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摘要：进入二十一世纪以来，伴随着行业科技的不断发展进步，拜耳法生产氧化铝的技术水平也有了很大的提高。笔者在我国豫西地区某大型氧化铝生产企业就职多年，本文将结合实践工作经验从多个方面分析拜耳法生产氧化铝流程的物流对能耗的影响，以期供广大生产一线及科研领域同仁共同参考。
关键词：拜耳法；氧化铝生产；能耗
近年来，以笔者所就职的三门峡义翔铝业有限公司为代表的能源企业为经济发展提供了重要的支撑。由于氧化铝的需求量不断增大，拜耳法生产氧化铝流程的物流对能耗的影响问题得到了广泛关注。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进。在科学技术突飞猛进的新时期，加强物流对能耗影响的研究，对我国拜耳法生产氧化铝流程有着重要意义。
一、拜耳法生产流程中有机物的来源及影响拜耳法生产能耗的因素
（一）拜耳法生产流程中有机物的来源
拜耳法铝酸钠溶液中的有机物主要来源于铝土矿，铝土矿中尤其是三水铝石矿和一水软铝石矿中含有万分之几至千分之几的有机物，这些有机物杂质在溶出过程中与碱作用进入溶液，并在流程中循环累积；有机添加剂。在氧化铝生产过程中，需要添加一些有机添加剂优化生产指标，主要有赤泥分离洗涤过程中添加的高分子絮凝剂，种分过程中的消泡剂和结晶助剂，氢氧化铝分离洗涤过程中加入脱水剂等；空气中的CO2与碱液作用会形成微量有机物；选矿拜耳法中的有机浮选剂。由于铝石型铝土矿采用浮选方法获得高铝硅比选精矿的过程中，使用了多种浮选药剂，部分有机药剂会随着铝精矿进入生产流程。
（二）影响拜耳法生产能耗的因素
在拜耳法生产中，铝土矿的铝硅比对碱耗影响十分明显，对能耗也有一定影响。能耗是拜耳法生产主要的技术经济指标。目前，拜耳法生产的能源费用占生产费用的23%-25%。随着能源价格的不断上涨，世界各国的氧化铝厂都向着节省能耗、降低生产成本的方向发展。因此，进一步分析各种生产因素对拜耳法生产能耗的影响具有实际意义。影响拜耳法生产能耗的因素很多，主要包括：铝土矿的矿物形态、铝土矿的品位；拜耳法溶出的工艺条件（如溶出温度、循环母液浓度、溶出液Ak等）；生产过程的蒸发水量；溶出、蒸发和氢氧化铝焙烧的装置水平等。因此，降低拜耳法生产能耗应从多方面着手。
二、生产能耗情况现状分析
拜耳法生产氧化铝的工艺相对来说能耗较低，但是其占成本的比例也在26%左右，因此，降低氧化铝生产的能耗是生产技术创新的重点。本文将结合笔者所就职企业的第二氧化铝厂进行分析。
（一）历年来氧化铝能源消耗
第二氧化铝厂投产之初，其工艺能耗达到769.22kgce/t-Al2O3。经过几年的努力，在加强技术创新和能源管理的同时，不断加大对生产的科技投入，从而大幅度降低了工艺能耗，到2010年已经降到了344.54kgce/t-Al2O3，建厂以来各年的能源消耗整体呈下降趋势（统计图表略）。
（二）拜耳法生产工艺能耗分布
在拜耳法生产过程中，能源消耗包括水、电、汽、油等，但主要表现在电汽的消耗上。从统计数据来看，近三年第二氧化铝厂各类工艺消耗中，电汽的消耗分别占到了总工艺能耗的10.41%和89.58%，要想降低能耗就必须从降低电和汽的消耗入手，要通过加强管理、加大科技投入来节约能源。
三、拜耳法氧化铝生产流程的实际物流图及其能耗分析
（一）实际流程中含氧化铝物料的流动情况十分复杂
运用基准物流图进行能耗分析工作，大致可按以下3步进行：第一，以某厂氧化铝生产流程为对象，收集统计期内有关的物流和能耗数据，弄清各股物流的来龙去脉，以1t氧化铝为计算基准，绘制该流程的实际物流图。第二，以实际物流图为依据，构筑生产流程的基准物流图；对照基准物流图，分析实际物流对能耗的影响。第三，对照基准物流图，分析物流对能耗的影响，就是要定量地确定偏离基准物流图的各股物流对折合1t氧化铝的的能耗的折合比、工序能耗以及每吨氧化铝能耗的影响。
（二）拜耳法流程中物流对能耗影响的分析实例
下面以某工厂为对象，具体分析拜耳法生产氧化铝流程的物流对能耗的影响。设实际拜耳法流程中，压煮溶出和管道化溶出的生产比例分别为a1，a2（a1+a2=1），则根据氧化铝生产流程基准物流图的概念，可绘出拜耳法流程的基准物流图。
（三）能耗计算和分析
1.压煮溶出和管道化溶出生产氧化铝的能耗比较
在实际物流图中，通过矿浆制备工序所消耗的蒸发母液和石灰量，可间接地将石灰煅烧和蒸发2道辅助工序联系进来。这样，根据实际物流图中各工序能耗和折合比的数值，可分别计算出用压煮溶出工艺和管道化溶出工艺生产1t氧化铝的能耗E1和E2（包括石灰煅烧和蒸发2道辅助工序在内的所有工序）。可见，为了生产1t氧化铝，用压煮溶出要比用管道化溶出多耗能6.935GJ。因此，为了降低每吨氧化铝能耗，应尽可能增加管道化溶出的比例，降低压煮溶出的比例。
2.每股物流对工序能耗和折合比的影响
影响各工序的工序能耗和折合比的物流共有7股。基准折合比加上各股物流对折合比的影响总量，正好等于实际折合比。工序能耗也满足这样的关系。在实际生产中可以发现，这些股物流有的只影响工序能耗，如矿浆制备损失，只增加该道工序的工序能耗；有的既影响工序能耗又影响折合比，如焙烧损失，既增加了焙烧工序的工序能耗，又增加了其前面各道工序的折合比。
四、结论及建议
综上所述，本文用基准物流图研究法分析了拜耳法流程中物流对能耗的影响。在氧化铝生产流程中，凡是由某工序向外界输出或返回上游工序处理的含氧化铝物料，必增大该工序及上游工序的实物产量，从而增大每吨氧化铝能耗，而且越是后部工序，耗能越多。
（作者单位：三门峡义翔铝业有限公司分解蒸发车间）
参考文献
[1]刘丽孺.氧化铝综合能耗的e-p分析[J].中国有色金属学报，2002，12（6）：1294-1298.
[2]陸钟武，蔡九菊.钢铁生产流程的物流对能耗的影响[J].金属学报，2000，36（4）：370-378.
关键词：拜耳法；氧化铝生产；能耗
近年来，以笔者所就职的三门峡义翔铝业有限公司为代表的能源企业为经济发展提供了重要的支撑。由于氧化铝的需求量不断增大，拜耳法生产氧化铝流程的物流对能耗的影响问题得到了广泛关注。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进。在科学技术突飞猛进的新时期，加强物流对能耗影响的研究，对我国拜耳法生产氧化铝流程有着重要意义。
一、拜耳法生产流程中有机物的来源及影响拜耳法生产能耗的因素
（一）拜耳法生产流程中有机物的来源
拜耳法铝酸钠溶液中的有机物主要来源于铝土矿，铝土矿中尤其是三水铝石矿和一水软铝石矿中含有万分之几至千分之几的有机物，这些有机物杂质在溶出过程中与碱作用进入溶液，并在流程中循环累积；有机添加剂。在氧化铝生产过程中，需要添加一些有机添加剂优化生产指标，主要有赤泥分离洗涤过程中添加的高分子絮凝剂，种分过程中的消泡剂和结晶助剂，氢氧化铝分离洗涤过程中加入脱水剂等；空气中的CO2与碱液作用会形成微量有机物；选矿拜耳法中的有机浮选剂。由于铝石型铝土矿采用浮选方法获得高铝硅比选精矿的过程中，使用了多种浮选药剂，部分有机药剂会随着铝精矿进入生产流程。
（二）影响拜耳法生产能耗的因素
在拜耳法生产中，铝土矿的铝硅比对碱耗影响十分明显，对能耗也有一定影响。能耗是拜耳法生产主要的技术经济指标。目前，拜耳法生产的能源费用占生产费用的23%-25%。随着能源价格的不断上涨，世界各国的氧化铝厂都向着节省能耗、降低生产成本的方向发展。因此，进一步分析各种生产因素对拜耳法生产能耗的影响具有实际意义。影响拜耳法生产能耗的因素很多，主要包括：铝土矿的矿物形态、铝土矿的品位；拜耳法溶出的工艺条件（如溶出温度、循环母液浓度、溶出液Ak等）；生产过程的蒸发水量；溶出、蒸发和氢氧化铝焙烧的装置水平等。因此，降低拜耳法生产能耗应从多方面着手。
二、生产能耗情况现状分析
拜耳法生产氧化铝的工艺相对来说能耗较低，但是其占成本的比例也在26%左右，因此，降低氧化铝生产的能耗是生产技术创新的重点。本文将结合笔者所就职企业的第二氧化铝厂进行分析。
（一）历年来氧化铝能源消耗
第二氧化铝厂投产之初，其工艺能耗达到769.22kgce/t-Al2O3。经过几年的努力，在加强技术创新和能源管理的同时，不断加大对生产的科技投入，从而大幅度降低了工艺能耗，到2010年已经降到了344.54kgce/t-Al2O3，建厂以来各年的能源消耗整体呈下降趋势（统计图表略）。
（二）拜耳法生产工艺能耗分布
在拜耳法生产过程中，能源消耗包括水、电、汽、油等，但主要表现在电汽的消耗上。从统计数据来看，近三年第二氧化铝厂各类工艺消耗中，电汽的消耗分别占到了总工艺能耗的10.41%和89.58%，要想降低能耗就必须从降低电和汽的消耗入手，要通过加强管理、加大科技投入来节约能源。
三、拜耳法氧化铝生产流程的实际物流图及其能耗分析
（一）实际流程中含氧化铝物料的流动情况十分复杂
运用基准物流图进行能耗分析工作，大致可按以下3步进行：第一，以某厂氧化铝生产流程为对象，收集统计期内有关的物流和能耗数据，弄清各股物流的来龙去脉，以1t氧化铝为计算基准，绘制该流程的实际物流图。第二，以实际物流图为依据，构筑生产流程的基准物流图；对照基准物流图，分析实际物流对能耗的影响。第三，对照基准物流图，分析物流对能耗的影响，就是要定量地确定偏离基准物流图的各股物流对折合1t氧化铝的的能耗的折合比、工序能耗以及每吨氧化铝能耗的影响。
（二）拜耳法流程中物流对能耗影响的分析实例
下面以某工厂为对象，具体分析拜耳法生产氧化铝流程的物流对能耗的影响。设实际拜耳法流程中，压煮溶出和管道化溶出的生产比例分别为a1，a2（a1+a2=1），则根据氧化铝生产流程基准物流图的概念，可绘出拜耳法流程的基准物流图。
（三）能耗计算和分析
1.压煮溶出和管道化溶出生产氧化铝的能耗比较
在实际物流图中，通过矿浆制备工序所消耗的蒸发母液和石灰量，可间接地将石灰煅烧和蒸发2道辅助工序联系进来。这样，根据实际物流图中各工序能耗和折合比的数值，可分别计算出用压煮溶出工艺和管道化溶出工艺生产1t氧化铝的能耗E1和E2（包括石灰煅烧和蒸发2道辅助工序在内的所有工序）。可见，为了生产1t氧化铝，用压煮溶出要比用管道化溶出多耗能6.935GJ。因此，为了降低每吨氧化铝能耗，应尽可能增加管道化溶出的比例，降低压煮溶出的比例。
2.每股物流对工序能耗和折合比的影响
影响各工序的工序能耗和折合比的物流共有7股。基准折合比加上各股物流对折合比的影响总量，正好等于实际折合比。工序能耗也满足这样的关系。在实际生产中可以发现，这些股物流有的只影响工序能耗，如矿浆制备损失，只增加该道工序的工序能耗；有的既影响工序能耗又影响折合比，如焙烧损失，既增加了焙烧工序的工序能耗，又增加了其前面各道工序的折合比。
四、结论及建议
综上所述，本文用基准物流图研究法分析了拜耳法流程中物流对能耗的影响。在氧化铝生产流程中，凡是由某工序向外界输出或返回上游工序处理的含氧化铝物料，必增大该工序及上游工序的实物产量，从而增大每吨氧化铝能耗，而且越是后部工序，耗能越多。
（作者单位：三门峡义翔铝业有限公司分解蒸发车间）
参考文献
[1]刘丽孺.氧化铝综合能耗的e-p分析[J].中国有色金属学报，2002，12（6）：1294-1298.
[2]陸钟武，蔡九菊.钢铁生产流程的物流对能耗的影响[J].金属学报，2000，36（4）：370-378.