年产7000吨氧化铝的车间工艺设计专业名称:化学工程与工艺 设计人:王九 指导老师:宋和付摘要：本设计为年产7000吨氧化铝的车间工艺设计，介绍了含氧化铝量为28%的高岭土类矿石在盐酸的作用下浸出，在萃取分离后经与氨水反应生成氢氧化铝，后经煅烧生成氧化铝。根据设计要求，对生产原理和工艺流程进行了选择和论证，对整个装置进行了物料衡算和热量衡算，对主要设备进行了设计和选型，同时对本装置的安全生产与三废治理做了相关的探讨。关键词：高岭土; 盐酸; 氧化铝The Technical Contrivance of 700ton Alumina Factory RactChemical Engeering and Technology Designer：shaoqing Wang Director：hefu SongAbstract:This design is focused on the product of 700 tons alumina technical contrivance. The production procedure of kaolinite solution is presented. The kaolinite are containing alumina 28% and react with hydrochloric acid to produce the aluminium solution. The solution is treated by extraction system and react with ammonia water ,aluminium hydroxide will be precipitated out. Using roaster calcing it and alumina is produced. according to the design, the produce principle and craft production way of formaldehyde are selected with the techonology also investigated. The calculating mass balance and the heat balance of the subordination equipments; Right for the major equipment design and selection, on the device's safety production and waste management have done a related study.Key words:kaolinite; hydrochloric acid; alumina目录1 总论 51.1 世界铝土矿的情况 61.2 国内铝土矿的情况 61.3 国内氧化铝工业现状 71.4 国内氧化铝工业的发展前景 82 主要反应物与产品性质 92.1 矿石资料 92.2 氧化铝的性质 92.3 铝的性质 102.4盐酸的性质 102.5 氨水的性质 113 生产工艺的选择[5] [15] [14] [13] 123.1 氧化铝的生产方法[4] 123.1.1 酸法生产氧化铝 123.1.2 碱法生产氧化铝 123.1.3 电热法生产氧化铝 133.2 生产工艺的选择——酸法工艺 133.2 1 选择依据 133.2.2 工艺的技术创新性 133.2.3 盐酸法工艺流程详述 143.3 影响反应的因素 153.4 除杂 164 工艺流程物料和能量的计算 164.1 物料衡算 164.1.1 盐酸浸取的反应 164.1.2 过滤工段1 184.1.3 萃取[11] 194.1.4 氨水用量的计算 204.1.5 过滤工段2 214.1.6 蒸发水量 224.1.7包装 224.2 能量衡算 234.2.1 物料条件 234.2.2物料衡算与能量衡算 235 主要设备的计算与选型[12] 245.1 泵的选型 245.1.1 输送30%的盐酸 245.1.2 浸取矿浆从反应器到板框过滤机 245.1.3 滤液从板框过滤机到萃取段 245.1.4 萃取水相进入中和反应器 245.1.5.氨水输送至反应器 255.1.6 过滤氢氧化铝得到的滤液输送至蒸发器 255.2 主要管道的计算与选型 255.2.1 盐酸管道的选择[7] 255.2.2 自来水管 255.2.3 浸取矿浆从反应器到板框过滤机 265.2.4 从过滤机1到萃取槽 265.2.5 氨水输送至中和反应池 265.2.6 滤液输送至蒸发器 265.3 板框过滤机的选择 275.3.1 过滤盐酸浸取矿浆 275.3.2 过滤氢氧化铝 275.3.3 过滤氢氧化铁 275.4 储罐选择 275.4.1 盐酸储罐 275.4.2 氨水贮罐 285.5 反应器 285.5.1 盐酸浸取反应器1 295.5.2 中和反应器1 295.5.3 中和反应器2 295.6 氧化剂贮槽 305.7 萃取槽 305.8蒸发器 305.9 离心机 305.10干燥器 315.11 粉碎机 315.12管道涂色 325.13 泵的选型 325.13.1 泵的选型原则 325.13.2 泵的造型依据 335.14 阀门的选择 336 管路布置设计应考虑的问题 336.1 物料因素 336.2 管路布置 347 安全生产及三废处理 357.1 安全生产 357.2 “三废”治理 367.2.1 化工污水的一般处理方法 367.2.2 废渣的处理 367.2.3 废气的处理 36结论 37致谢语 38参考文献 39附 录 40前言铝是地壳中分布最广泛的元素之一，属亲石亲氧元素。铝在自然界中多成氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在，极少发现铝的自然金属，工业用铝一般是由电解氧化铝得到的。世界铝土矿资源丰富，资源保证度高，按世界铝土矿产量（1.3—1.5亿吨/年）计算，静态保证年限在200年以上。2002年世界上已经探明的铝土矿储量约为250亿吨，储量基础约为340亿吨。主要分布在南美洲（33%0，非洲（27%），亚洲（17%），大洋洲（13%）和其他地区（10%）。随着金属铝用量的不断扩大，铝土矿的开采量也在不断增加。到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位，这时的铝已不单属于皇家贵族所有，它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常广泛, 不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用。1990年，世界铝土矿的产量为11285万吨，主要的铝土矿生产国有澳大利亚，几内亚，巴西和牙买加等。2001年，以上四国的铝土矿产量约占全球产量的70%。自然界已知的含铝矿物有258种，其中常见的矿物约43种。实际上，由纯矿物组成的铝矿床是没有的，一般都是共生分布，并混有杂质。从经济和技术观点出发，并不是所有的含铝矿物都能成为工业原料。当前主要用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的中高品位铝土矿。铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O，五者总量占成分的95%以上，一般＞98%，次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质等，微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3主要存在于铝矿物——水铝石、一水软铝石、三水铝石中，其次存在于硅矿物中(主要是高岭石类矿物)。 氧化铝的生产方式可分为三种：1、碱法生产氧化铝。2、酸法生产氧化铝。3、电热法生产氧化铝。本设计采用酸法中的盐酸法，处理品位为28%的低品位高岭土类矿物以生产氧化铝。在获得氧化铝产品的同时，针对矿石含铁元素的特点，对铁进行了回收。由于生产中用到氨水等含氮物，设计了从废水中提取副产化肥的工艺流程。在这三个月的毕业设计中，查阅了当前国内外氧化铝生产的工艺资料，按照毕业设计的要求，根据当前国内学者对我国酸法生产氧化铝的工艺研究，采用盐酸浸取矿石，用氨水反应合成，经煅烧生产氧化铝，并绘制了生产工艺流程图，重要设备的装配图。