《能源监测与评价》——高耗能企业的节能监测（三）

2.铝的生产工艺流程

铝在地壳中含量约为8.8%，炼铝最主要的矿石为铝土矿，世界上95%以上的氧化铝都是用铝土矿生产的。

金属铝的生产包括从铝土矿中生产氧化铝和氧化铝电解出铝锭两个主要过程，此法一直是生产金属铝的唯一方法。生产铝的工艺流程如图4-12所示。

(1)氧化铝的生产。电解铝对氧化铝质量的要求主要是纯度，含氧化铝应大于98.2%，因为氧化铝纯度是影响原铝质量和电解过程的主要因素。若氧化铝含有比铝更正电性元素的氧化物，则在电解过程中，这些氧化物将分解并在阴极上析出相应元素，使铝的质量降低。

根据处理原料的不同，需要使用不同的方法提取氧化铝，工业上使用的方法有酸法和碱法两大类，但目前工业上几乎全都是采用碱法，其中以拜耳法使用最广，世界上90%的氧化铝是用拜耳法生产的，其工艺流程如图4-13所示。

拜耳法生产氧化铝是将破碎、细磨的铝土矿粉在碱性溶液中充分溶解成铝酸钠溶液，铝土矿的溶出是在不断喷人蒸汽加热和搅拌的压煮器中进行。之后在沉降槽中进行洗涤将铝酸钠与赤泥分开，将晶种加入分离赤泥后的铝酸钠溶液中，并在圆筒形空气搅拌分解槽中进行分解，氢氧化铝将再进入浓缩槽浓缩、分级、过滤。过滤后的氢氧化铝送到高温回转窑中进行煅烧，煅烧的任务是将氢氧化铝完全脱水并制出实际上不吸水的适合电解要求的氧化铝;

分离后得到分解母液(苛性碱溶液)则送蒸发站处理。煅烧窑温为1200℃，消耗大量热能。拜耳法流程简单，产品质量好，处理优质铝土矿时能够获得良好的经济效益。拜耳法生产氧化铝的主要耗能设备有破碎、磨粉设备、煮压器、回转窑及泵，主要能耗为蒸汽、重油、水和电等。

(2)金属铝的生产。现代的铝工业生产，普遍采用冰晶石一氧化铝熔融盐电解法。电解过程在电解槽内进行，直流电经过电解质使氧化铝分解，依靠电流的焦耳热维持电解温度为1223～1243K。电解产物在阳极上是氧，阴极上是液体铝，氧使碳阳极氧化而析出CO2和CO气体。铝液用真空机抽出，经过净化澄清后浇铸成纯度为99.5%～99.7%的铝锭，之后进行各种方式的深加工制成各种铝制品。

铝的生产过程中，对电解质的特性、槽电压等参数的控制是很重要的，它直接影响到电解铝生产的技术经济指标。电解铝的技术经济指标见表4-1。