氧化铝工业的工艺改造与清洁生产

马丽芳

（运城市生态环境局 山西运城 044100）

1 某分公司清洁生产概况

1.1 某分公司概况

某分公司始建于上个世纪五十年代，经过多次改扩建，形成了具有氧化铝、电解铝、炭素制品、发电等多种产品。但由于建厂时间早，长时间未得到有效改造，造成工艺落后、设备陈旧、采用低品位铝矿石等，曾使氧化铝生产工艺能耗过高，污染物排放量较大，与国际国内先进清洁生产水平的差距十分明显。

1.2 氧化铝生产工艺介绍

某分公司氧化铝厂生产工艺是自1964 年起结合我国铝土矿性质开发使用的混联法，在30 多年生产过程中，经过不断的技术更新和改造，目前能耗降到29.4GJ/t-AO 以下，较传统烧结法降低了20%左右。而且，由于拜耳法系统的赤泥进入烧结法系统利用，使其中氧化铝回收率比拜耳法的氧化铝回收率高出4%左右，在国际上属领先水平，实现资源利用最大化。氧化铝回收率高，体现了联合法的优势，但能耗仍较其它厂的拜耳法能耗（16.7GJ/t-AO）高出76%。

1.3 提高清洁生产，降低能耗的潜力所在

造成某分公司清洁生产水平较低、工艺能耗高的原因主要有：（1）工艺不是最先进的拜耳法。（2）设备和生产技术也相对落后。例如高能耗的氧化铝压煮溶出器、自然循环蒸发器、种分槽压缩空气搅拌系统、氢氧化铝焙烧回转窑等，在生产中仍占有很大的份量。其能耗占生产成本的40～45%，严重阻碍了公司经济效益的进一步提高。氧化铝单位产品能耗过高，必然使供汽、熟料烧成、氢氧化铝焙烧等燃料消耗增大、大气污染物（主要是烟粉尘和SO2）排放量增加。湿法系统赤泥洗涤等系统的低效率和设备老化等，造成碱耗的增加。

2 提高清洁生产水平，降低能耗的针对性措施

2.1 采用先进的工艺

2.1.1 采用当今世界铝工业氧化铝生产中成熟、先进的管道化溶出创新工艺

某分公司消化吸收和创新的德国RA—6 组管道化溶出技术及设备，比较适合我国一水硬铝石的特点，于1998 年11 月投入生产至今，主要指标基本达到设计要求，成为世界上第一套一水硬铝石的管道化溶出设施。而拜耳法系统的核心部分高压溶出器，属五十年代的技术水平，热利用率低，溶出能耗高，而且采用新蒸汽直接加热，使矿浆中碱液浓度被冲淡，大大提高了蒸发汽耗，致使高压溶出和蒸发能耗为537kg-标煤/t-AO。因此，采用当今氧化铝生产中具有世界最先进技术的二组管道化溶出新工艺，取代现有的Ⅰ～Ⅳ组直接加热压煮器。同时对Ⅴ、Ⅵ组未替代的四级自蒸发改为七级自蒸发，充分利用乏汽，降低新汽消耗。

管道化溶出技术与直接加热压煮器能耗的比较情况见表1。

表1 溶出技术耗能量比较 单位：kg-标煤/t-AO

2.1.2 采用先进的氢氧化铝气态悬浮焙烧工艺取代回转窑

表中结果表明，流态化焙烧炉具有回转窑无法比拟的优势，是回转窑的取代技术。我国引进的各种流态化焙烧炉型中，气态悬浮焙烧炉的能耗和排污指标均稍好于其它两种炉。因此，采用一台1350t/d 气态悬浮焙烧炉取代1# 和3# 回转窑，使焙烧能耗由5020GJ/t-AO 降到3010GJ/t-AO，相当于每吨氧化铝节省重油50kg，每年将减少重油2.25 万吨（天然气2.727 万m3）。

2.2 采用先进的设备，降低能耗

2.2.1 采用管式降膜蒸发技术

种分母液蒸发是氧化铝生产的耗能大户，蒸发工序蒸发汽耗占总汽耗的50%左右，占总能耗20%以上。某分公司有外加热式自然循环蒸发器13 组，强制循环蒸发器1 组。除五蒸发有一组为四效外，其余均是三效蒸发器。外加热式自然循环蒸发器一般为三效或四效，相当于五、六十年代的技术水平，产能低（1110m2蒸发器蒸水能力仅60t/h 左右）、汽耗高（0.5～0.6t-汽/t-水，约5t-汽/t-AO）、结垢速度快、清理周期短、运转率低（约70%）。因此，采用一组蒸水量150t/h 的五效管式降膜蒸发器，彻底改造了三效自然循环蒸发器。

2.2.2 种分槽采用低耗的机械搅拌技术

种分槽是氧化铝生产中不可取代的大型专用设备，搅拌装置是种分槽的运行和耗能中心。原使用的压缩空气搅拌是五十年代的落后技术，它能耗高、安全性差且槽体易结疤。在搅拌技术方面处于领先水平的是德国依卡托公司和法国罗宾公司的机械搅拌技术。压缩空气搅拌与机械搅拌相比有明显不足之处。

结语

总之，某分公司氧化铝生产从原燃材料、生产过程到产品等全过程的清洁生产改造，不仅使清洁生产水平得到大幅度提高，而且取得了较好的经济效益和良好的发展空间，对其它氧化铝生产企业有较好的借鉴意义。