詹海英，王 濤

（山東淄博中鋁山東分公司，山東 淄博 255051）

第二氧化鋁廠是我國(guó)第一家使用進(jìn)口三水鋁土礦采用低溫拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的企業(yè)，氧化鋁生產(chǎn)流程具有流程長(zhǎng)、工序多、連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程的控制水平遠(yuǎn)落后其他行業(yè)的控制水平。初期該廠主要使用的礦石主要是印尼生產(chǎn)的鋁土礦[1]。我們通過(guò)大量的研究和實(shí)驗(yàn)，在配料、溶出單元實(shí)施智能化控制，對(duì)溶出液ak和調(diào)配液NK實(shí)行在線監(jiān)測(cè)，通過(guò)優(yōu)化配料控制系統(tǒng)，支撐配料自動(dòng)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，促進(jìn)溶出高效穩(wěn)定運(yùn)行，提高全流程的工藝自動(dòng)測(cè)水平和智能化控制水平，實(shí)現(xiàn)了指標(biāo)的優(yōu)化，增強(qiáng)了企業(yè)的盈利能力[2]。

1 在線控制系統(tǒng)在配料指標(biāo)實(shí)施的現(xiàn)狀

氧化鋁生產(chǎn)需要一個(gè)穩(wěn)定的原料供應(yīng)系統(tǒng)，鋁土礦和調(diào)配液等原料成分和特性的波動(dòng)會(huì)對(duì)后續(xù)工序造成較大影響，造成工藝指標(biāo)惡化、生產(chǎn)操作困難、生產(chǎn)流程不暢。因此原料磨制是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，它起著承上啟下的作用。在溶出過(guò)程有兩個(gè)重要指標(biāo)：一是生產(chǎn)過(guò)程操作穩(wěn)定化，以便獲得赤泥A/S較低，溶出液有較高的溶出效果；二是溶出生產(chǎn)過(guò)程的最佳化，以便最大限度的降低生產(chǎn)成本，尤其是溶出過(guò)程的熱耗[3]。為此溶出液ak和溶出率作為拜耳法生產(chǎn)氧化鋁關(guān)鍵性指標(biāo)，作為“龍頭”指標(biāo)，其穩(wěn)定性直接影響拜耳工藝流程的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。

首先，溶出液ak控制過(guò)高造成系統(tǒng)循環(huán)效率降低，物料流量增大，固定加工費(fèi)用升高。1kg循環(huán)效率影響氧化鋁成本約為3元左右。第二，溶出液ak過(guò)低，礦石溶出不充分跑生料，造成礦石消耗升高。第三，溶出ak對(duì)于分解系統(tǒng)分解率的控制及產(chǎn)品質(zhì)量起到至關(guān)重要作用。低分解原液ak可為分解系統(tǒng)提供較高的分解動(dòng)力，有利于分解率的提高；穩(wěn)定的分解原液ak是產(chǎn)品粒度穩(wěn)定控制的先決條件。

目前，由于氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程溶出液等溶液中的化學(xué)成分分析主要是人工分析樣品，從樣品取回到分析出結(jié)果需3小時(shí)左右，導(dǎo)致調(diào)整的滯后，給ak的穩(wěn)定控制帶來(lái)較大被動(dòng)。基于此，為提高溶出ak穩(wěn)定性，有必要開(kāi)展ak、及調(diào)配液NK濃度的在線分析，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控溶液ak變化，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)控。有利于提高ak合格率，降低系統(tǒng)損失。

2 在線控制系統(tǒng)在配料指標(biāo)具體實(shí)施內(nèi)容

在氧化鋁配料、溶出工序生產(chǎn)過(guò)程中主要關(guān)鍵指標(biāo)是調(diào)配液NK和溶出ak這兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，我們通過(guò)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)對(duì)比在拜耳法生產(chǎn)氧化鋁流程中低溫溶出條件下，主要實(shí)施了以下在線檢測(cè)：

（1）在蒸發(fā)母液槽出料泵處安裝NK在線分析儀，對(duì)蒸發(fā)母液NK指標(biāo)實(shí)施在線監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)原液、蒸發(fā)母液和液堿等物料的自動(dòng)調(diào)配，通過(guò)即時(shí)數(shù)據(jù)的輸出，使循環(huán)母液NK指標(biāo)能夠更準(zhǔn)確的調(diào)配好，進(jìn)一步降低循環(huán)母液指標(biāo)波動(dòng)頻率和范圍，確保摻配NK指標(biāo)滿足生產(chǎn)需要，穩(wěn)定配料中溶液的成份。

圖1 礦磨系統(tǒng)流程圖

（2）在溶出保溫管末罐處安裝ak在線分析儀對(duì)溶出液成份進(jìn)行在線檢測(cè)，該數(shù)據(jù)以電導(dǎo)率形式輸出，通過(guò)對(duì)一段時(shí)間電導(dǎo)率和分析ak數(shù)據(jù)擬合確定最佳系數(shù)比，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率的信號(hào)輸出，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)液固比進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到對(duì)溶出液ak的控制。

（3）在實(shí)驗(yàn)室模擬生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)進(jìn)廠礦石進(jìn)行溶出試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)礦石和調(diào)配液4種不同液固比摻配，分別作溶出試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室溶出數(shù)據(jù)，確定最佳液固比控制參數(shù)。

3 在線控制系統(tǒng)在配料工序?qū)嵤┖笾饕Ч?/h2>

1、通過(guò)調(diào)配液NK和溶出液ak指標(biāo)的在線監(jiān)測(cè)，縮短了職工調(diào)控生產(chǎn)的時(shí)間，可以根據(jù)生產(chǎn)原料的變化迅速調(diào)整，及時(shí)扭轉(zhuǎn)指標(biāo)，消除了因分析時(shí)間長(zhǎng)帶來(lái)的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)了磨礦系統(tǒng)智能化配料，提高氧化鋁生產(chǎn)工藝的智能化水平，支撐配料自動(dòng)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，促進(jìn)溶出高效穩(wěn)定運(yùn)行。溶出液ak合格率提高至95%。

（1）2018年初，ak在線分析儀成功在原料、溶出工序應(yīng)用，溶出ak合格率比使用前提升了23.58%。原來(lái)0.1的范圍合格率89%，現(xiàn)在0.03的范圍合格率95%。

圖2 ak在線分析數(shù)據(jù)與化驗(yàn)室對(duì)比折線圖

（2）2018年下半年，NK在線分析儀成功在蒸發(fā)工序應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了調(diào)配液NK值的自動(dòng)調(diào)控，調(diào)配液合格率比使用前提升了4.53%。

圖3 NK在線分析儀參數(shù)顯示界面

2、效益測(cè)算。經(jīng)測(cè)算通過(guò)溶出在線系統(tǒng)的實(shí)施，溶出液ak合格率的到明顯的上升，由71.42%提高至95%，由提高ak合格率使得循環(huán)效率得到明顯提高，計(jì)算效益為318.46萬(wàn)元/年；減少ak低跑可提高效益198.5萬(wàn)元/年。

4 結(jié)語(yǔ)

在氧化鋁生產(chǎn)中如何實(shí)驗(yàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，龍頭流程配料指標(biāo)的穩(wěn)定尤為重要，本文通過(guò)調(diào)配液NK和溶出液ak指標(biāo)的在線監(jiān)測(cè)，縮短了職工調(diào)控生產(chǎn)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了磨礦系統(tǒng)智能化配料，提高氧化鋁生產(chǎn)工藝的智能化水平，為氧化鋁生產(chǎn)高效穩(wěn)產(chǎn)提供了保障。