目 录
第一篇 绪 论 ...................................................... - 1 - 第一节 氧化铝生产工艺概述 ......................................... - 1 - 第二节 氧化铝的生产原理 ........................................... - 3 - 第三节 工艺指标及释义 ............................................. - 6 - 第四节 全厂工艺流程图 ............................................ - 14 - 第二篇 氧化铝厂通用安全规程 ...................................... - 15 - 第三篇 溶出车间操作规程 .......................................... - 22 - 第一章 溶出车间生产工艺 .......................................... - 22 - 第一节 溶出车间概述 .............................................. - 22 - 第二节 工艺流程 .................................................. - 22 - 第三节 生产工艺概述 .............................................. - 22 - 第二章 溶出车间岗位操作规程 ...................................... - 24 - 第一节 车间岗位划分情况 .......................................... - 24 - 第二节 各岗位主要任务 ............................................ - 24 - 第三节 设备的开停 ................................................ - 28 - 第四节 设备巡回检查制度 .......................................... - 32 - 第三章 溶出车间设备 .............................................. - 33 - 第一节 具体设备介绍 .............................................. - 33 - 第四章 安全规程 .................................................. - 45 - 第一节 安全隐患、20类危险源 ..................................... - 46 - 第二节 溶出车间安全规程 .......................................... - 48 - 第五章 典型事故案例 .............................................. - 48 - 第一节 人身伤害事故 .............................................. - 48 - 第二节 生产事故 .................................................. - 56 - 第三节 设备事故 .................................................. - 64 - 第四篇 环境保护 ...................................... 错误！未定义书签。 第五篇 放射防护管理 ................................... 错误！未定义书签。
第一篇 绪 论
从19世纪初开始，从金属概念中分离出轻金属，通常指比重小于3.5的金属，一般指铝、镁、铍和碱金属。轻金属资源极其丰富，在地壳中其含量约为：AL2O3：15%、Fe2O3：2.5%、FeO：6.0%、CaO：8.4%、MgO：3.15%、NaO：2.5%、K2O：1.7%.目前已探明的铝土矿资源就已经达到了250亿吨，随着科技的不断发展，还会探明一些铝土矿资源，目前轻金属行业的发展前景是很大的。
第一节 氧化铝生产工艺概述
1.1氧化铝工业的发展
由于铝及其合金具有很多的优良性能，而且铝的资源又非常的丰富，因此，铝工业自问世以来发展十分迅速。1890年至1900年，全世界金属铝的总产量约为2.8万吨，到20世纪50年代中叶，铝的产量已超过铜而居有色金属之首位，产量仅次于钢铁。1990年世界原铝产量为1600多万吨（此外还有占铝总消耗量20%左右的再生铝），约占世界有色金属总产量的40%；而2003年世界原铝产量达到2800万吨。世界主要生产氧化铝的大国主要有澳大利亚、美国、俄罗斯、印度尼西亚等。
我国氧化铝工业发展迅速，建国以来，各氧化铝厂发展规模由小到大，取得了很大的成绩，先后建立了山东铝业、郑州铝厂、贵州铝厂、山西铝厂、中州铝厂、苹果铝厂等各大铝厂。
1.2氧化铝和氧化铝水合物
1.2.1氧化铝
存在于自然界中的氧化铝称为刚玉（a-Al2O3），是在火山爆发过程中形成的，它在岩石中呈无色的结晶，也可与其他氧化物杂质（氧化铬和氧化铁等）染成带色的结晶。
工业氧化铝是各种氧化铝水合物经加热分解的脱水产物，按照它们的生成温度可以分为低温氧化铝和高温氧化铝两类。
通常电解炼铝用的氧化铝是a-Al2O3和r-Al2O3的混合物。a-Al2O3它属六角晶系，由于有完整坚固的晶格，所以它是所有氧化铝同质异晶体中化学性质最稳定的一种，在酸或碱中不溶解。r-Al2O3属于立方晶系，具有很大的分散性，化学性质较为活泼，易与酸或碱溶液作用。
1.2.2氧化铝水合物
氧化铝水合物是构成自然界各种类型铝土矿的主要成份。结晶的氧化铝水合物通常按所含结晶水数目不同，分为三水型氧化铝和一水型氧化铝两类。目前认为三水型氧化铝的同类异晶体包括三水铝石、拜耳石和诺水铝石（或称新三水铝石）。一水型氧化铝的同类异晶体包括一水软铝石和一水硬铝石。
除了上述结晶的氧化铝水合物外，还有一种结晶不完善或低结晶氧化铝水合物称之为铝
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胶。如拟薄水铝石和无定型铝胶其结晶都不完善，它们都属于铝胶类。
氧化铝水合物的分类、命名及表示符号如下图1-1所示。
类别 组成 名称 三水铝石 三水型氧化铝 Al2O3·3H2O 拜耳石 诺水铝石 一水型氧化铝 Al2O3·H2O 一水软铝石 一水硬铝石 拟薄水铝石 无定型铝胶 常用符号 Al(OH)3或AL2O3·3H2O β-AlOH)3或β-Al2O3·3H2O β’-Al(OH)3或β’-Al2O3·3H2O r-AlOOH或r-Al2O3·H2O a-AlOOH或a- Al2O3·H2O a- Al2O3·nH2O(n=1.4-2.0) Al2O3·nH2O(n=3-5) 铝胶 Al2O3·nH2O 1.2.3氧化铝生产的主要用途
氧化铝的生产90%以上是供电解炼铝用，因此，氧化铝工业的盛衰主要取决于电解炼铝工业的发展状况。电解炼铝以外使用的氧化铝称之为非冶金用氧化铝或多品种氧化铝。世界上非冶金用氧化铝的开发十分迅速，并在电子、石油、化工、耐火材料、精确陶瓷、军工、环境保护及医药等许多高新技术领域取得广泛应用。
铝电解生产用氧化铝主要由a- Al2O3 和r-Al2O3所组成。氧化铝的质量直接影响所得金属铝的纯度和铝电解生产的技术经济指标。因此，作为铝电解生产原料的氧化铝对其化学纯度和物理性质都有一定的要求。
1.2.4氧化铝的化学纯度
成品氧化铝除主要成分是Al2O3外，往往含有少量的SiO2、Fe2O3、Na2O和H2O等杂质。 电解用氧化铝必须有较高的化学纯度。如果其中含有比铝更正电性元素的氧化物杂质（如SiO2、Fe2O3、TiO2、V2O5等），这些元素在电解过程中将首先在阴极析出而使铝的质量降低。SiO2还会与氟化盐发生反应，生成SiF4则是有毒气体，既污染环境又造成氟的损失。如果其中含比铝更负电性元素的氧化物（如碱金属及碱金属Na2O等），则与电解质作用，改变了电解质的正常组成，不利于电解操作。
氧化铝中残存的结晶水以灼减表示，它是最有害杂质。因为水与电解质中的AlF3作用而生成HF，造成了氟盐的损失，污染了环境。此外，当灼减高或吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解质接触时，则会引起电解质暴溅，危及操作人员的安全。
1.2.5氧化铝的物理性质
用于表征氧化铝物理性质的指标有：安息角、a-Al2O3含量、容重、粒度和比表面积以及磨损指数等。
①安息角
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安息角是指在物料在光滑平面上自然堆积的倾角。安息角较大的氧化铝在电解质中较容易溶解，在电解过程中能够很好地覆盖于电解质结壳上，飞扬损失也较小。
②a- Al2O3含量
成品氧化铝中a- Al2O3含量反映了氧化铝的焙烧程度，a- Al2O3含量越高，说明焙烧越充分。a- Al2O3的含量增多使得氧化铝的吸湿性降低，使a- Al2O3在电解质中的溶解性能较r-Al2O3差。
③容重
氧化铝的容重是指在自然状态下单位体积物料的重量。通常容重小的氧化铝有利于在电解质中溶解。
④粒度
粒度是指物料的粗细程度。氧化铝的粒度必须适当，粒度过粗在电解质中溶解速度慢，甚至沉淀；过细则容易造成飞扬损失。
⑤比表面积
比表面积是指单位质量物料的总表面积（外表面积与内孔表面积之和）。它是表示物质活性高低的一个重要指标。比表面积大的氧化铝在电解质中溶解性能好、活性大，但易吸湿。
⑥磨损指数
所谓磨损指数是指在氧化铝在特定的测定条件下磨撞后，试样中-44um粒级含量改变的百分数，磨损指数是表征氧化铝强度的一项物理指标。
根据氧化铝的物理性质通常又可将氧化铝分为砂状、面粉状、中间状三种类型。这三种类型的氧化铝在物理性质上有很大的差别。砂状氧化铝具有平均粒度较粗、粒度组成比较均匀、细粒子和过粗颗粒都比较少、比表面积大、强度高、流动性好的特点。而面粉状氧化铝的特点是细粒子含量多、平均粒径小、比表面积小、强度低、流动性差，煅烧程度高于砂状氧化铝。而中间状氧化铝的物理性质介于二者之间。
第二节 氧化铝的生产原理
2.1铝土矿的化学组成及矿物组成
2.1.1铝土矿的概述
地壳中铝的平均含量未8.7%左右，折合成氧化铝为16.4%，仅次于氧和硅，居于第三位，在金属元素中位于第一位。由于铝的化学性活泼，它在自然界只以化合物的形态存在。地壳中的含铝矿物约有250种左右，其中40%是各种铝硅酸盐，最重要的含铝矿物只有14-15种，而铝土矿就是目前氧化铝生产的主要矿石资源，世界上生产的氧化铝95%左右是从铝土矿中提炼出来的。
铝土矿是一种组成复杂、化学成分变化很大的矿石。主要含铝矿物为三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石，其次还含有不同数量的其它矿物。根据铝土矿中含铝矿物存在的形态不同将铝土矿分为三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石及混合型铝石四种类型，而我国的多数地区的
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铝土矿属于一水硬铝石型铝土矿。根据铝土矿的成因又把它分为红土型铝土矿、沉积型铝土矿、岩石型铝土矿、堆积型铝土矿四大类。从根本上讲，无论铝土矿的化学组成还是其矿物组成都取决于铝土矿矿床的成因类型。
评价铝土矿的质量不仅看它的化学成分、铝硅比的高低，而且还要看铝的类型。铝土矿中氧化铝的含量通常在45%-75%之间。铝土矿中的二氧化硅是碱法（尤其是拜耳法）生产氧化铝过程中的最有害杂质。我们把铝土矿中的氧化铝与二氧化硅的重量之比称为铝土矿的铝硅比，以符号A/S表示。氧化铝生产要求铝土矿的铝硅比和氧化铝含量越高越好，因为铝硅比和氧化铝含量对氧化铝厂的技术经济指标影响很大。处理铝硅比低的铝土矿较处理铝硅比高的铝土矿在工艺上要复杂得多，并且单位产品的投资及生产成本要高。
铝土矿的类型对氧化铝的可溶性影响较大。三水铝石最易溶于苛性碱溶液，一水软铝石次之，一水硬铝石最难溶。有资料表明，用苛性碱溶液溶出澳大利亚的三水铝石-一水软铝石混合型矿在溶出温度245℃、苛性碱浓度115℃下，溶出时间只需7分钟，我国一水硬铝石型矿在245的溶出温度和苛性碱浓度115℃下，溶出需要150分钟。
铝土矿的外观和物理化学性质变化很大，因其矿物组成和化学成分不同而异，三水铝石型多呈松散屑状，而一水硬铝石主要为石质块状，矿石结构有土状、致密状与豆鲕状。铝土矿可以具有从白色到赭色之间很多颜色。一般含铁高的呈红色，含铁低的呈灰白色、黄褐色及褐色，硬度变动于1-9之间。
我国铝土矿资源较为丰富，其特点是高铝、高硅、低铁，大部分为一水硬铝石型铝土矿，A/S多数在4.0-7.0之间，在10.0以上的优质铝土矿很少。 2.其他铝矿石
除铝土矿外，已用于工业生产的铝矿石有明矾石和霞石。 明矾石的主要成分是明矾石（Na·K）2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3
霞石（Na·K）2O·Al2O3·2SiO2经常与长石、磷灰石等矿物伴生，经选矿后所得霞石精矿氧化铝含量虽低，但可综合利用以生产氧化铝、碱和水泥。
高岭土和粘土是分布最广泛的含铝原料，其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O。由于其氧化铝含量低，氧化硅含量高，目前还没有比较经济的生产方法用其作为生产氧化铝的原料。
2.2氧化铝的生产方法
2.2.1氧化铝生产方法概述
氧化铝生产过程就是从铝土矿中提取氧化铝使之与杂质分离的过程。对于不同的铝土矿必须采用不同的生产方法，已经提出的生产氧化铝的方法大致可分为碱法、酸法、酸碱联合法、电热法、高压水化学法等几种。
目前，随着科技的不断发展，当今95%以上的氧化铝厂是采用拜耳法生产的，5%的氧化铝是拜耳-烧结联合法生产的，这些方法大都属于碱法生产氧化铝的范围。
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