摘要：拜尔法生产氧化铝主要包含六大工序，即原料处理、溶出、赤泥分离洗涤、种子分解、蒸发和成品焙烧。文章从处理铝土矿的类型出发，分别介绍了适用于拜尔法处理一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石生产氧化铝工艺的蒸发设备及流程，并介绍了各种铝酸钠溶液蒸发工序的能耗和节能改造措施的应用。
关键词：拜尔法；铝酸钠溶液；蒸发器；氧化铝；铝土矿 文献标识码：A
1 概述
近十年来，我国氧化铝工业发展迅猛，世界氧化铝工业新增长的产能中90%为中国氧化铝工业贡献。我国近年来新建的氧化铝厂大多采用拜尔法工艺生产氧化铝，现有的氧化铝厂大多分布在河南、山西、贵州、广西等一水硬铝石铝土矿产地和山东等方便进口一水软铝石和三水铝石的沿海地区。无论采用何种矿石，拜尔法处理铝土矿生产氧化铝工艺都具有流程短、能耗低、产品质量高等特点。相对于烧结法与串联法，在投资、生产管理、节能降耗等方面都具有巨大的优势。
拜尔法生产氧化铝主要包含六大工序，即原料处理、溶出、赤泥分离洗涤、种子分解、蒸发和成品焙烧。溶出工段为氧化铝工艺的反应阶段，即从铝土矿中提取氧化铝至碱溶液（铝酸钠溶液）。赤泥分离洗涤为分离溶出后的固体与液体并洗涤残渣，使残渣达到排放标准。种子分解工段的目的在于把铝酸钠溶液中，高浓度的铝成分分解成氢氧化铝。蒸发工段为处理分解后的铝酸钠溶液，采用换热蒸水的方式使溶液增浓，达到溶出工段对碱溶液浓度的要求，使碱液循环利用。这四大工序构成了拜尔法生产氧化铝的基本流程。而蒸发工段因使用大量的蒸汽加热而成为拜尔法氧化铝厂的能耗大户。现在，就我国拜尔法氧化铝厂主要处理的三种矿石分类，介绍一下适合各种矿石的蒸发方案。
2 拜尔法处理一水硬铝石的蒸发工艺
现有处理一水硬铝石氧化铝厂的单线产能从几万t到80万t不等，而六效管式降膜蒸发器组的蒸水能力也从几十t每小时到370t每小时不等。现在新建的氧化铝厂普遍采用大型化、集成化设计，单线小产能的氧化铝厂已经逐渐被淘汰。对应于50万t氧化铝产能的拜尔法氧化铝厂，蒸发器组蒸水能力一般为240～300t/h，对应于70～80万t氧化铝厂，蒸发器组蒸水能力一般为360～370t/h。我国现有投入使用的最大的蒸发器为山西平陆县某氧化铝厂370t/h蒸发器组。
六效蒸发器组的设备一般包括：Ⅰ～Ⅵ效管式降膜蒸发器组；强制循环排盐蒸发器；Ⅰ～Ⅲ级自蒸发器；原液闪蒸器；水冷器；Ⅰ～Ⅵ效冷凝水罐；各效循环泵；Ⅱ～Ⅵ效过料泵；出料泵等。图1为六效管式降膜蒸发器流程图。物料从四效、六效分两段进料，四效进料经四、三、二、一和蒸汽逆流换热后，经三级闪蒸后出料，六效进料经过五效与蒸汽逆流换热后出料。新蒸汽从一效进入，与物料换热后形成新蒸汽冷凝水。换热后的高温物料在分离室闪蒸出二次蒸汽，进入下一效换热。以此类推，末效也就是六效的二次蒸汽因温度过低不能利用，进入水冷器，与循环水直接混合冷凝。新蒸汽冷凝水质量高，可以直接回电厂补充水分。各效加热室冷凝的二次蒸汽冷凝水在本效冷凝水罐内集中，在下一效闪蒸利用热量。最后二次蒸汽冷凝水从六效冷凝水罐经泵输送至蒸发工段外，供氧化铝厂其他工段使用。
图1 六效管式降膜蒸发器流程图
3 适用于处理一水软铝石的蒸发工艺
4 适用于处理三水铝石的蒸发工艺
七效蒸发器组的设备一般包括：Ⅰ～Ⅶ效管式降膜蒸发器组；强制循环排盐蒸发器；Ⅰ～Ⅳ级自蒸发器；原液闪蒸器；水冷器；Ⅰ～Ⅶ效冷凝水罐；各效循环泵；Ⅱ～Ⅶ效过料泵；出料泵等。
5 结语
对于处理一水硬铝石、一水软铝石生产氧化铝工艺而言，六效、七效管式蒸发器组是适用于处理物料要求、生产运行成熟的设备。在节能降耗方面，应根据处理矿石的特点尽量多次利用蒸汽，如尽可能多增加效数、多级原液闪蒸，多级出料自蒸发，多级冷凝水自蒸发等，实现氧化铝厂的节能减排，为降低生产成本和我国的环保事业贡献一份力量。
参考文献
[2] 杨重愚.氧化铝生产工艺学（修订版）[M].北京：冶金工业出版社，1993.
[3] 叶列明・H.И，王延明，阎鼎欧，杨重愚，等.氧化铝生产过程与设备[M].北京：冶金工业出版社，1987.