分析了因处理铝土矿不同和工艺条件不同而引起的热平衡变化的原因，讨论了整个容出系统的热平衡状况及加入不同温度的石灰乳对熔盐炉负荷和溶出热耗的影响，为生产实践提供技术依据u：管道化溶出；一水硬铝石；热平衡；能耗溶出是拜耳法生产氧化铝的关键工序。由于我国一水硬铝石高硅、低铁、难溶的特性，决定了其溶出过程的苛刻条件：当溶出温度为245~250C时，需高碱浓度（Na2k>275g）和较长的溶出时间（1.5~2.0小时）。

　　溶出浆液闪蒸级数少，原矿浆予热温度较低（~150C）和采用蒸汽直接加热溶出工艺虽然避开了设备制作、维护难度大和管道结疤、磨损的缺点，但其突出的特点是能耗高。一是反映在溶出工序乏汽的热回收利用率低，溶出工序的新蒸汽耗量大；二是蒸汽直接加热对料浆的冲稀度大（Na2k浓度降低30~50g），在蒸发工序需把循环母液的Na2k浓度浓缩至275g以上，导致蒸发负担加重且热耗升高。溶出和蒸发工序热耗合计约19G/tAh3，是国外同行业的2倍左右。

　　1管道化溶出概述为降低氧化铝生产能耗，长铝公司于90年代初自行研究设计、并引进德国部分设备，建成了我国第一套原矿浆处理量为300m3/h的一水硬铝石管道化溶出生产线，使我国氧化铝生产的拜耳法溶出技术和装备达到了一个新的水平。

　　1.1工艺流程在研制一水硬铝石管道化溶出技术方案时，针对河南一水硬铝石铝土矿可磨性差、硅矿物结构形态复杂、难溶等特点，设置了磨矿、化灰、原矿浆预脱硅、管道化溶出、熔盐加热、和酸洗等工序，使之成为了一个适合我国一水硬铝石的管道化溶出系统，溶出工艺流程如所示。

　　1.2主要工艺技术参数1.3主要特点（⑴溶出温度高，矿浆湍流程度大，强化了溶出过程，溶出时间短、效果好，可以节约停留段投资。

　　⑵能耗低。实现了低碱浓度、多级闪蒸二次蒸汽和融盐间接和高温强化溶出，系统热耗大幅度降低，溶出和蒸发热耗可降低8.0G/tlk3以上。

　　⑶石灰后加，能有效地防止高温段生成结疤，可以延长清洗周期，提高设备的运转率。

　　（4>管道化加热装置和压煮器相比占地面积大。

　　（5存在加热管道的结疤和磨损问题。

　　⑹系统的工作压力和温度高，对喂料泵及管道化加热装置的材质有特殊要求。

　　2管道化溶出系统热平衡2.1热平衡构成管道化溶出本体由矿浆换热段、乏汽预热段、熔盐加热段和停留溶出反应段组成。管道化的溶出温度设计值为270~280工采用高温熔盐加热的方式，由2台供热能力为11630kW的熔盐炉为溶出提供热量，把预热后约220~230C的矿浆加热至280C以上。熔盐炉燃料为重油，设计油耗100kg/tU2O3.料浆自蒸发产生的热量把矿浆加热至220~230末级闪蒸出料和洗液的混合料浆在矿浆换热段把矿浆预热至110°C.管道化溶出系统的热平⑷溶出温度（经熔盐加热并添加石灰乳后的温（6各级自蒸发器出料温度和压力：如表1所示。

　　表1各级自蒸发器出料温度和压力项目出料温度260压力2卜在管道化试生产中，其热平衡发生了变化，主要反映为末级自蒸发器压力升高（E8为40X105Pa）乏汽的余热回收利用率低。导致出料温度高，洗液加不上，E8出料泵在高温状态下工作出现其密封泄露和叶片磨损现象。

　　2.3热平衡变化及其原因分析按原设计要求，在装置进料量为300m3/h的前提下，石灰乳加入量为20m3/h，溶出温度为270~280即在自蒸发乏汽扰矿浆预热至220~400C的熔盐把矿浆加热至溶出温热收入：Q收=Q+Q熔+Q石+Q洗盐、石灰乳和洗液带入热量以及溶出反应吸量及装置散热损失。c原矿浆比热；m矿浆流量；t2、t3分别为预热段出口，加热段出口矿浆温度；换热、乏汽预热、熔盐加热、溶出反应和料浆自蒸发系统的局部热损失。

　　2.2热平衡参数由于缺乏管道化溶出一水硬铝石铝土矿的实践经验，因此有关热平衡的工艺操作参数是根据德国用中国矿石所做工业试验结果而定。

　　度。无论预热温度是多少，为确保溶出效果，其溶出温度应达到规定值，即溶出温度应相对稳定。这样，进入一级自蒸发器中的溶出料浆温度也基本恒定，在自蒸发过程中产生的热量也基本不变，可把矿浆预热到指标要求值。由于管道化乏汽换热段全部采用间接加热方式，因此，管道化进口矿浆温度，预热器的换热面积以及传热系数的变化，都将影响热量的传递，进而影响到整个系统的热平衡状况。因此，将自蒸发器的工作参数调整至合适的值，能最大限度地提高乏汽预热温度，降低溶出的热耗。

　　在管道化溶出前期试车中，为避免加热管道结疤投用了预脱硅装置：即把种分母液加热后和较高固含的原矿混合，在温度为92~95条件下进行8~10小时的预脱硅，因隔膜泵隔膜不能在85以上条件下工作，因此预脱硅矿浆又加入冷母降温至该套装置用于溶出三水铝石时，进料温度只有70左右，在长铝公司用于溶出一水硬铝石时，原矿浆带入系统的热量有所加；Q增=cmAt=15cm.经矿浆换热段后，其矿浆温度相应升高15左右。

　　对区域11（自蒸和乏汽预热）来说，在溶出温度（溶）⑴进隔膜泵矿浆温度EleetoniePuBl定时进料浆自蒸发器带入的热量不变自蒸发产生的乏汽热量全部用于预热矿校囱蒸发=cm么=cm（t2ti）因ti升高约15C，欲保证区域的热平衡，t2也必须相应升高15即Q预=Q蒸发=kAAt根据进行理论分析，t2随t上升后，Q熔随之下降，为减少熔盐炉负荷和降低能耗创造了有利条件。但在实际生产中随着t2、ti的升高，At减小，实际传热量要小于Q蒸，因此t2不可能随之升高相应的值。蒸发器产生的乏汽量自然下降，其出料带走的热量加，导致整个自蒸发系统压力上浮，E8上升尤为明显，形成出料温度高新的平衡，发生自蒸发器压力超高安全阀频繁启跳的现象。

　　为解决上述问题，采取以下措施：一方面在预脱硅工序做了改动，其母液不再进行加热，入管道化系统矿浆的温度可降至为75~80°C，起到了保护隔膜和调整自蒸发系统压力的作用，但不足之处是预脱硅温度下降后影响预脱硅效率，加热管道结疤速度提快，缩短了装置的运转周期。另一方面加使用乏汽预热的石灰乳加热装置。

　　2.4管道化溶出最佳的热平衡参数为满足工艺生产要求，得到好的指标，必须保证其溶出温度。若自蒸发系统调整不当，原矿浆的预热温度就达不到设计要求，势必会导致熔盐炉负荷加，能耗升高，随之而来的是高温下熔盐加热段管材的腐蚀问题。

　　2.4.1熔盐加热温度（加石灰乳后）。因当初没有考虑石灰乳加热的措施，因为熔盐加热段出口温度必须高于270~280C在试生产中设石灰乳加热装置，SWT4出口温度相应有所降低。

　　表2所示为加入不同温度的石灰乳时，在270~280C溶出温度范围内，熔盐加热段应达到的温度。

　　表2不同的溶出温度及石灰乳温度对熔盐加热温度的影响（C）溶出温度石灰乳温度腿C）从上表可以看出，适当提高石灰乳的温度，可以相应降低熔盐加热段的温度，避免熔盐段在高温下运行，有利于装置的安全，稳定运行。

　　从整个系统的热平衡看，采用自蒸发乏汽预热石灰乳，则矿浆预热段的热量减少，预热温度t2会系统外引入蒸汽加热石灰乳，则可减少熔盐炉的供热负荷。

　　2.4.2自蒸发及预热因氧化铝溶出反应吸热和散热损失，进入自蒸发器料浆的温度低于溶出温度约7C按石灰乳加热到160C溶出温度275C计算进入I自的料浆温度为268C.17MPa）则在自蒸发过程中产生的热量为：320矿浆流量m3/h.3.53、3.31分别为石灰乳和原矿浆的比1370原矿浆的密度，kg/m3.在矿浆换热段，用自蒸发器出料和稀释液的混合料浆，可把原矿浆加热至108C左右（原矿浆进料为70C时可达98C）则经乏汽预热后矿浆的温度为：t预=108+117.3热耗拜耳法系统的热耗主要由蒸发和溶出两部分组成。当精液浓度和循环母液碱浓度确定以后，蒸发工序的热耗基本恒定。

　　对管道化溶出工序而言，在确保溶出温度为270~280C条件下，乏汽预热温度的高低，决定了溶出工序热耗的高低。

　　管道化溶出的热量由2台11630kW的熔盐炉提供，当溶出温度为275C石灰乳加热至160C时，溶盐加热段的出口温度须达到281.9C则矿浆在加热过程中吸收的热量为：加=cmAt有所降低。对降低熔屈炉该热负负荷意义不大。若从0310需在实际生产中探索、确定。

　　（2管道化溶出能耗的高低取决于乏汽换热段矿油耗：89.5%熔盐炉热效率；095加热装置的热效率。

　　该装置进料量为300m3/h时，生产氧化铝24t，折成氧化铝单耗：熔盐炉的负荷率：91%~74%.4结论（〗用引进的管道化溶出装备处理国内一水硬铝石型铝土矿，其热平衡参数均发生不同程度的变化，浆预热温度的高低，实际操作应加强矿浆自蒸发和冷凝水自蒸发系统的操作控制，确保矿浆预热温度在220~225C之间，能降低能耗和降低熔盐炉负荷，对保护熔盐炉起到积极作用。

　　（3采用乏汽预热石灰乳能有效地降低熔盐加热段的温度，减轻该段的腐蚀、磨损及结疤，延长其使用寿命。若从外部蒸汽把石灰乳加热至220除上述优点外，可进一步降低熔盐炉的负荷。