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1绪论1

1．1氧化铝工业及铝土矿资源1

氧化铝工业的发展1

铝土矿资源概况2

1．2氧化铝厂设计的特点3

1．3氧化铝厂建设项目的立项和设计招标4

立项4

招标5

1．4氧化铝厂设计的作用和任务5

氧化铝厂设计的作用5

氧化铝厂设计的任务5

1．5氧化铝厂设计的原则6

1．6氧化铝厂设计的程序8

1．7氧化铝厂设计的内容9

项目建议书10

可行性研究和设计任务书10

编制初步设计14

编制施工图设计16

工艺流程图的绘制17

1．8原始资料的收集20

原始数据及资料20

资料的来源21

1．9氧化铝厂设计的发展动向21

1．10氧化铝厂建设项目设计的组织及机构22

氧化铝厂项目设计组织22

氧化铝厂项目设计机构23

1．11设计部门与其他部门的关系23

2氧化铝厂厂址选择26

2．1厂址选择的意义和方法26

2．2厂址选择的原则及指标26

厂址选择的原则26

厂址选择的指标29

2．3厂址选择的程序和注意事项29

厂址选择的程序29

厂址选择的注意事项32

2．4厂址的技术经济分析32

综合比较法32

多因素综合评分法32

2．5厂址选择实例简析34

山西铝厂的厂址选择34

平果铝厂的厂址选择34

3产品方案及建设规模36

3．1工业氧化铝的种类及质量36

氧化铝的纯度36

氧化铝的物理性质37

3．2多品种氧化铝简介38

3．3我国多品种氧化铝生产概况42

3．4氧化铝厂生产多品种氧化铝的重要作用45

3．5氧化铝市场情况调查与分析46

3．6产品方案的论证确定48

产品方案和产品组合48

产品方案的评估49

氧化铝产品方案的选择50

3．7建设规模51

建设规模的含义及标志51

影响建设规模的主要因素51

建设规模的确定方法54

4生产方法和工艺流程选择57

4．1生产方法的选择57

生产方法选择的意义57

生产方法选择的步骤57

4．2工艺流程的选择58

工艺流程选择的内容58

影响工艺流程选择的主要因素59

工艺流程选择的基本原则60

工艺流程方案比较的方法60

4．3氧化铝生产方法63

拜耳法63

烧结法65

拜耳—烧结联合法67

选矿—拜耳法新工艺70

石灰—拜耳法72

4．4拜耳法主要生产车间工艺流程73

原矿浆制备73

铝土矿溶出76

赤泥的分离和洗涤86

铝酸钠溶液的晶种分解92

氢氧化铝焙烧96

种分母液蒸发及一水苏打苛化96

5工艺过程衡算103

5．1物料衡算103

物料衡算概述103

物料衡算的作用103

物料衡算计算公式104

物料衡算的依据104

物料衡算的基准104

物料衡算的顺序105

物料衡算的方法105

拜耳法生产氧化铝的物料衡算示例106

烧结法生产氧化铝的物料衡算示例121

拜耳—烧结串联法生产氧化铝的物料衡算示例135

5．2热量衡算147

热量衡算概述147

热量衡算方程式及计算方法148

常用热力学数据的计算151

有效平均温差和壁温的确定153

加热剂和冷却剂及其他能量消耗的计算154

？分析及其应用156

6工艺设备的选择与计算165

6．1工艺设备选择与计算的任务及依据165

6．2工艺设备选型与计算的原则165

6．3主要工艺设备的选择与计算166

矿石粉碎设备166

铝土矿溶出设备170

赤泥的分离与洗涤设备173

粗液控制过滤设备183

铝酸钠溶液分解设备185

氢氧化铝焙烧设备194

种分母液蒸发设备195

输送设备199

7工厂布置203

7．1氧化铝厂的结构和组成203

氧化铝厂的结构203

专业技术人员203

氧化铝厂的组成203

7．2氧化铝厂布置的基本任务204

7．3氧化铝厂总平面布置204

氧化铝厂总平面布置的依据和内容204

氧化铝厂总平面布置的原则205

厂区平面布置207

厂区竖向布置212

管廊布置213

绿化布置214

总平面布置的技术经济指标214

某地区拟建60万t／a氧化铝厂的总平面布置设计方案215

氧化铝厂总平面布置实例218

7．4车间布置221

车间布置概述221

车间布置设计内容和程序221

厂房布置224

设备布置233

8高压溶出车间工艺设计247

8．1高压溶出方法及技术条件的选择247

铝土矿溶出技术的发展247

几种溶出方法的优缺点247

溶出流程的选择249

高压溶出技术条件的选择250

8．2高压溶出过程的热平衡计算251

高压溶出车间工艺流程251

溶出矿浆的自蒸发水量251

原矿浆由溶出矿浆的自蒸发蒸汽预热的温度253

原矿浆由新蒸汽冷凝水预热的温度255

原矿浆预热后的温度255

进出各级预热器的蒸汽与矿浆的平均温度差256

8．3高压溶出车间主要工艺设备的选择与计算257

溶出器的选择与计算257

中间脱硅罐的选择与计算262

预脱硅槽的选择与计算262

自蒸发器的选择与计算262

油压泵的计算与选择266

8．4高压溶出车间主要工艺设备明细270

8．5高压溶出车间工艺设备布置270

8．6高压溶出车间厂房的建筑结构271

8．7高压溶出车间的平面立面布置图272

8．8高压溶出车间的安全技术与防爆措施273

安全技术273

防爆措施274

9氢氧化铝焙烧车间工艺设计276

9．1氢氧化铝焙烧的目的及物理化学变化276

9．2氢氧化铝焙烧技术的发展276

回转窑焙烧工艺276

流态化焙烧工艺278

几种氢氧化铝焙烧装置的性能比较278

9．3焙烧过程的热平衡计算279

燃料的分类279

燃料的成分279

燃料中各成分的作用280

燃料的选择280

燃料燃烧计算280

热平衡计算281

空气消耗量283

废气的数量和组成283

9．4氢氧化铝流态化焙烧炉设计284

氢氧化铝流态化焙烧炉炉型284

主要设备尺寸确定288

主要部件293

耐火材料296

流态化焙烧炉理论计算303

焙烧炉的检测与控制309

国内氢氧化铝流态化焙烧炉主要结构参数及技术经济指标309

9．5辅助设备的选择314

除尘装置314

氧化铝贮存和输送设备318

氧化铝包装设备318

10非工艺专业设计322

10．1工艺专业与非工艺专业的相互关系322

10．2土建设计323

土建设计的依据324

土建设计的条件324

土建设计的内容325

10．3设备设计325

设备设计的任务325

非标准设备设计的内容325

非标准设备设计的条件335

非标准设备设计的程序335

10．4电气设计336

概述336

电气设计内容336

电气设计条件337

10．5自控设计338

自控设计的任务和原则338

常用自控仪表的种类339

常用自控仪表的选用339

自控设计条件348

自控设计的主要内容和要求349

10．6给排水设计354

水源条件选择354

给排水设计条件356

10．7采暖通风设计357

条件选择357

采暖通风设计条件357

11管道设计358

11．1管道设计基础358

设计原则和内容358

管道的分类与等级359

11．2管道及其组件的材料与规格362

管道的材料与规格362

管道组件的材料与规格364

11．3管道计算368

管径和管壁厚度的确定368

流槽的计算374

管道压力降的计算374

管道阀门和管件的选择380

不同流体常用的管道材料和阀门形式383

管道保温设计384

管道应力分析与热补偿388

11．4管道布置390

管道敷设的种类及管道支架390

管道布置的基本要求与主要原则394

管道布置图396

单元设备的管道布置407

烟气管道和烟囱设计410

11．5材料统计413

11．6计算机辅助设计的应用414

12环境保护与资源综合利用416

12．1氧化铝厂对环境的影响416

废气和粉尘的污染416

废水的污染417

赤泥的污染418

12．2环境保护设计的原则419

12．3环境保护设计的主要内容和依据421

环境保护设计的主要内容和深度421

环境保护设计的依据421

12．4环境保护设计的基本要求421

厂址选择与总平面布置421

卫生防护距离422

清洁生产422

大气污染防治423

水污染防治424

固体废物污染防治425

生态环境保护与水土保持426

噪声污染防治428

光污染防治428

绿化设计428

投资预算428

12．5环境污染防治措施429

清洁生产措施429

废气的治理措施430

生产废水的治理措施430

赤泥堆场及赤泥附液的污染防治措施434

生态环境保护与水土保持措施445

噪声污染防治措施446

氧化铝厂环境监测站的设计447

12．6赤泥的综合利用450

烧结法赤泥450

拜耳法赤泥454

明矾石渣456

12．7镓的回收456

石灰法457

碳酸法459

汞阴极电解法459

置换法460

有机溶剂萃取和离子交换树脂吸附法461

12．8钒和钪的回收462

13工程经济465

13．1建设项目投资概算465

概述465

建设项目投资的组成466

固定资产投资466

流动资产投资470

固定资产的估算法476

单元设备价格估算478

工程概算书的编制480

13．2生产成本的作用和估算484

成本及其分类484

成本的作用485

生产成本估算486

每吨氧化铝的成本估算及分析488

13．3经济评价490

建设项目财务评价的主要指标490

项目财务评价的基本报表492

综合技术经济指标492

13．4企业组织机构与劳动定员493

企业组织机构493

劳动定员496

附录502

附录1 我国六大氧化铝厂概况502

附录2 常用标准代号及设计规范505

附录3 流程图中常用设备符号508

附录4 我国各省（区）铝土矿资源分布概况510

附录5 我国铝土矿的矿床类型及化学成分511

附录6 中国主要地区的气象资料512

参考文献516