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中铝山西分公司研发“熟料低温烧结新技术”日臻成熟

发布时间:2015-10-14
  烧结法生产氧化铝,由于工艺复杂、生产成本较高,在国内屈指可数。   目前,中铝公司只有山西分公司、中州分公司、山东分公司、河南分公司4家,近10多年内发展的民营企业几乎没有烧结生产,中电投原平厂虽有烧结法,但产量很低。其他民营企业烧结法生产,主要是从粉煤灰等进行提取,用于资源综合利用。   就烧结法生产现状来说,目前熟料低A/S(1.6以下)生产企业很少,只有中铝山西分公司和中电投原平氧化铝厂。随着矿石资源品位越来越低,从长远发展来看,因拜耳法是高品位铝矿石生产,烧结法具有低品位铝矿石的工艺特性,加之山西铝土矿的特性,中铝山西分公司的拜耳、烧结串联法生产工艺具有较大的降本潜力,且提产的关键在于烧结系统多回收拜耳法赤泥,是山西分公司实现本质脱困目标的关键所在。而烧结法原有工艺技术,由于生产成本高,陷入了产能无力再提高的窠臼。尤其近5年来,由于串联法生产熟料A/S过低、熟料过硬,溶出熟料率较低,大幅提产尤为艰难。   2013年初,中铝山西分公司根据工艺理论和多年生产实践技术,经过严谨的工艺理论研究和技术分析,开创性地提出了“熟料低温烧结技术”试验,以降低熟料硬度,提高可磨性,降低烧成煤耗,最终逐步达到提高溶出磨产能的目的。   近年来,在氧化铝生产经营一直处于盈利边缘的严峻形势下,中铝山西分公司,时不待我,奋发向前。在理论和实践相结合的基础上,大胆将技术理论应用于生产实践中。通过严谨周密的科学分析、论断,核算出各类数据匹配的参数和控制措施。作为烧结法生产主体的第一氧化铝厂,责无旁贷地承担了“熟料低温烧结新技术”试验和实践探索。   像这样几乎完全推翻以往高A/S烧结的工艺技术创新,不但山西分公司生产近30年前所未有,也是氧化铝生产史上的工艺革新,而直接将该技术应用于生产过程中进行大工业试验,需要远见卓识的胆魄和胆识,这种担当和责任就落在了该企业第一氧化铝厂的肩上。   2013年 4 月份,在山西分公司相关单位协助下,该铝厂以不负众望的胆魄,将理论践行于生产中,开始了长达一年多历尽艰辛的技术理论与实践相结合的试验、攻关和生产实际探索。   氧化铝生产是个关联性非常密切的大工艺流程,其间物料的化学、物理反应牵一发而动全身,重要环节的工艺技术但凡改变,每个环节的工艺都存在技术性的革新与开创。看是“低温烧结工序技术”的改变,其实是整个烧结法系统工艺流程的全线开创性技术革新。与低温烧结相匹配的是前工序料浆的供应和成分的稳定,和后道工序沉降系统的操作调控和探索。   熟料低温烧结,是熟料烧结的技术革命、创新和开拓,必须打破几十年固有烧结模式、固有控制参数、固有程序控制和固有指标调控范围。烧结法提高产量的关键在溶出磨系统,而溶出磨前道工序熟料烧结的产量和质量是提产的保障。但该厂生产现实状况是低A/S熟料烧结极易出现两极分化现象,生产中总是出现过烧或欠烧的情况。过烧则易导致熟料液相大、密度大、硬度大,溶出磨磨料困难、下料困难,难以提产;欠烧则易导致沉降槽负荷大、跑浑难以通过。   而这种鲜有的熟料烧结开拓性革命,不要说对管理指挥者是胆魄胆识的考验,对于拥有20多年熟料窑主操的技术员工也是颠覆性的技术操练。正如该工序值班长屈令功所言:“一开始,我都是缩手缩脚地操作,不要说员工了。”但后续沉降工序是否跑浑就足以让他们难以扭转思维、难以完全放开试验的情绪,何况还要对喷嘴、瞬时流量、冷热风门开度等条件的烧结探索和摸索着试验。   为此,分公司、分厂多次召开“熟料低温烧结”专题会议,从理论、思想、结果、责任和担当上,为熟料窑主操们释怀解疑、壮胆、鼓劲,最终达成本次历史性技术革命的践行。这种由高温转低温烧结的初始生产,主要是用煤量、烧成带温度的控制、物料烧结过程的控制和观察试验。试验之初,在对熟料容重、用煤量、烧成带温度等系列数据进行严密监测的同时,抽样化验是首要数据积累和探索调整的必要依据。操作上不但探索各种工艺条件,还要克服窑内大蛋的形成,烧结不稳定等诸多即时难题。针对降低熟料烧结硬度、提高可磨性,降低烧成煤耗等技术难题,该厂每周频繁抽样130个,为实验操作提供技术性指导,通过取样、制样、称重、观察物料颜色、分析指标变化等,选择出不同物料状况下,烧结度与标准溶出率的关系,为下步操作控制提供调整依据。   通过长达一年多艰辛试验,该厂逐步突破烧成温度、容重适度、火焰形状等技术难题,于2014年末趋于稳定,熟料可磨性得到提高,溶出磨下料量在未增加设备、未进行设备改造的基础上稳步提升。2014年溶出磨下半年较上半年初提高8.7t/h,2015年上半年较2014年提高22.3t/h;由于烧成温度降低,吨熟料煤耗较年初降低5kg,年可为企业节约煤耗400多万元。然而这些成效只是“熟料低温烧结技术”试验的初显性经济效益,由于熟料净溶ηA、ηN的两个技术指标较以往有所下降,且一直在85%徘徊,并不能代表该项技术试验真正意义上的成功。   熟料净溶指标不仅是关键性的技术指标,更是隐性的尤为可观的经济指标。就工艺理论而言,熟料净溶ηA、ηN两个指标,在85%的基础上每提高1%,年可创造经济价值1000万元。2015年初,第一氧化铝厂把“提高净溶ηA、ηN1%”作为熟料质量专项攻关目标,形成了“熟料低温烧结”与“提高熟料净溶”相得益彰的双重攻关互动效应。   通过拓展延伸优化料浆配方、强化烧成,熟料净溶逐渐趋于稳定,且处于稳定提升的良好趋势。2015年熟料净溶ηA和ηN分别由元月份的85.67%、86.34%提高至8月份的87.19%、89.52%;尤为可观的是溶出磨下料量,今年以来月月保持在220t/h以上,且单日下料量相继突破240t/h、250t/h、260t/h大关,8月份日下料量最高达263t/h,创下了串联法生产以来的新纪录。这3个标志性数据呈现的大幅稳定提高和煤耗的降低,标志着“熟料低温烧结技术”试验取得圆满成功,成为中铝山西分公司日臻成熟的新工艺技术和极具竞争力的潜在效益。
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