1、“一步酸溶法一步酸溶法”粉煤灰生產氧化鋁粉煤灰生產氧化鋁焙燒爐的選型研究焙燒爐的選型研究 姬學良姬學良 神華準能資源綜合開發有限公司神華準能資源綜合開發有限公司 目錄目錄一、一、 中國鋁土礦資源現狀中國鋁土礦資源現狀二、中國高鋁粉煤灰分布及利用情況二、中國高鋁粉煤灰分布及利用情況四、四、我國氧化鋁焙燒技術的發展我國氧化鋁焙燒技術的發展三、粉煤灰三、粉煤灰“一步酸溶法一步酸溶法”氧化鋁生產技氧化鋁生產技術術五、五、“一步酸溶法一步酸溶法”氧化鋁焙燒爐選型研氧化鋁焙燒爐選型研究究六、結論六、結論 目錄目錄三、粉煤灰三、粉煤灰“一步酸溶法一步酸溶法”氧化鋁生產技氧化鋁生產技術術3一、一、 中國鋁土礦

2、資源現狀中國鋁土礦資源現狀4我國鋁土礦資源現狀我國鋁土礦資源現狀 依據現有儲量，我國鋁土礦服務年限只有依據現有儲量，我國鋁土礦服務年限只有15年。年。我國鋁土礦區域分布圖我國鋁土礦區域分布圖中國鋁土礦資源現狀中國鋁土礦資源現狀5我國鋁土礦資源較為貧乏，進口量占年消耗量我國鋁土礦資源較為貧乏，進口量占年消耗量50%以上，且品位下降、價格上漲、進口受限，導致氧化鋁以上，且品位下降、價格上漲、進口受限，導致氧化鋁生產成本過高。生產成本過高。 尋找鋁土礦替代資源、開發適用于低品位鋁土礦生尋找鋁土礦替代資源、開發適用于低品位鋁土礦生產氧化鋁工藝技術刻不容緩。產氧化鋁工藝技術刻不容緩。我國鋁土礦資源進口量

3、我國鋁土礦資源進口量中國鋁土礦資源現狀中國鋁土礦資源現狀6二、中國高鋁粉煤灰分布及利用情況二、中國高鋁粉煤灰分布及利用情況7高鋁粉煤灰分布高鋁粉煤灰分布 中國高鋁粉煤灰主要分布在內蒙古中西部和山西北中國高鋁粉煤灰主要分布在內蒙古中西部和山西北部。經初步統計，高鋁粉煤灰約占粉煤灰總量的部。經初步統計，高鋁粉煤灰約占粉煤灰總量的2530%。高鋁粉煤灰中氧化鋁平均含量可達。高鋁粉煤灰中氧化鋁平均含量可達40%以上，部以上，部分煤田含氧化鋁情況如下表所示：分煤田含氧化鋁情況如下表所示：中國高鋁粉煤灰分布及利用情況中國高鋁粉煤灰分布及利用情況序號序號煤田名稱煤田名稱煤中氧化鋁含量（煤中氧化鋁含量（%）

4、粉煤灰中氧化鋁含量（粉煤灰中氧化鋁含量（%）1準格爾煤田準格爾煤田10-1340-512桌子山煤田桌子山煤田9.26-11.6403大青山煤田大青山煤田9.12-11.940準格爾煤炭擁有準格爾煤炭擁有265265億噸煤炭地質儲量，其中蘊含億噸煤炭地質儲量，其中蘊含Al2O3約約3535億噸，相當于我國現有鋁土礦資源儲量的億噸，相當于我國現有鋁土礦資源儲量的3 3倍；倍；Ga蘊含量蘊含量約約85.7萬噸，約為世界萬噸，約為世界總儲量的總儲量的80%80%。煤炭經發電廠燃燒后產。煤炭經發電廠燃燒后產生的粉煤灰中生的粉煤灰中Al2O3含量約為含量約為50%50%，GaGa為為89g/t89g/t，

5、是我國提取氧，是我國提取氧化鋁和鎵的重要潛在資源，具有廣闊的開發前景。化鋁和鎵的重要潛在資源，具有廣闊的開發前景。 高鋁粉煤灰可作為鋁土礦的替代資源。高鋁粉煤灰可作為鋁土礦的替代資源。長期以來，我國粉煤灰利用主要以修筑道路、低端建材、長期以來，我國粉煤灰利用主要以修筑道路、低端建材、水泥添料為主，且目前粉煤灰提取氧化鋁工藝技術以水泥添料為主，且目前粉煤灰提取氧化鋁工藝技術以“堿石灰堿石灰燒結燒結”為主導方法。雖然近期國家加大了對粉煤灰綜合利用的為主導方法。雖然近期國家加大了對粉煤灰綜合利用的政策引導，但形成產業化的高附加值利用技術很少。因此，政策引導，但形成產業化的高附加值利用技術很少。因此，

6、亟亟需開展粉煤灰提取氧化鋁技術及其產業化研究。需開展粉煤灰提取氧化鋁技術及其產業化研究。中國神華集團依據中國神華集團依據“減量化、資源化、近零排放減量化、資源化、近零排放”的原則的原則，發明了，發明了 “ “一步酸溶法一步酸溶法”循環流化床粉煤灰制備氧化鋁成套工循環流化床粉煤灰制備氧化鋁成套工藝技術，獲得專利藝技術，獲得專利100100余項。余項。這一技術的成功研發，緩解了我國鋁資源短缺的難題，也這一技術的成功研發，緩解了我國鋁資源短缺的難題，也將使我國鎵這一戰略資源得以開發利用。將使我國鎵這一戰略資源得以開發利用。高鋁粉煤灰利用情況高鋁粉煤灰利用情況10三、粉煤灰三、粉煤灰“一步酸溶法一步酸

7、溶法” 氧化鋁生產技術氧化鋁生產技術11 “一步酸溶法一步酸溶法” 是神華集團為緩解我國鋁土礦資源是神華集團為緩解我國鋁土礦資源緊缺局面，歷時九年，自主研發的一種用鹽酸直接溶緊缺局面，歷時九年，自主研發的一種用鹽酸直接溶出高鋁粉煤灰等含鋁資源生產氧化鋁的工藝技術，并出高鋁粉煤灰等含鋁資源生產氧化鋁的工藝技術，并在世界上首次應用該工藝技術建成了在世界上首次應用該工藝技術建成了4000噸噸/年氧化鋁年氧化鋁工業化中試裝置，生產的氧化鋁產品化學成分符合國工業化中試裝置，生產的氧化鋁產品化學成分符合國標冶金級氧化鋁一級品標準，具備了工業化條件。標冶金級氧化鋁一級品標準，具備了工業化條件。“一步酸溶法一

8、步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究12 20042005年完成前期技術路線論證工作。年完成前期技術路線論證工作。 堿法存在渣量大、能耗高等缺陷，屬堿法存在渣量大、能耗高等缺陷，屬“加量化加量化”工工藝；酸法渣量少、能耗低，屬藝；酸法渣量少、能耗低，屬“減量化減量化”工藝。工藝。 20062008年完成實驗室小試、中試，通過內蒙古年完成實驗室小試、中試，通過內蒙古自治區科技成果鑒定。自治區科技成果鑒定。 20082010年年10月完善實驗室工藝技術。月完善實驗室工藝技術。“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術的形成工藝技術的形成“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究13“一步酸溶法一步酸溶法

9、”工藝流程工藝流程水水高鋁粉煤灰高鋁粉煤灰固液分離固液分離含雜氯化鋁溶液含雜氯化鋁溶液白泥白泥(SiO2)硅產品硅產品凈化除雜凈化除雜鎵鎵鎵產品鎵產品FeCl3溶液溶液鐵紅、鐵黃鐵紅、鐵黃氯化鋁溶液氯化鋁溶液蒸發結晶蒸發結晶氯化鋁晶體氯化鋁晶體焙燒焙燒冶金級氧化鋁冶金級氧化鋁氯化氫氣體氯化氫氣體酸吸收系統酸吸收系統“一步酸溶法一步酸溶法”工藝流程圖工藝流程圖“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究溶出溶出鹽酸鹽酸 2010年年2011年年8月，用月，用“一步酸溶法一步酸溶法”工藝建成了工藝建成了4000噸噸/年氧化鋁工業化中試裝置，年氧化鋁工業化中試裝置，2011年年8月月25日該系統

10、全面日該系統全面貫通，并產出第一批氧化鋁。貫通，并產出第一批氧化鋁。 共運行共運行6次，總計次，總計495天，第五次試運行從天，第五次試運行從2012年年10月月6日日2013年年3月月12日連續運行日連續運行156天，生產氧化鋁天，生產氧化鋁1394.91噸，噸，其中其中2012年年12月月12日至日至2013年年3月月12日連續滿負荷運行三日連續滿負荷運行三個月。個月。2013年年6月月13日通過了有色協會和煤炭協會的鑒定日通過了有色協會和煤炭協會的鑒定，建議盡快開展工業化示范工廠建設。，建議盡快開展工業化示范工廠建設。“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究4000噸噸/年氧化鋁

11、中試廠整體建設、運行情況年氧化鋁中試廠整體建設、運行情況 2014年第六次運行，溶出率（年第六次運行，溶出率（85-90%）等各項經濟技）等各項經濟技術指標符合設計要求，為工業化示范廠的建設提供了術指標符合設計要求，為工業化示范廠的建設提供了強有力的技術支持。強有力的技術支持。 “一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術產出成品氧化鋁，化學成分工藝技術產出成品氧化鋁，化學成分符合國標氧化鋁冶金一級品標準（氧化鋁符合國標氧化鋁冶金一級品標準（氧化鋁98.6%）。）。 中試廠生產的氧化鋁在云南某電解鋁廠進行的電解試中試廠生產的氧化鋁在云南某電解鋁廠進行的電解試驗研究結果表明，鋁錠質量達到一級品以上（鋁驗研究

12、結果表明，鋁錠質量達到一級品以上（鋁99.70%）。）。序號序號指標名稱指標名稱說明說明單單 價價1生產成本生產成本1508.89元元2完全成本完全成本1630.96元元3總投資總投資458421萬元萬元4年營業收入年營業收入256410萬元萬元5年利潤總額年利潤總額平均平均90990萬元萬元6年繳納所得稅年繳納所得稅平均平均22747萬元萬元7投資回收期投資回收期全部投資全部投資(稅后稅后)6.69年年擬建擬建100100萬噸萬噸/ /年氧化鋁主要技術經濟指標年氧化鋁主要技術經濟指標工藝技術經濟水平工藝技術經濟水平“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究17 工藝流程短工藝流程短 “

13、一步酸溶法一步酸溶法”工藝僅有溶出、分離洗滌凈化、工藝僅有溶出、分離洗滌凈化、蒸發結晶、焙燒及酸回收五大工序。因此，蒸發結晶、焙燒及酸回收五大工序。因此，“一步一步酸溶法酸溶法“工藝相對堿法工藝流程短。工藝相對堿法工藝流程短。“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術優點工藝技術優點“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究18 工藝技術條件寬泛，易于實現工業化工藝技術條件寬泛，易于實現工業化 “一步酸溶法一步酸溶法”工藝采用中溫（工藝采用中溫（160）低壓）低壓（1Mpa）直接酸溶的方法提取氧化鋁，避免了）直接酸溶的方法提取氧化鋁，避免了“堿法堿法”工藝配入大量石灰石進行高溫熟料煅燒才能工藝配入

14、大量石灰石進行高溫熟料煅燒才能活化氧化鋁，進而實現氧化鋁溶出這一缺點。因此活化氧化鋁，進而實現氧化鋁溶出這一缺點。因此，“一步酸溶法一步酸溶法”工藝能耗低，工藝技術條件寬泛工藝能耗低，工藝技術條件寬泛，更易實現工業化。，更易實現工業化。“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究19 原料循環使用，能耗低原料循環使用，能耗低 工藝流程短，且酸可循環使用，損耗低，避免了工藝流程短，且酸可循環使用，損耗低，避免了“堿法堿法”工藝工藝“能耗高能耗高”問題，成本低。問題，成本低。 與品位相近的鋁土礦燒結法或粉煤灰堿法相比，能與品位相近的鋁土礦燒結法或粉煤灰堿法相比，能耗情況如下表所示：耗情況如下表

15、所示：“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究原料原料工藝工藝生產生產100萬噸萬噸/年氧化鋁廠的綜合能耗年氧化鋁廠的綜合能耗粉煤灰粉煤灰一步酸溶法一步酸溶法790kg/t-Al2O3標煤標煤預脫硅燒結法預脫硅燒結法15002000 kg/t-Al2O3標煤標煤燒結法燒結法鋁土礦鋁土礦燒結法燒結法1200 kg/t-Al2O3標煤標煤20 生產成本低生產成本低 采用采用“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁的完全成本僅生產氧化鋁的完全成本僅為為1700元元/噸左右，低于當前傳統拜爾法生產成本，噸左右，低于當前傳統拜爾法生產成本，其主要原因為：其主要原因為： 粉煤灰顆粒細，無原料及其研磨成本

16、；粉煤灰顆粒細，無原料及其研磨成本； 工藝流程可在中溫低壓條件下實現。工藝流程可在中溫低壓條件下實現。“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究21 適用于高鋁粉煤灰及低品位鋁土礦適用于高鋁粉煤灰及低品位鋁土礦 “一步酸溶法一步酸溶法”工藝利用了工藝利用了“氧化鋁溶于酸，而氧化鋁溶于酸，而氧化硅不溶于酸氧化硅不溶于酸”的原理，溶出工序就實現了氧化鋁的原理，溶出工序就實現了氧化鋁和氧化硅兩種主要組分的有效分離。和氧化硅兩種主要組分的有效分離。 “一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術只考慮氧化鋁的含量，工藝技術只考慮氧化鋁的含量，不受鋁硅比的影響，不僅可用于高鋁粉煤灰提取氧化不受鋁硅比的影響，不僅

17、可用于高鋁粉煤灰提取氧化鋁，也可用于我國大量低品位鋁土礦生產氧化鋁。鋁，也可用于我國大量低品位鋁土礦生產氧化鋁。“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究22 固廢減量化，環保固廢減量化，環保 “一步酸溶法一步酸溶法”工藝在粉煤灰提取氧化鋁、金工藝在粉煤灰提取氧化鋁、金屬鎵的同時，可減少粉煤灰量屬鎵的同時，可減少粉煤灰量40%以上，剩余的渣以上，剩余的渣以氧化硅為主，可用于提取白炭黑、硅微粉、制造以氧化硅為主，可用于提取白炭黑、硅微粉、制造橡塑填料、加氣混凝土砌塊、發泡水泥等，整個過橡塑填料、加氣混凝土砌塊、發泡水泥等，整個過程可將粉煤灰程可將粉煤灰“吃干榨凈吃干榨凈”，且在生產過程中不

18、再，且在生產過程中不再增加新的固廢。增加新的固廢。“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究23 實現鋁資源綜合利用實現鋁資源綜合利用 鋁土礦和高鋁粉煤灰普遍伴生有鎵、鐵、硅、及鋁土礦和高鋁粉煤灰普遍伴生有鎵、鐵、硅、及鈦等元素，鈦等元素，“一步酸溶法一步酸溶法”工藝在生產氧化鋁的過程工藝在生產氧化鋁的過程中，各伴生元素可生產多種產品，實現鋁資源高效綜中，各伴生元素可生產多種產品，實現鋁資源高效綜合利用，提高資源附加值。合利用，提高資源附加值。“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究24循環經濟產業鏈圖循環經濟產業鏈圖煤、煤矸石（煤、煤矸石（26002600萬噸萬噸 ）綠色煤礦綠

19、色煤礦電廠電廠粉煤灰（粉煤灰（14101410萬噸萬噸 ）氧化鋁廠氧化鋁廠氧化鋁（氧化鋁（600600萬噸萬噸 ）原鋁廠原鋁廠鋁液（鋁液（300300萬噸萬噸 ）鋁加工廠鋁加工廠鋁材（鋁材（300300萬噸）萬噸）炭素廠炭素廠氧化硅（氧化硅（480480萬噸）萬噸）硅系列產品廠硅系列產品廠鎵（鎵（990990噸噸 ）硅系列產品硅系列產品鎵系列產品鎵系列產品陽極（陽極（168168萬噸萬噸 ）鎵系列產品廠鎵系列產品廠電力電力電力電力“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究6600M6600MW W25 總投資：總投資： 14071407億元億元 營業收入：營業收入： 14881488億元

20、億元 利潤：利潤： 302302億元億元 稅金：稅金： 173.6173.6億元億元 勞動定員：勞動定員： 1952119521人人 節約能耗：節約能耗：165165萬噸標準煤萬噸標準煤主要技術經濟指標主要技術經濟指標“一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術研究工藝技術研究26 準格爾煤田準格爾煤田“高鋁、富鎵高鋁、富鎵”煤炭資源的開發和綜合利用煤炭資源的開發和綜合利用，對我國高鋁型煤炭資源的綜合開發利用有重要示范作，對我國高鋁型煤炭資源的綜合開發利用有重要示范作用。用。 “一步酸溶法一步酸溶法”工藝技術開辟了氧化鋁生產的新途徑，工藝技術開辟了氧化鋁生產的新途徑，在高鋁粉煤灰集中地區采用該技術開展工業

21、化建設，有在高鋁粉煤灰集中地區采用該技術開展工業化建設，有助于緩解我國鋁土礦資源緊缺局面。助于緩解我國鋁土礦資源緊缺局面。 隨著該工藝技術推廣應用，占我國已探明鋁土礦資源總隨著該工藝技術推廣應用，占我國已探明鋁土礦資源總量量28.6%的的A/S5的低品位鋁土礦能夠用來生產氧化鋁的低品位鋁土礦能夠用來生產氧化鋁。推廣應用前景推廣應用前景 未來滿足中國國民經濟發展所需的鋁在煤里！未來滿足中國國民經濟發展所需的鋁在煤里！27四、四、我國氧化鋁焙燒技術的發展我國氧化鋁焙燒技術的發展 焙燒是氧化鋁生產的重要工序之一，堿法氧化鋁焙燒是氧化鋁生產的重要工序之一，堿法氧化鋁焙燒就是烘干氫氧化鋁濾餅附著水，脫除

22、其中的焙燒就是烘干氫氧化鋁濾餅附著水，脫除其中的結晶水的過程，并完成部分結晶水的過程，并完成部分-Al2O3型的氧化鋁轉型的氧化鋁轉化為化為- Al2O3。氫氧化鋁（含附著水氫氧化鋁（含附著水12）焙燒的理論熱耗為）焙燒的理論熱耗為2.45MJ/Kg.AL2O3，焙燒能耗占整個氧化鋁生產能，焙燒能耗占整個氧化鋁生產能耗的耗的13 % 16 %。我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程傳統的氫氧化鋁焙燒采用回轉窯，其主要缺點為焙燒出傳統的氫氧化鋁焙燒采用回轉窯，其主要缺點為焙燒出的產品質量低、熱耗高、設備龐大、運轉設備臺數多、的產品質量低、熱耗高、設備龐大、運轉設備臺數多、檢修維

23、護工作量大；勞動條件惡劣，環境污染嚴重。檢修維護工作量大；勞動條件惡劣，環境污染嚴重。焙燒熱耗平均在焙燒熱耗平均在5.3 MJ/Kg.AL2O3，熱效率僅為，熱效率僅為45左左右。不同生產廠家由于焙燒設備不同及其他原因，熱耗右。不同生產廠家由于焙燒設備不同及其他原因，熱耗存在著很大的差異。存在著很大的差異。我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程上世紀上世紀80年代后，新型的氫氧化鋁焙燒工藝年代后，新型的氫氧化鋁焙燒工藝即流態化焙燒技術，逐步在世界各大氧化鋁廠得即流態化焙燒技術，逐步在世界各大氧化鋁廠得到廣泛應用。到廣泛應用。流態化焙燒與傳統的回轉窯焙燒相比具有無流態化焙燒與傳

24、統的回轉窯焙燒相比具有無可比擬的優越性，具體表現在以下幾方面：可比擬的優越性，具體表現在以下幾方面：我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程 山西鋁廠首次引進美鋁技術、德國山西鋁廠首次引進美鋁技術、德國KHD公司的流態化閃速公司的流態化閃速焙燒爐（焙燒爐（1#爐），設計產能爐），設計產能1320t/d，熱耗，熱耗740Kcal/kg.Al2O3 ，1987年投產。年投產。 山西鋁廠引進的山西鋁廠引進的2#爐（爐（GSC）是我國氧化鋁生產中的首臺）是我國氧化鋁生產中的首臺氣態懸浮焙燒爐，也是丹麥氣態懸浮焙燒爐，也是丹麥FLS .SMidth公司第一臺使用發公司第一臺使用發生爐煤氣

25、的爐子，設計產能生爐煤氣的爐子，設計產能1300t/d，熱耗，熱耗750kcal/kg- Al2O3 ，1992年投產。年投產。 山東鋁廠于山東鋁廠于1996年年5月引進了德國魯奇公司的月引進了德國魯奇公司的1600t/d循環循環爐，熱耗小于爐，熱耗小于3.2MJ/kg-Al2O3。 我國先后引進三種類型的流態化焙燒爐我國先后引進三種類型的流態化焙燒爐我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程1.流態化閃速焙燒爐流態化閃速焙燒爐采用正壓作業，稀相換熱和濃相保溫相結合的技術。采用正壓作業，稀相換熱和濃相保溫相結合的技術。流態化閃速焙燒爐流程示意圖流態化閃速焙燒爐流程示意圖流態化焙燒

26、熱耗低，熱利用效率高。傳統的回轉窯焙燒流態化焙燒熱耗低，熱利用效率高。傳統的回轉窯焙燒熱耗大約在熱耗大約在5.3MJ/Kg.Al2O3左右，而流態化焙燒熱耗只有左右，而流態化焙燒熱耗只有3.033.18 MJ/Kg. Al2O3，熱利用效率比傳統的回轉窯可，熱利用效率比傳統的回轉窯可提高提高40左右，大大降低了燃料的消耗；左右，大大降低了燃料的消耗；流態化焙燒自動化水平高，大多采用計算機集散系統控流態化焙燒自動化水平高，大多采用計算機集散系統控制，設備運轉率高，維修工作量小；制，設備運轉率高，維修工作量小；流態化焙燒產品質量穩定，其中有害雜質流態化焙燒產品質量穩定，其中有害雜質SiO2的增加現

27、的增加現象不明顯，而回轉窯則增加較多；象不明顯，而回轉窯則增加較多；流態化焙燒占地面積小，環境污染輕。流態化焙燒占地面積小，環境污染輕。我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程流態化閃速焙燒爐經過多年的實踐及不斷的改進，流態化閃速焙燒爐經過多年的實踐及不斷的改進，焙燒爐產能已達到了焙燒爐產能已達到了1350t/d的水平，實現了達標達產，并的水平，實現了達標達產，并且生產成本進一步降低。且生產成本進一步降低。我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程2. 氣態懸浮焙燒爐氣態懸浮焙燒爐采用負壓作業，稀相流態化技術。采用負壓作業，稀相流態化技術。氣態懸浮焙燒爐流程示意圖

28、氣態懸浮焙燒爐流程示意圖我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程現在氣態懸浮焙燒爐現在氣態懸浮焙燒爐GSC的產能一般能達到設計產能的產能一般能達到設計產能，甚至超過了設計產能，比如，甚至超過了設計產能，比如1300t/d爐型，可以達到爐型，可以達到1450t/d，1850 t/d爐型達到爐型達到2250t/d。 我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程3. 循環流態化焙燒爐循環流態化焙燒爐采用正壓作業，濃相循環流化床焙燒技術。采用正壓作業，濃相循環流化床焙燒技術。循環流態化焙燒爐流程示意圖循環流態化焙燒爐流程示意圖我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的

29、發展歷程 目前循環流態化焙燒爐目前循環流態化焙燒爐1400T/d爐型的能力已經到爐型的能力已經到1600T/d，1800T/d爐型的能力已經到爐型的能力已經到2000T/d以上。以上。我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程我國氧化鋁焙燒技術的發展歷程五、五、“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁生產氧化鋁焙燒爐的選型研究焙燒爐的選型研究40結晶氯化鋁焙燒是結晶氯化鋁焙燒是“一步酸溶法一步酸溶法”循環流化床粉循環流化床粉煤灰提取氧化鋁工藝的關鍵工序之一，其能耗占氧化鋁煤灰提取氧化鋁工藝的關鍵工序之一，其能耗占氧化鋁綜合綜合能耗能耗的的50%以上，所以選擇節能的焙燒裝置至關重以上，所以選擇節能的焙燒裝置至關重要

30、。要。 由于結晶氯化鋁與氫氧化鋁在物理、化學性質存由于結晶氯化鋁與氫氧化鋁在物理、化學性質存在較大差異，導致現行的流態化閃速焙燒爐、循環流態在較大差異，導致現行的流態化閃速焙燒爐、循環流態化焙燒爐、氣態懸浮焙燒爐均不能直接使用，需單獨開化焙燒爐、氣態懸浮焙燒爐均不能直接使用，需單獨開發。發。“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究結晶氯化鋁焙燒與氫氧化鋁焙燒的主要差異結晶氯化鋁焙燒與氫氧化鋁焙燒的主要差異Al(OH)3的焙燒為的焙燒為Al2O33H2O脫去脫去3個結晶水的物理反應，而個結晶水的物理反應，而AlCl36H2O的焙的焙燒不僅僅是脫去燒不僅僅是脫去

31、6個結晶水，還伴有水解的化學反應，反應過程更加復雜。個結晶水，還伴有水解的化學反應，反應過程更加復雜。氯化鋁晶體低溫干燥需要吸收大量熱量，因此若采用常規多級串聯旋風回收氯化鋁晶體低溫干燥需要吸收大量熱量，因此若采用常規多級串聯旋風回收余熱作為預熱單元，由于大量的結晶水集中放出，會出現余熱作為預熱單元，由于大量的結晶水集中放出，會出現“越干燥越濕越干燥越濕”的情的情況，熱能供給不足、不及時，物料持續低溫狀態，易出現結團、結渣現象，會況，熱能供給不足、不及時，物料持續低溫狀態，易出現結團、結渣現象，會導致設備的連續運行性能較差，若采用單個焙燒爐，其排煙溫度太高，能源極導致設備的連續運行性能較差，若

32、采用單個焙燒爐，其排煙溫度太高，能源極度浪費；實現流態化焙燒工藝中的旋風預熱過程需要試驗。度浪費；實現流態化焙燒工藝中的旋風預熱過程需要試驗。氯化鋁晶體焙燒的煙氣中含有大量的氯化鋁晶體焙燒的煙氣中含有大量的HCl，腐蝕性極強，焙燒系統要考慮相應，腐蝕性極強，焙燒系統要考慮相應的防腐措施，而氫氧化鋁焙燒則沒有這一問題。的防腐措施，而氫氧化鋁焙燒則沒有這一問題。“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究1.回轉窯回轉窯 目前中試廠采用的焙燒設備是回轉窯，焙燒能耗為：目前中試廠采用的焙燒設備是回轉窯，焙燒能耗為：21.16MJ/Kg-Al2O3、熱效率：、熱效率：5

33、0%左右。目前耐火材料左右。目前耐火材料能夠適應氯化氫。能夠適應氯化氫。 中試廠試驗的焙燒爐爐型中試廠試驗的焙燒爐爐型“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究氧化鋁中試廠回轉窯裝置圖氧化鋁中試廠回轉窯裝置圖 2. 兩段式流態化循環焙燒爐兩段式流態化循環焙燒爐 針對結晶氯化鋁物料特點，某研究所研發了一套針對結晶氯化鋁物料特點，某研究所研發了一套“結晶氯化鋁生產結晶氯化鋁生產2.34萬噸萬噸/年氧化鋁流態化焙燒爐中試年氧化鋁流態化焙燒爐中試裝置系統裝置系統”。 流態化焙燒二段爐燃料熱耗預計最優可達為流態化焙燒二段爐燃料熱耗預計最優可達為3477.5 Kcal/K

34、g-AO。“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究兩段爐工藝流程圖兩段爐工藝流程圖“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究氧化鋁中試廠氧化鋁中試廠2.34萬噸萬噸/年氧化鋁流態化焙燒爐中試裝置圖年氧化鋁流態化焙燒爐中試裝置圖“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究3. 氣態懸浮焙燒爐氣態懸浮焙燒爐 目前目前 中試廠建造了一套氣態懸浮焙燒爐臺架試驗裝中試廠建造了一套氣態懸浮焙燒爐臺架試驗裝置。目前試驗已經完成，證明氣態懸浮焙燒爐可以用于置。目前試驗已經完成，證明氣態懸浮焙燒爐可以用于六水氯

35、化鋁晶體的大型工業化焙燒，有明顯節能效果。六水氯化鋁晶體的大型工業化焙燒，有明顯節能效果。燃料熱耗為燃料熱耗為3142.3-3018.6Kcal/Kg-AO。 “一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究氣態懸浮焙燒爐示意圖氣態懸浮焙燒爐示意圖 “一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究焙燒臺架試驗流程示意圖焙燒臺架試驗流程示意圖 “一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究中試廠氣態懸浮焙燒爐臺架試驗裝置圖中試廠氣態懸浮焙燒爐臺架試驗裝置圖“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧

36、化鋁焙燒爐的選型研究工業化示范廠氣態懸浮焙燒爐結構示意圖工業化示范廠氣態懸浮焙燒爐結構示意圖“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究循環流態化及氣態懸浮焙燒爐的比較循環流態化及氣態懸浮焙燒爐的比較 循環流態化焙燒爐及氣態懸浮焙燒爐在中國使用十分廣循環流態化焙燒爐及氣態懸浮焙燒爐在中國使用十分廣泛。泛。兩種爐型各有特點，均為成熟先進的流態化焙燒氫氧化兩種爐型各有特點，均為成熟先進的流態化焙燒氫氧化鋁技術。鋁技術。氣態懸浮焙燒爐的總投資及占地面積較循環流態化焙燒氣態懸浮焙燒爐的總投資及占地面積較循環流態化焙燒爐稍高，但是其單位產品的熱耗及電耗都比循環流態化爐稍高

37、，但是其單位產品的熱耗及電耗都比循環流態化焙燒爐低。焙燒爐低。流態化閃速焙燒爐在國內使用情況并不理想。流態化閃速焙燒爐在國內使用情況并不理想。 “一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究 循環流態化焙燒爐物料在爐內需要大量的循環焙燒，氧化循環流態化焙燒爐物料在爐內需要大量的循環焙燒，氧化鋁顆粒容易破損。氣態懸浮焙燒爐的焙燒是一次性完成，鋁顆粒容易破損。氣態懸浮焙燒爐的焙燒是一次性完成，物料沒有循環，氧化鋁顆粒的破損率較小。物料沒有循環，氧化鋁顆粒的破損率較小。 氣態懸浮焙燒爐整個系統的運行動力全部來源于氣態懸浮焙燒爐整個系統的運行動力全部來源于1臺臺ID風風機

38、，無其它動力運轉設備。循環流態化焙燒爐必須有一、機，無其它動力運轉設備。循環流態化焙燒爐必須有一、二次風機以及氣力提升泵等動力運轉設備，并且設備種類二次風機以及氣力提升泵等動力運轉設備，并且設備種類多，操作維護工作量較大。多，操作維護工作量較大。 氣態懸浮焙燒爐整套裝置屬于負壓操作，其安全性能及操氣態懸浮焙燒爐整套裝置屬于負壓操作，其安全性能及操作環境更是循環流態化焙燒爐所不可比擬。作環境更是循環流態化焙燒爐所不可比擬。“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究氣態懸浮焙燒爐優點氣態懸浮焙燒爐優點采用了在干燥段設計熱發生器這一新穎措施，不需像其它采用了在干燥段

39、設計熱發生器這一新穎措施，不需像其它爐型那樣采取增加過剩空氣的方式來增加干燥能力，僅需爐型那樣采取增加過剩空氣的方式來增加干燥能力，僅需啟動干燥熱發生器來增加干燥段熱量，避免了廢氣量大增啟動干燥熱發生器來增加干燥段熱量，避免了廢氣量大增而大量損失熱量。而大量損失熱量。因此，氣態懸浮焙燒爐與循環爐相比，熱耗和電耗較低。因此，氣態懸浮焙燒爐與循環爐相比，熱耗和電耗較低。“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究整套裝置設計簡單：整套裝置設計簡單：物料自上而下流動，可避免事故停爐時的爐內積料和計物料自上而下流動，可避免事故停爐時的爐內積料和計劃停爐時的排料；劃停爐時

40、的排料； 設備簡單，除流態化冷卻器外無任何流化床板，沒有物設備簡單，除流態化冷卻器外無任何流化床板，沒有物料控制閥，方便了設備維檢修；料控制閥，方便了設備維檢修；負壓作業對焙燒爐的問題診斷和事故處理有利。負壓作業對焙燒爐的問題診斷和事故處理有利。有利于故障后生產的快速恢復，給生產組織帶來方便。有利于故障后生產的快速恢復，給生產組織帶來方便。氣態懸浮焙燒爐優點氣態懸浮焙燒爐優點“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究屬稀相流態化焙燒，氣、固兩相接觸好，傳熱快，傳熱屬稀相流態化焙燒，氣、固兩相接觸好，傳熱快，傳熱系數比濃相流態化焙燒爐的高。焙燒時間僅幾秒，故焙系

41、數比濃相流態化焙燒爐的高。焙燒時間僅幾秒，故焙燒溫度要高，一般為燒溫度要高，一般為11501200 。爐體結構簡單，爐底無氣體分布板，氣體阻力損失小。爐體結構簡單，爐底無氣體分布板，氣體阻力損失小。控制回路簡單，生產中起主要作用的僅有控制回路簡單，生產中起主要作用的僅有2條，一條是主條，一條是主燃燒系統的主爐溫度控制回路，另一條是燃燒系統的主爐溫度控制回路，另一條是O2含量控制回含量控制回路。路。氣態懸浮焙燒爐技術稍具優勢。氣態懸浮焙燒爐技術稍具優勢。“一步酸溶法一步酸溶法”生產氧化鋁焙燒爐的選型研究生產氧化鋁焙燒爐的選型研究氣態懸浮焙燒爐與二段爐的成本比較氣態懸浮焙燒爐與二段爐的成本比較（煤氣（煤氣