(jī)物；選礦拜耳法中的有機(jī)浮選劑。由于鋁石型鋁土礦采用浮選方法獲得高鋁硅比選精礦的過程中，使用了多種浮選藥劑，部分有機(jī)藥劑會(huì)隨著鋁精礦進(jìn)入生產(chǎn)流程。

（二）影響拜耳法生產(chǎn)能耗的因素

在拜耳法生產(chǎn)中，鋁土礦的鋁硅比對堿耗影響十分明顯，對能耗也有一定影響。能耗是拜耳法生產(chǎn)主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前，拜耳法生產(chǎn)的能源費(fèi)用占生產(chǎn)費(fèi)用的23%-25%。隨著能源價(jià)格的不斷上漲，世界各國的氧化鋁廠都向著節(jié)省能耗、降低生產(chǎn)成本的方向發(fā)展。因此，進(jìn)一步分析各種生產(chǎn)因素對拜耳法生產(chǎn)能耗的影響具有實(shí)際意義。影響拜耳法生產(chǎn)能耗的因素很多，主要包括：鋁土礦的礦物形態(tài)、鋁土礦的品位；拜耳法溶出的工藝條件（如溶出溫度、循環(huán)母液濃度、溶出液Ak等）；生產(chǎn)過程的蒸發(fā)水量；溶出、蒸發(fā)和氫氧化鋁焙燒的裝置水平等。因此，降低拜耳法生產(chǎn)能耗應(yīng)從多方面著手。

二、生產(chǎn)能耗情況現(xiàn)狀分析

拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的工藝相對來說能耗較低，但是其占成本的比例也在26%左右，因此，降低氧化鋁生產(chǎn)的能耗是生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)。本文將結(jié)合筆者所就職企業(yè)的第二氧化鋁廠進(jìn)行分析。

（一）歷年來氧化鋁能源消耗

第二氧化鋁廠投產(chǎn)之初，其工藝能耗達(dá)到769.22kgce/t-Al2O3。經(jīng)過幾年的努力，在加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和能源管理的同時(shí)，不斷加大對生產(chǎn)的科技投入，從而大幅度降低了工藝能耗，到2010年已經(jīng)降到了344.54kgce/t-Al2O3，建廠以來各年的能源消耗整體呈下降趨勢（統(tǒng)計(jì)圖表略）。

（二）拜耳法生產(chǎn)工藝能耗分布

在拜耳法生產(chǎn)過程中，能源消耗包括水、電、汽、油等，但主要表現(xiàn)在電汽的消耗上。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，近三年第二氧化鋁廠各類工藝消耗中，電汽的消耗分別占到了總工藝能耗的10.41%和89.58%，要想降低能耗就必須從降低電和汽的消耗入手，要通過加強(qiáng)管理、加大科技投入來節(jié)約能源。

三、拜耳法氧化鋁生產(chǎn)流程的實(shí)際物流圖及其能耗分析

（一）實(shí)際流程中含氧化鋁物料的流動(dòng)情況十分復(fù)雜

運(yùn)用基準(zhǔn)物流圖進(jìn)行能耗分析工作，大致可按以下3步進(jìn)行：第一，以某廠氧化鋁生產(chǎn)流程為對象，收集統(tǒng)計(jì)期內(nèi)有關(guān)的物流和能耗數(shù)據(jù)，弄清各股物流的來龍去脈，以1t氧化鋁為計(jì)算基準(zhǔn)，繪制該流程的實(shí)際物流圖。第二，以實(shí)際物流圖為依據(jù)，構(gòu)筑生產(chǎn)流程的基準(zhǔn)物流圖；對照基準(zhǔn)物流圖，分析實(shí)際物流對能耗的影響。第三，對照基準(zhǔn)物流圖，分析物流對能耗的影響，就是要定量地確定偏離基準(zhǔn)物流圖的各股物流對折合1t氧化鋁的的能耗的折合比、工序能耗以及每噸氧化鋁能耗的影響。

（二）拜耳法流程中物流對能耗影響的分析實(shí)例

下面以某工廠為對象，具體分析拜耳法生產(chǎn)氧化鋁流程的物流對能耗的影響。設(shè)實(shí)際拜耳法流程中，壓煮溶出和管道化溶出的生產(chǎn)比例分別為a1，a2（a1+a2=1），則根據(jù)氧化鋁生產(chǎn)流程基準(zhǔn)物流圖的概念，可繪出拜耳法流程的基準(zhǔn)物流圖。

（三）能耗計(jì)算和分析

1.壓煮溶出和管道化溶出生產(chǎn)氧化鋁的能耗比較

在實(shí)際物流圖中，通過礦漿制備工序所消耗的蒸發(fā)母液和石灰量，可間接地將石灰煅燒和蒸發(fā)2道輔助工序聯(lián)系進(jìn)來。這樣，根據(jù)實(shí)際物流圖中各工序能耗和折合比的數(shù)值，可分別計(jì)算出用壓煮溶出工藝和管道化溶出工藝生產(chǎn)1t氧化鋁的能耗E1和E2（包括石灰煅燒和蒸發(fā)2道輔助工序在內(nèi)的所有工序）。可見，為了生產(chǎn)1t氧化鋁，用壓煮溶出要比用管道化溶出多耗能6.935GJ。因此，為了降低每噸氧化鋁能耗，應(yīng)盡可能增加管道化溶出的比例，降低壓煮溶出的比例。

2.每股物流對工序能耗和折合比的影響

影響各工序的工序能耗和折合比的物流共有7股?；鶞?zhǔn)折合比加上各股物流對折合比的影響總量，正好等于實(shí)際折合比。工序能耗也滿足這樣的關(guān)系。在實(shí)際生產(chǎn)中可以發(fā)現(xiàn)，這些股物流有的只影響工序能耗，如礦漿制備損失，只增加該道工序的工序能耗；有的既影響工序能耗又影響折合比，如焙燒損失，既增加了焙燒工序的工序能耗，又增加了其前面各道工序的折合比。

四、結(jié)論及建議

綜上所述，本文用基準(zhǔn)物流圖研究法分析了拜耳法流程中物流對能耗的影響。在氧化鋁生產(chǎn)流程中，凡是由某工序向外界輸出或返回上游工序處理的含氧化鋁物料，必增大該工序及上游工序的實(shí)物產(chǎn)量，從而增大每噸氧化鋁能耗，而且越是后部工序，耗能越多。

（作者單位：三門峽義翔鋁業(yè)有限公司分解蒸發(fā)車間）

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