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摘 要：溶出配料Rp是整个氧化铝生产的主要技术指标之一，在日常生产中溶出Rp值合格率越高氧化铝的溶出效果越好、溶出率越高。本文提出了用拜耳法生产氧化铝工艺中影响溶出配料Rp合格率的几大因素，并结合某厂氧化铝原料工艺的配料实际情况对之进行探讨，提出了提高溶出配料Rp合格率的根本途径。
关键词：拜耳法；氧化铝；溶出率；配料Rp合格率；影响因素
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0342-02
术语解释：溶出配料Rp值：溶出矿浆液中Al2O3/Na2O的比值；矿石A/S：铝土矿中氧化铝和二氧化硅的质量比；母液Nk：循环母液中苛性碱（Na2O）的浓度g/l。
某厂是全国第一家采用纯拜耳法工艺生产氧化铝的企业，在用拜耳法生产氧化铝过程中，溶出配料Rp是最主要的生产指标之一，溶出Rp值合格率越高，氧化铝的溶出效果越好、溶出率越高。在实际生产中，根据生产的不同情况，调度室会制定不同的配料要求。氧化铝生产中原料磨工序的主要任务是为溶出提供原矿浆，主要生产原料是铝土矿、石灰和循环母液，工序通过稳定下矿量并配入适量的循环母液以达到生产要求的溶出Rp值。
1 溶出Rp的影响因素及分析
1.1 矿石A/S均化效果
矿石A/S的均化效果对溶出配料Rp的合格率的影响比重较大，根据理论计算，当矿石AO含量波动1%，按照原料工艺100t/h下矿量计算，单位时间内配入的母液总量相应地会波动5m3/h，配料Rp值变化0.01。
根据表1数据可以看出，当矿石均化AO%含量波动超过3%后，单是矿石均化效果对配料Rp值的影响就超过了调度控制范围，日常生产控制中，铝矿的化验数据都是滞后的，当铝矿均化出现波动后，操作上无法及时调整，往往就会造成配料Rp合格率下降。
图2是2008年矿石均化效果对比较为明显的1月份和6月份对溶出Rp合格率产生影响的对比图，其中1月份矿石均化A/S合格率为91.8%，相对的80%高出11.8%，对应的溶出Rp合格率1月份为71.8%，比6月份的63.9%高出了7.9%，从以上分析可以看出，铝矿均化这一环节对溶出Rp的稳定起着至关重要的作用，铝矿均化效果越好，溶出Rp越稳定，反之波动越大。
造成铝矿均化效果差的原因：①设备陈旧，下矿精度差；②生产控制不严，给料机未按矿石品位调节下矿量、经常定点布矿、经常单台取料机取矿；③矿石运输混乱，相应品位的矿石未能按时、按品位入仓；④取样、制样不规范，未能真实反应铝矿真实品位等。
1.2 循环母液Nk浓度
目前，原料磨工序进行配料计算的各项物料成分数据化验滞后，循环母液的化验数据滞后大约2h，因此该工段的配料是一个连续的过程，在生产中不希望发生所供循环母液Nk浓度反复波动的情况，一旦发生就会影响到后续生产工序指标波动和生产的不稳定。因此循环母液Nk浓度的稳定与否将直接影响到溶出Rp的合格率情况，目前某厂氧化铝生产对循环母液Nk浓度的控制要求为247～255g/l，在其它条件不发生变化的情况下，母液Nk浓度的波动情况对溶出Rp的影响如表2所示。
通过表2中数据对比可以看出，当母液Nk浓度波动超过6g/l时，100t矿所需配母液总量就超过了15m3/h以上，对应的配料Rp波动超过了0.03，超出了生产上调度的控制要求，这种情况下就会造成溶出Rp合格率的降低。
以下是2008年1～6月份原料磨工段配矿所使用的循环母液Nk浓度上下两个点样差值统计：总点样数为2201，最大波动值为19g/l，平均波动值为0.0018，超出6g/l点样数为334，占总样数的百分比为15.2%。
可以看出，母液Nk浓度的点样波动值超过6g/l的达到了334个点样，占总点样数2201的15.2%，根据前面分析可知，在使用这部分母液配料时，母液总量的调整超过了15m3/h，而因为受生产数据化验滞后这一情况的限制，在生产控制上无法及时调整，这样15m3的母液量就会导致溶出Rp偏离0.03左右，造成了溶出Rp的波动。
造成蒸发母液Nk浓度波动大的原因：①母液调配波动大；②补碱量过大；③生产组织不好，母液槽低液位送料，致使母液混匀不均；④其它临时性原因。
1.3 下矿量
由于铝土矿是固体物料，在配矿过程中，铝土矿下矿量的可调节性较差，目前，绝大多数配料方式都是采用固定铝土矿下矿量，调整循环母液配入量的方式进行配矿，在配料过程中，下矿量一般为定值，不进行调整，但实际生产中由于矿石给料机精度的不同，实际下矿量往往存在一定的偏差，下矿量偏多，溶出矿浆的Rp会偏大，下矿量偏少，则溶出矿浆的Rp会偏低。自投产以来，某厂原料磨工段的给矿先后采用过板式给料机和电子皮带秤两种设备，它们的使用情况和对溶出配料Rp的影响见表3。
从表3可以看出，由于2005年以前采用精度较低的板式机，造成溶出Rp的波动达到了0.027，而改用精度相对较高的电子皮带秤，溶出Rp的波动值降到了0.014，减少了0.013。
1.4 磨机的开停
磨机的开停对溶出Rp的影响主要体现在开磨、停磨的过程中母液量的调整滞后，在实际控制中为了保证生产的正常，开磨前需打开母液流程，母液进入棒磨机后再启动棒磨机下矿，下矿滞后时间一般为5～10分钟，按照开磨之前把日常母液控制量降低到280m3/h计算，因开磨多加的母液量为14～28m3。同样在停机时，需先停下矿，再停母液，生产要求在停机后需要对残留在母液管道里面的母液进行放料，母液管线越长，残留母液量越多，通过生产实际测量，一次放出的母液量有30m3左右，放出的母液通过污泵送回生产流程，使正常母液配入量偏多，这些多加的母液就会使溶出Rp值的偏低，造成波动。对2008年1～6月份磨機开停次数对溶出Rp影响点样数的统计如表4。 从表4可以看出，随着磨机开停车次数的增加，造成溶出Rp偏离的点样数也不断增加，特别是在5、6月份，为了保证氧化铝Ⅲ、Ⅳ系列的供料，在Ⅰ、Ⅱ系列所配的矿浆经常需要向Ⅲ、Ⅳ系列矿浆槽转移，增加了Ⅰ、Ⅱ系列磨机的开停车次数，同时造成配料偏离的点样数也增加到了36和34个，因此可以得出，磨机的开停对溶出Rp的稳定产生了较大影响。
1.5 岗位人员的操作技能
在原料磨的配料作业中，往往涉及到较多数据的收集与分析、配料出现较大波动的应急处理和调整、工艺技术指标与生产的稳定性掌握等。氧化铝生产中，物料的理化数据都是人工取样送到化验室化验得出的，在取样、制样与化验等环节都可能出现误差，因此在运用“原料磨专用计算公式”计算所需配入母液量时，如果物料的理化数据出现大的波动时，准确的数据分析与处理就相当关键。另外在日常生产中经常会出现设备跳停、物料断料和堵料等造成配料指标异常波动，生产中断事故，在处理这些事故时如何做到既调整好工艺指标不出现波动，又保证生产的正常与稳定，这些就需要操作人员具有熟练的操作技能与经验。图3是原料磨工段四个生产轮班2008年1～6月份所配物料溶出Rp偏离控制中值的主效应图。
从图3可以看出，四个生产轮班的控制结果存在较大差异，其中丁班和甲班所配物料溶出Rp相对稳定，乙班控制偏低较多，丙班控制偏高较多。从中可以得出，甲班和丁班的操作技能较为熟练，丙班和乙班还需要进一步加强。
1.6 其它影响因素
在生产中，原料磨配灰量的变化、溶出洗液添加量变化、溶出率波动、溶出工序设备故障等都会造成溶出配料Rp的波动，因此也是影响溶出配料Rp合格率的重要因素。
2 提高溶出配料Rp合格率的途径
综上分析，“一是靠管理，二是靠科技”是稳定配料，提高溶出配料Rp合格率的根本途径。提高氧化铝生产中溶出配料Rp合格率必须针对各项影响因素，采取相应的措施加以控制。
2.1 强化管理、稳定配料
（1）加强进厂铝矿的监督、监控力度，做好铝土矿的分类进仓，确保相应矿仓不空仓。
（2）强化生产组织，确保均化过程中各种品位矿石按比例配矿；杜绝铝土矿均化过程中出现定点布矿；尽量减少单台取料机取料次数。
（3）控制好母液的调配，严格母液补碱量的控制（一般应小于8m3/h），蒸发母液槽应尽量保持高液位送料，确保母液成分稳定。
（4）做好开停磨机调小母液量工作。确保矿浆槽高液位开机，便于开机后有充分的缓冲时间用于母液配入总量的调整，使提前进入矿浆槽的母液和预存矿浆混合均匀；磨机停机前后调小母液量，以缓冲停机多配的母液对影响配料。最好对磨机开停机的母液量调整进行量化，制定标准，规范操作方法。
（5）做好下矿电子皮带秤的抽秤工作，及时校正下矿精度，保证下矿准确度。
（6）结合实际生产数据，不断完善现有的“原料磨配料计算公式”，提高计算母液量的准确度。
（7）控制好溶出工序的蒸汽量，保证溶出温度，稳定溶出率。
（8）根据操作工配料技能的熟练情况，有针对性地进行培训，提高职工操作技能。
2.2 依靠科技科技进步，优化指标，提高溶出Rp的稳定性
（1）使用精度更高，运行稳定性更好的矿石电子皮带秤给矿。
（2）铝土矿取样采用自动取样器作业，保证取样准确性。
（3）对运行不稳定的设备及时改造，保证生产的连续性和稳定性。
（4）运用密度计对溶出进料矿浆进行密度监控，为原料磨配料提高参考。
3 结 语
溶出配料Rp是氧化铝生产工艺最重要的指标之一，它的稳定性直接影响到氧化铝溶出率的高低，对氧化铝的产出率起着杠杆调节的作用。本文通过对配料过程中影响溶出Rp因素的探讨与分析，提出了稳定配料，提高溶出Rp合格率的方法和途径，对原料磨工段配料工艺具有一定的指导意义。
参考文献
[1]杨重愚.氧化铝生产工艺学.
[2]中铝某厂.氧化铝生产物料平衡计算.
[3]中铝某厂.氧化铝生产操作规程.
[4]中铝某厂.氧化铝生产技术年报.
收稿日期：2018-3-9
作者简介：陈 海（1971-），男，工程師，本科，从事氧化铝生产等工作。
关键词：拜耳法；氧化铝；溶出率；配料Rp合格率；影响因素
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0342-02
术语解释：溶出配料Rp值：溶出矿浆液中Al2O3/Na2O的比值；矿石A/S：铝土矿中氧化铝和二氧化硅的质量比；母液Nk：循环母液中苛性碱（Na2O）的浓度g/l。
某厂是全国第一家采用纯拜耳法工艺生产氧化铝的企业，在用拜耳法生产氧化铝过程中，溶出配料Rp是最主要的生产指标之一，溶出Rp值合格率越高，氧化铝的溶出效果越好、溶出率越高。在实际生产中，根据生产的不同情况，调度室会制定不同的配料要求。氧化铝生产中原料磨工序的主要任务是为溶出提供原矿浆，主要生产原料是铝土矿、石灰和循环母液，工序通过稳定下矿量并配入适量的循环母液以达到生产要求的溶出Rp值。
1 溶出Rp的影响因素及分析
1.1 矿石A/S均化效果
矿石A/S的均化效果对溶出配料Rp的合格率的影响比重较大，根据理论计算，当矿石AO含量波动1%，按照原料工艺100t/h下矿量计算，单位时间内配入的母液总量相应地会波动5m3/h，配料Rp值变化0.01。
根据表1数据可以看出，当矿石均化AO%含量波动超过3%后，单是矿石均化效果对配料Rp值的影响就超过了调度控制范围，日常生产控制中，铝矿的化验数据都是滞后的，当铝矿均化出现波动后，操作上无法及时调整，往往就会造成配料Rp合格率下降。
图2是2008年矿石均化效果对比较为明显的1月份和6月份对溶出Rp合格率产生影响的对比图，其中1月份矿石均化A/S合格率为91.8%，相对的80%高出11.8%，对应的溶出Rp合格率1月份为71.8%，比6月份的63.9%高出了7.9%，从以上分析可以看出，铝矿均化这一环节对溶出Rp的稳定起着至关重要的作用，铝矿均化效果越好，溶出Rp越稳定，反之波动越大。
造成铝矿均化效果差的原因：①设备陈旧，下矿精度差；②生产控制不严，给料机未按矿石品位调节下矿量、经常定点布矿、经常单台取料机取矿；③矿石运输混乱，相应品位的矿石未能按时、按品位入仓；④取样、制样不规范，未能真实反应铝矿真实品位等。
1.2 循环母液Nk浓度
目前，原料磨工序进行配料计算的各项物料成分数据化验滞后，循环母液的化验数据滞后大约2h，因此该工段的配料是一个连续的过程，在生产中不希望发生所供循环母液Nk浓度反复波动的情况，一旦发生就会影响到后续生产工序指标波动和生产的不稳定。因此循环母液Nk浓度的稳定与否将直接影响到溶出Rp的合格率情况，目前某厂氧化铝生产对循环母液Nk浓度的控制要求为247～255g/l，在其它条件不发生变化的情况下，母液Nk浓度的波动情况对溶出Rp的影响如表2所示。
通过表2中数据对比可以看出，当母液Nk浓度波动超过6g/l时，100t矿所需配母液总量就超过了15m3/h以上，对应的配料Rp波动超过了0.03，超出了生产上调度的控制要求，这种情况下就会造成溶出Rp合格率的降低。
以下是2008年1～6月份原料磨工段配矿所使用的循环母液Nk浓度上下两个点样差值统计：总点样数为2201，最大波动值为19g/l，平均波动值为0.0018，超出6g/l点样数为334，占总样数的百分比为15.2%。
可以看出，母液Nk浓度的点样波动值超过6g/l的达到了334个点样，占总点样数2201的15.2%，根据前面分析可知，在使用这部分母液配料时，母液总量的调整超过了15m3/h，而因为受生产数据化验滞后这一情况的限制，在生产控制上无法及时调整，这样15m3的母液量就会导致溶出Rp偏离0.03左右，造成了溶出Rp的波动。
造成蒸发母液Nk浓度波动大的原因：①母液调配波动大；②补碱量过大；③生产组织不好，母液槽低液位送料，致使母液混匀不均；④其它临时性原因。
1.3 下矿量
由于铝土矿是固体物料，在配矿过程中，铝土矿下矿量的可调节性较差，目前，绝大多数配料方式都是采用固定铝土矿下矿量，调整循环母液配入量的方式进行配矿，在配料过程中，下矿量一般为定值，不进行调整，但实际生产中由于矿石给料机精度的不同，实际下矿量往往存在一定的偏差，下矿量偏多，溶出矿浆的Rp会偏大，下矿量偏少，则溶出矿浆的Rp会偏低。自投产以来，某厂原料磨工段的给矿先后采用过板式给料机和电子皮带秤两种设备，它们的使用情况和对溶出配料Rp的影响见表3。
从表3可以看出，由于2005年以前采用精度较低的板式机，造成溶出Rp的波动达到了0.027，而改用精度相对较高的电子皮带秤，溶出Rp的波动值降到了0.014，减少了0.013。
1.4 磨机的开停
磨机的开停对溶出Rp的影响主要体现在开磨、停磨的过程中母液量的调整滞后，在实际控制中为了保证生产的正常，开磨前需打开母液流程，母液进入棒磨机后再启动棒磨机下矿，下矿滞后时间一般为5～10分钟，按照开磨之前把日常母液控制量降低到280m3/h计算，因开磨多加的母液量为14～28m3。同样在停机时，需先停下矿，再停母液，生产要求在停机后需要对残留在母液管道里面的母液进行放料，母液管线越长，残留母液量越多，通过生产实际测量，一次放出的母液量有30m3左右，放出的母液通过污泵送回生产流程，使正常母液配入量偏多，这些多加的母液就会使溶出Rp值的偏低，造成波动。对2008年1～6月份磨機开停次数对溶出Rp影响点样数的统计如表4。 从表4可以看出，随着磨机开停车次数的增加，造成溶出Rp偏离的点样数也不断增加，特别是在5、6月份，为了保证氧化铝Ⅲ、Ⅳ系列的供料，在Ⅰ、Ⅱ系列所配的矿浆经常需要向Ⅲ、Ⅳ系列矿浆槽转移，增加了Ⅰ、Ⅱ系列磨机的开停车次数，同时造成配料偏离的点样数也增加到了36和34个，因此可以得出，磨机的开停对溶出Rp的稳定产生了较大影响。
1.5 岗位人员的操作技能
在原料磨的配料作业中，往往涉及到较多数据的收集与分析、配料出现较大波动的应急处理和调整、工艺技术指标与生产的稳定性掌握等。氧化铝生产中，物料的理化数据都是人工取样送到化验室化验得出的，在取样、制样与化验等环节都可能出现误差，因此在运用“原料磨专用计算公式”计算所需配入母液量时，如果物料的理化数据出现大的波动时，准确的数据分析与处理就相当关键。另外在日常生产中经常会出现设备跳停、物料断料和堵料等造成配料指标异常波动，生产中断事故，在处理这些事故时如何做到既调整好工艺指标不出现波动，又保证生产的正常与稳定，这些就需要操作人员具有熟练的操作技能与经验。图3是原料磨工段四个生产轮班2008年1～6月份所配物料溶出Rp偏离控制中值的主效应图。
从图3可以看出，四个生产轮班的控制结果存在较大差异，其中丁班和甲班所配物料溶出Rp相对稳定，乙班控制偏低较多，丙班控制偏高较多。从中可以得出，甲班和丁班的操作技能较为熟练，丙班和乙班还需要进一步加强。
1.6 其它影响因素
在生产中，原料磨配灰量的变化、溶出洗液添加量变化、溶出率波动、溶出工序设备故障等都会造成溶出配料Rp的波动，因此也是影响溶出配料Rp合格率的重要因素。
2 提高溶出配料Rp合格率的途径
综上分析，“一是靠管理，二是靠科技”是稳定配料，提高溶出配料Rp合格率的根本途径。提高氧化铝生产中溶出配料Rp合格率必须针对各项影响因素，采取相应的措施加以控制。
2.1 强化管理、稳定配料
（1）加强进厂铝矿的监督、监控力度，做好铝土矿的分类进仓，确保相应矿仓不空仓。
（2）强化生产组织，确保均化过程中各种品位矿石按比例配矿；杜绝铝土矿均化过程中出现定点布矿；尽量减少单台取料机取料次数。
（3）控制好母液的调配，严格母液补碱量的控制（一般应小于8m3/h），蒸发母液槽应尽量保持高液位送料，确保母液成分稳定。
（4）做好开停磨机调小母液量工作。确保矿浆槽高液位开机，便于开机后有充分的缓冲时间用于母液配入总量的调整，使提前进入矿浆槽的母液和预存矿浆混合均匀；磨机停机前后调小母液量，以缓冲停机多配的母液对影响配料。最好对磨机开停机的母液量调整进行量化，制定标准，规范操作方法。
（5）做好下矿电子皮带秤的抽秤工作，及时校正下矿精度，保证下矿准确度。
（6）结合实际生产数据，不断完善现有的“原料磨配料计算公式”，提高计算母液量的准确度。
（7）控制好溶出工序的蒸汽量，保证溶出温度，稳定溶出率。
（8）根据操作工配料技能的熟练情况，有针对性地进行培训，提高职工操作技能。
2.2 依靠科技科技进步，优化指标，提高溶出Rp的稳定性
（1）使用精度更高，运行稳定性更好的矿石电子皮带秤给矿。
（2）铝土矿取样采用自动取样器作业，保证取样准确性。
（3）对运行不稳定的设备及时改造，保证生产的连续性和稳定性。
（4）运用密度计对溶出进料矿浆进行密度监控，为原料磨配料提高参考。
3 结 语
溶出配料Rp是氧化铝生产工艺最重要的指标之一，它的稳定性直接影响到氧化铝溶出率的高低，对氧化铝的产出率起着杠杆调节的作用。本文通过对配料过程中影响溶出Rp因素的探讨与分析，提出了稳定配料，提高溶出Rp合格率的方法和途径，对原料磨工段配料工艺具有一定的指导意义。
参考文献
[1]杨重愚.氧化铝生产工艺学.
[2]中铝某厂.氧化铝生产物料平衡计算.
[3]中铝某厂.氧化铝生产操作规程.
[4]中铝某厂.氧化铝生产技术年报.
收稿日期：2018-3-9
作者简介：陈 海（1971-），男，工程師，本科，从事氧化铝生产等工作。