淺談氧化鋁生產配料合格率的影響因素及對策

陳海

摘 要：溶出配料Rp是整個氧化鋁生產的主要技術指標之一，在日常生產中溶出Rp值合格率越高氧化鋁的溶出效果越好、溶出率越高。本文提出了用拜耳法生產氧化鋁工藝中影響溶出配料Rp合格率的幾大因素，并結合某廠氧化鋁原料工藝的配料實際情況對之進行探討，提出了提高溶出配料Rp合格率的根本途徑。

關鍵詞：拜耳法；氧化鋁；溶出率；配料Rp合格率；影響因素

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0342-02

術語解釋：溶出配料Rp值：溶出礦漿液中Al2O3/Na2O的比值；礦石A/S：鋁土礦中氧化鋁和二氧化硅的質量比；母液Nk：循環母液中苛性堿（Na2O）的濃度g/l。

某廠是全國第一家采用純拜耳法工藝生產氧化鋁的企業，在用拜耳法生產氧化鋁過程中，溶出配料Rp是最主要的生產指標之一，溶出Rp值合格率越高，氧化鋁的溶出效果越好、溶出率越高。在實際生產中，根據生產的不同情況，調度室會制定不同的配料要求。氧化鋁生產中原料磨工序的主要任務是為溶出提供原礦漿，主要生產原料是鋁土礦、石灰和循環母液，工序通過穩定下礦量并配入適量的循環母液以達到生產要求的溶出Rp值。

1 溶出Rp的影響因素及分析

1.1 礦石A/S均化效果

礦石A/S的均化效果對溶出配料Rp的合格率的影響比重較大，根據理論計算，當礦石AO含量波動1%，按照原料工藝100t/h下礦量計算，單位時間內配入的母液總量相應地會波動5m3/h，配料Rp值變化0.01。

根據表1數據可以看出，當礦石均化AO%含量波動超過3%后，單是礦石均化效果對配料Rp值的影響就超過了調度控制范圍，日常生產控制中，鋁礦的化驗數據都是滯后的，當鋁礦均化出現波動后，操作上無法及時調整，往往就會造成配料Rp合格率下降。

圖2是2008年礦石均化效果對比較為明顯的1月份和6月份對溶出Rp合格率產生影響的對比圖，其中1月份礦石均化A/S合格率為91.8%，相對的80%高出11.8%，對應的溶出Rp合格率1月份為71.8%，比6月份的63.9%高出了7.9%，從以上分析可以看出，鋁礦均化這一環節對溶出Rp的穩定起著至關重要的作用，鋁礦均化效果越好，溶出Rp越穩定，反之波動越大。

造成鋁礦均化效果差的原因：①設備陳舊，下礦精度差；②生產控制不嚴，給料機未按礦石品位調節下礦量、經常定點布礦、經常單臺取料機取礦；③礦石運輸混亂，相應品位的礦石未能按時、按品位入倉；④取樣、制樣不規范，未能真實反應鋁礦真實品位等。

1.2 循環母液Nk濃度

目前，原料磨工序進行配料計算的各項物料成分數據化驗滯后，循環母液的化驗數據滯后大約2h，因此該工段的配料是一個連續的過程，在生產中不希望發生所供循環母液Nk濃度反復波動的情況，一旦發生就會影響到后續生產工序指標波動和生產的不穩定。因此循環母液Nk濃度的穩定與否將直接影響到溶出Rp的合格率情況，目前某廠氧化鋁生產對循環母液Nk濃度的控制要求為247～255g/l，在其它條件不發生變化的情況下，母液Nk濃度的波動情況對溶出Rp的影響如表2所示。

通過表2中數據對比可以看出，當母液Nk濃度波動超過6g/l時，100t礦所需配母液總量就超過了15m3/h以上，對應的配料Rp波動超過了0.03，超出了生產上調度的控制要求，這種情況下就會造成溶出Rp合格率的降低。

以下是2008年1～6月份原料磨工段配礦所使用的循環母液Nk濃度上下兩個點樣差值統計：總點樣數為2201，最大波動值為19g/l，平均波動值為0.0018，超出6g/l點樣數為334，占總樣數的百分比為15.2%。

可以看出，母液Nk濃度的點樣波動值超過6g/l的達到了334個點樣，占總點樣數2201的15.2%，根據前面分析可知，在使用這部分母液配料時，母液總量的調整超過了15m3/h，而因為受生產數據化驗滯后這一情況的限制，在生產控制上無法及時調整，這樣15m3的母液量就會導致溶出Rp偏離0.03左右，造成了溶出Rp的波動。

造成蒸發母液Nk濃度波動大的原因：①母液調配波動大；②補堿量過大；③生產組織不好，母液槽低液位送料，致使母液混勻不均；④其它臨時性原因。

1.3 下礦量

由于鋁土礦是固體物料，在配礦過程中，鋁土礦下礦量的可調節性較差，目前，絕大多數配料方式都是采用固定鋁土礦下礦量，調整循環母液配入量的方式進行配礦，在配料過程中，下礦量一般為定值，不進行調整，但實際生產中由于礦石給料機精度的不同，實際下礦量往往存在一定的偏差，下礦量偏多，溶出礦漿的Rp會偏大，下礦量偏少，則溶出礦漿的Rp會偏低。自投產以來，某廠原料磨工段的給礦先后采用過板式給料機和電子皮帶秤兩種設備，它們的使用情況和對溶出配料Rp的影響見表3。

從表3可以看出，由于2005年以前采用精度較低的板式機，造成溶出Rp的波動達到了0.027，而改用精度相對較高的電子皮帶秤，溶出Rp的波動值降到了0.014，減少了0.013。

1.4 磨機的開停

磨機的開停對溶出Rp的影響主要體現在開磨、停磨的過程中母液量的調整滯后，在實際控制中為了保證生產的正常，開磨前需打開母液流程，母液進入棒磨機后再啟動棒磨機下礦，下礦滯后時間一般為5～10分鐘，按照開磨之前把日常母液控制量降低到280m3/h計算，因開磨多加的母液量為14～28m3。同樣在停機時，需先停下礦，再停母液，生產要求在停機后需要對殘留在母液管道里面的母液進行放料，母液管線越長，殘留母液量越多，通過生產實際測量，一次放出的母液量有30m3左右，放出的母液通過污泵送回生產流程，使正常母液配入量偏多，這些多加的母液就會使溶出Rp值的偏低，造成波動。對2008年1～6月份磨機開停次數對溶出Rp影響點樣數的統計如表4。

從表4可以看出，隨著磨機開停車次數的增加，造成溶出Rp偏離的點樣數也不斷增加，特別是在5、6月份，為了保證氧化鋁Ⅲ、Ⅳ系列的供料，在Ⅰ、Ⅱ系列所配的礦漿經常需要向Ⅲ、Ⅳ系列礦漿槽轉移，增加了Ⅰ、Ⅱ系列磨機的開停車次數，同時造成配料偏離的點樣數也增加到了36和34個，因此可以得出，磨機的開停對溶出Rp的穩定產生了較大影響。

1.5 崗位人員的操作技能

在原料磨的配料作業中，往往涉及到較多數據的收集與分析、配料出現較大波動的應急處理和調整、工藝技術指標與生產的穩定性掌握等。氧化鋁生產中，物料的理化數據都是人工取樣送到化驗室化驗得出的，在取樣、制樣與化驗等環節都可能出現誤差，因此在運用“原料磨專用計算公式”計算所需配入母液量時，如果物料的理化數據出現大的波動時，準確的數據分析與處理就相當關鍵。另外在日常生產中經常會出現設備跳停、物料斷料和堵料等造成配料指標異常波動，生產中斷事故，在處理這些事故時如何做到既調整好工藝指標不出現波動，又保證生產的正常與穩定，這些就需要操作人員具有熟練的操作技能與經驗。圖3是原料磨工段四個生產輪班2008年1～6月份所配物料溶出Rp偏離控制中值的主效應圖。

從圖3可以看出，四個生產輪班的控制結果存在較大差異，其中丁班和甲班所配物料溶出Rp相對穩定，乙班控制偏低較多，丙班控制偏高較多。從中可以得出，甲班和丁班的操作技能較為熟練，丙班和乙班還需要進一步加強。

1.6 其它影響因素

在生產中，原料磨配灰量的變化、溶出洗液添加量變化、溶出率波動、溶出工序設備故障等都會造成溶出配料Rp的波動，因此也是影響溶出配料Rp合格率的重要因素。

2 提高溶出配料Rp合格率的途徑

綜上分析，“一是靠管理，二是靠科技”是穩定配料，提高溶出配料Rp合格率的根本途徑。提高氧化鋁生產中溶出配料Rp合格率必須針對各項影響因素，采取相應的措施加以控制。

2.1 強化管理、穩定配料

（1）加強進廠鋁礦的監督、監控力度，做好鋁土礦的分類進倉，確保相應礦倉不空倉。

（2）強化生產組織，確保均化過程中各種品位礦石按比例配礦；杜絕鋁土礦均化過程中出現定點布礦；盡量減少單臺取料機取料次數。

（3）控制好母液的調配，嚴格母液補堿量的控制（一般應小于8m3/h），蒸發母液槽應盡量保持高液位送料，確保母液成分穩定。

（4）做好開停磨機調小母液量工作。確保礦漿槽高液位開機，便于開機后有充分的緩沖時間用于母液配入總量的調整，使提前進入礦漿槽的母液和預存礦漿混合均勻；磨機停機前后調小母液量，以緩沖停機多配的母液對影響配料。最好對磨機開停機的母液量調整進行量化，制定標準，規范操作方法。

（5）做好下礦電子皮帶秤的抽秤工作，及時校正下礦精度，保證下礦準確度。

（6）結合實際生產數據，不斷完善現有的“原料磨配料計算公式”，提高計算母液量的準確度。

（7）控制好溶出工序的蒸汽量，保證溶出溫度，穩定溶出率。

（8）根據操作工配料技能的熟練情況，有針對性地進行培訓，提高職工操作技能。

2.2 依靠科技科技進步，優化指標，提高溶出Rp的穩定性

（1）使用精度更高，運行穩定性更好的礦石電子皮帶秤給礦。

（2）鋁土礦取樣采用自動取樣器作業，保證取樣準確性。

（3）對運行不穩定的設備及時改造，保證生產的連續性和穩定性。

（4）運用密度計對溶出進料礦漿進行密度監控，為原料磨配料提高參考。

3 結 語

溶出配料Rp是氧化鋁生產工藝最重要的指標之一，它的穩定性直接影響到氧化鋁溶出率的高低，對氧化鋁的產出率起著杠桿調節的作用。本文通過對配料過程中影響溶出Rp因素的探討與分析，提出了穩定配料，提高溶出Rp合格率的方法和途徑，對原料磨工段配料工藝具有一定的指導意義。

參考文獻

[1]楊重愚.氧化鋁生產工藝學.

[2]中鋁某廠.氧化鋁生產物料平衡計算.

[3]中鋁某廠.氧化鋁生產操作規程.

[4]中鋁某廠.氧化鋁生產技術年報.

收稿日期：2018-3-9

作者簡介：陳 海（1971-），男，工程師，本科，從事氧化鋁生產等工作。