1、酒 泉 职 业 技 术 学 院 毕业设计（论文） 2012 级 冶金技术 专业 题 目： 氧化铝厂总体规划与建设综述 毕业时间： 2015 年 6 月 学生姓名： 、 、 指导教师： 班 级： 2012 冶金技术班 二一四年四月二十二日 酒泉职业技术学院 2015 届各专业 毕业论文（设计）成绩评定表 姓名 班级 2012 冶金技术班 专业 冶金技术 指导教师第一次指导意见 论文必须由封面、正文（包含名称、摘要、关键词、正文）、参考文献等内容组成， 正文标题采用：“一、”、“（一）”、“ 1”、“（ 1）”。字体宋体，第一层次题序和标题用小三号加粗；第二层次题序和标题用四号加粗；第三层次及以下
2、题序和标题小四号加粗。 2015 年 3 月 1 日 指导教师第二次指导意见 该论文格式基本正确，思路清晰 ，但内容有些单一，正文中有空格，有些标点符号格式使用不正确，有些内容字体不正确，“关键词”三字应采用小四号字黑体，顶格左对齐，后跟“：”，内容采用小四号宋体，一般为 3 5 个，每一个关键词之间用“，”分开，最后一个关键词后不点标点符号。 2015 年 4 月 11 日 指导教师第三次指导意见 论文格式正确，内容充分，整齐， 表格要求著名，表格内数字的字体要按要求填写，化学式脚标的书写应注意，应与组员相互交换修改。论文以基本完成，但是还是存在不完整的地方，需细心修改，注意一些细节问题，使
3、论文更加完整。 2015 年 5 月 5 日 指导教师评语及评分 在本次毕业设计过程中该同学态度端正，能够积极配合老师的指导工作，认真听取老师的指导意见，及时修改老师提出的错误，按老师要求的时间能够完成论文的撰写。但在论文设计过程中也出现了一些不足，如表格内数字的字体格式设置错误等一些细节问题，在以后的学习或工作中应更加细心。 成绩： 签字（盖章） 2015 年 5 月 21 日 答辩小组评价意见及评分 成绩： 签字 （盖章） 年 月 日 教学系毕业实践环节指导小组意见 签字（盖章） 年 月 日 学院毕业实践环节指导委员会审核意见 签字（盖章） 年 月 日 说明： 1、以上各栏必须按要求逐项填
4、写。 2、此表附于毕业论文 (设计 )封面之后。 1 氧化铝厂总体规划与建设综述 摘 要 : 对如何处理好建设与发展的关系进行了研究，就大型氧化铝厂总体规划中的厂址选择、生产规模、初期建设、远期发展预留、企业的组成 ( 铝冶炼联 合企业 ) 和建设用地等几个方面进行了论述 。 关键词 : 氧化铝厂，总体规划， 建设规模 2 一、概述 我国大型氧化铝厂是建国后逐步发展起来的，从 1950年开始至今，已建成有中国铝业山东分公司氧化铝厂、河南分公司氧化铝厂、贵州分公司氧化铝厂、山西分公司氧化铝厂、中州分公司氧化铝厂、广西分公司氧化铝厂共六座 。 50多年来 ， 在建设与发展中，总体规划起到了重要的指
5、导作用，特别是在总体规划中如何处理好建设与发展的关系，越来越受到重视。 二、 我国铝土矿资源与氧化铝厂厂址选择 （一） 铝 土矿资源与地区选择 决 定我国大型氧化铝厂工业布局的先决条件是铝土矿资源的分布状况，它是确定氧化铝厂建厂厂址的重要条件之一。铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。它的应用领域有金属和非金属两个方面。铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域之一 ， 其用量占世界铝土矿总产量 的 90%以上。我国已探明铝土矿矿区 310处，分布于全国 19个省、自治区、直辖市。铝土矿保有储量达到 22.73亿 吨 ，其中 A
6、+B+C级 7.05亿 t，占总保有储量的 31%。据美国矿业局 MineralCommoditySummaries 1996年资料，全世界铝土矿储量为 230亿 吨 ，储量基础为亿 吨 ，其中铝土矿资源比较丰富的国家有：澳大利亚 (储量基础 为 79亿 吨 )、几内亚 (储量基础 59亿 吨 )、巴西 (储量基础 为29亿 吨 )、牙买加 (储量基础 20亿 吨 )、印度 (储量基础 为 12亿 吨 、匈牙利 (储量基础 为9亿 吨 )。我国铝土矿的数量和质量都不 及上述国家 。 我国铝土矿资源还是比较丰富的，华北地台、扬子地台、华南褶皱系及东南沿海四个 成矿区都具有较好的铝土矿成矿条件，尤
7、以晋中 -晋北、豫西 -晋南、黔北 -黔中 三个成矿带成矿条件较好，资源远景也大；桂西 -滇东及川南 -黔北等成矿带也有一定的远景。有关部门根据已有地质条件和成矿条件分析，我国铝土矿资源总量预计 可达 50亿 吨 。我国铝土矿资源 比较 丰富， 80%的铝土矿区和 96%以上的储量分布在山西、贵 州、 河南、广西、四川、山东、云南省区内，各省区铝土矿储量分布及位次见表 1。 3 表 1七省铝土矿储量分布及位次表 省 (区 ) 名 矿区个数 占全国储量比例 % 位次 山西 70 41.4 1 贵州 72 17.5 2 河南 38 16.5 3 广西 21 15.7 4 四川（含重 庆） 17 1
8、.9 5 山东 20 1.9 6 云南 23 1.6 7 这 七省区中除四川（含重庆）、云南之外其他五省区为我国现有六大氧化铝厂所在地，其中河南省有两座。山东省是我国最早开采铝土矿的省份之一，现在每年铝土矿资源的开采量，已不能满足山东分公司现有 750kt/a氧化铝的生产规模的需要大量铝土矿需从外地购入山西省现有 70个矿区，保有地质储量 9亿吨多，占全国储量的41.4%，全国第一。其中晋中现 有铝土矿储量 23亿吨远景储量 6亿吨。广西壮族自治区在德保和靖西地区已勘探出几亿吨储量的堆积性铝土矿。 从铝土矿资源来看，如果使用国内铝土矿，山东省不易在建新的氧化铝厂，山西省和广西自治区具有在建新的
9、大型氧化铝厂的资源条件。 我国利用国外铝资源数量大，时间长，所以需要制定我国利用国外铝资源科学的利用战略。在利用品种、方式方法、地区选择等方面要有长期全局安排。前几年 “ 电解铝热 ” 的后果是氧化铝供应紧缺。我国已是世界氧化铝最大进口国， 2005年我国氧化铝进口量高达 702万吨，接近总需求的一半，用汇 25.97亿美元，而且进口方式以现货贸易为主。国际氧化铝现货贸易价格由 2002年180美元 /吨，暴涨到 2006年 5月的 650美元 /吨， 因而让国际氧化铝生产企业或贸易商获得暴利，其中很大部分是由中国电解铝企业 “ 贡献 ” 的。现在我国又大量建设氧化铝厂，用进口矿在国内生产氧化
10、铝，我国铝土矿进口量将大幅增加。是否会覆辙前几年大量进口氧化铝的历史教训？笔者认为，现在应该对进口铝土矿在国内生产4 氧化铝的这种模式进行冷静研究。有研究报告提出 “ 研究表明，进口矿石在国内建厂比在澳大利亚建厂节省 30%以上的一次性投资，但增加了矿石运输费用。财务测算表明，项目全投资财务内部收益率为 8%左右 ，经济效益一般。 ” 如遇氧化铝市场价大幅下降时，问题会更突出。关键 是要解决好低价优质铝土矿的稳定供应 的 问题。以能确保这批氧化铝厂正常生产，并能获得合理经济效益。在研究处理此问题时，应关注以下两点 ；一是 由于氧化铝项目建设时间长、投资大、达产困难、投资回报低，因此，国际上各公
11、司和决策新建氧化铝厂时都很谨慎； 二是 国外氧化铝企业遵循的安全供矿标准在 50年以上。因此，发展氧化铝工业，要切忌急功近利 ， 要科学发展。 （二）铝土矿资源的特点 我国铝土矿除了分布集中外， 还 以大、中型矿床居多。储量大于 2000万 吨 的大型矿床共有 31个，其拥有的储量占全国总储量的 49%； 储 存 量在 2000 500万 吨 之间的中型矿床共有 83个 之多 ，其拥有的储量占全国总储量的 37%，大、中型矿床合计占到了 86%。我国铝土矿的质量比较差， 加工困难、 耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的 98%以上。在保有储量中，一级矿石 (Al2O360% 70%， Al/
12、Si12)只占 1.5%，二级矿石 所占 (Al2O3 51% 71%， Al/Si9)占 17%，三级矿石 所占 (Al2O362% 69%， Al/Si7)占 11.3%，四级矿石 (Al2O3 62%， Al/Si5)占 27.9%，五级矿石 (Al2O3 58%，Al/Si4)占 18%，六级矿石 (Al2O3 54%， Al/Si3)占 8.3%， 七级矿石 (Al2O3 48%，Al/Si6)占 1.5%， 其余为品级不明的矿石。我国铝土矿的另一个不利因素是适合露采的铝土矿矿床不多，据统计只占全国总储量的 34%。 与国外红土型铝土矿不同的是，我国古风化壳型铝土矿常共生和伴生有多种
13、矿产。在铝土矿分布区，上覆岩层常产有工业煤层和优质石灰岩。在含矿岩系中共生有半软质粘土、硬质粘土、铁矿和硫铁矿。铝土矿矿石中还伴生有镓、钒、锂、稀土金属、铌、钽、钛、钪等多种有用元素。 我 国铝土矿的化学成分 一般都是高铝、高硅和低铁（少部分例外），即氧化铝含量高，氧化硅含量也高，铝硅比较低（多数在 47之间）。铝硅比 9以上的 优质铝土矿 仅占总储量的 18.5%左右。全国 40多个典型矿区铝土矿的加权平均铝硅比仅为 6左5 右。除广西等少数矿区外，大多数铝土矿氧化铁含量都在 5%以下。还有相当数量的高硫含量的铝土矿，目前开发利用比较困难。高铝高硅低铁一水硬铝石型是我国绝大多数矿物类型，矿石
14、品位中等。一水硬铝 石为其主要含铝矿物，占全国总储量的99%，少量的三水铝石型也包含其中。铝硅比 1以上的铝土矿仅占 6.97%。相比于国外铝土矿，铝高、硅高、铁低、铝硅低是我国铝土矿的特点。 在有些地区，上述共生矿产往往和铝土矿在一起构成具有工业价值的矿床。铝土矿中的镓、钒、钪等也都具有回收价值。我国铝土矿的最后一个特点是，地质工作程度比较高，截至 1994年底，我国铝土矿保有储量中属于勘探阶段的占 32.5%，属于详查阶段的占 55.8%，两者合计，详查以上工作程度的储量占全国总保有储量的88.3%。 （三） 厂址选择与常见问题的处 理 1 我 国现有的氧化铝厂厂址与铝土矿山之间 ， 随着
15、铝土矿资源开采的变化，铝土矿山附近建设为宜。 厂址是固定资产投资项目前期工作中最重要的内容，它的任务就是在已选定的建厂地区范围内，确定工厂厂址的具体位置。厂址选择的是否合理，直接影响企业的投资、建设速度、施工难易以及建成后长期的生产经营管理和经济效益，也对城市建设、 以及 地区经济和自然环境有极大影响。由于厂址选择工作是一项 很 复杂的政治、技术、经济相结合的工作，要考虑各方面的因素。因此，要满足上述各方面的要求，会遇到很多特殊的问题和矛盾，必须综合考虑 。 氧化铝厂生 产特点 是， 生产规模大，一般起步规模 2030104t/a，最终规模 60 120104t/a，甚至更大 ， 工艺流程长，
16、复杂程度高，占地面积大。运输量 很 大， 120104t/a的工厂运输量达 600104 t/a 924104t/a，必须采用铁路运输。电解铝厂生产特点耗电量极大，负荷等级高，单位产品耗电约 15000KWh/t Al，必须有可靠的电源和电量保证 。 在融熔状态下生产，遇水发生爆炸，因此防洪标准 也很重要。厂地要 求平坦而有坡度 (一般在 0.3% 0.8%之间为主 )，以减少场地的平整费用，又要便于排水，坡 度过大或过小均不利于总平面布置。 目前国际上氧化铝厂的工业布局有两种，一是有些老的氧化铝厂与铝矿山之间6 距离远，甚至一些厂需要进口铝土矿；二是新建的厂子与矿山距离近，由于铝土矿运输距离
17、的不同，氧化铝额度生产成本相差较大，一般用进口铝矿氧化铝的生产成本比世界平均生产成本高出 8%12%。为了降低氧化铝的生产成本 ， 世界上的许多跨国铝业公司将氧化铝厂建设在铝土矿资源丰富的国家或地区 ， 并且将氧化铝厂尽量靠近铝矿山建设。 2 用地问题 厂区的面积与外形 ， 应按科学先进的工艺流程需要，能把厂房及其它建筑物给予合理布置，并 有一定发展余地 。 另一方面即使设计任务书中没有明确企业予留发展问题，做为规划设计单位，也应在厂址选择阶段充分考虑企业发展用地问题，使企业的进一步发展不受限制。因此，起步 5104t的电解铝厂应考虑发展到 10104t的余地 ， 起步 20104t的氧化铝厂
18、 ， 应考虑发展到 60104t或 120104t的可能。场地力求平坦而又有坡度 (一般在 0. 3% 0. 8%之间为主 )，以减少场地的平整费用 ， 又要便于排水，坡度过大或过小均不利于总平面布置。 3 防洪问题 洪水是指能酿成灾害的大水，洪水泛滥造成的灾害 ，在 国家 和企业都有沉痛的教训。如包头铝厂、抚顺铝厂均因洪水进入电解车间和整流所，造成停电和停产的恶性事故，经济损失巨大。因此，在现行的工业企业总平面设计规范中规定 :“ 厂址应位于不受洪水，潮水或内涝威胁的地带 ;当不可避免时，必须具有可靠的防洪与排涝的措施 ” 。按现行防洪标准的有关规定，电解铝厂属遇水后会引起爆炸的工厂 。就
19、是 在 小型企业 ， 其防洪标准最低也为 100年一遇 。 而工业企业的防洪标准和防洪措施必须在厂址选择阶段得到落实 。 4 厂址与城镇规划相互适应问题 企业的厂址应符合区域或城镇的规划，若厂址选在城镇规划的 工业区或开发区内，便可利用该区水、电、汽及交通等公用设施，以及优惠政策，减少 了 铝企业的基 础 建 设的 投资，使企业获得更大的经济效益。但往往规划的工业区或开发区不能满足铝企业建厂的要求，这大多表现在路网的布置和铁路 的 布线等方面。此时应修7 改已有的规划，使之适应铝企业建厂的特殊要求，已有规划与铝企业的厂址要求之间应相互适应。例如，铜川铝电煤联产项目，经多厂址比选后，认为将电解铝
20、厂及自备电厂选在铜川经济技术开发区的工业区内较为合理。但开发区规划的道路网、铁路及绿化带均不满足铝电煤联产项目的要求，几经商讨后，省规划部门重 新修改了开发区的规划。选址人员只要认真研究已有规划和设计，并提出具体的修改要求，规划部门会以科学求实的态度来对待所提出的 一些 要求，使规划满足于铝企业建厂的要求。 5 运输问题 氧化铝厂的运输量问题，是厂址选择的关键，也就是说，年产 120104t的氧化铝厂，运输量高达 550 924104t，在我国如此大的动输量必须采用铁路运输。 在地方铁路或国铁支线上接轨时，必须充分考虑铁路的通过能力是否满足要求。例如某铝矿铁路运输量约为 200104ta，在中
21、国铁路支线上接轨后，原有铁路通过能力不够，铝矿不得不出资改造 原的有铁路，使这满足要求。目前，国内所有氧化铝厂和大部分的大型电解铝厂均采用铁路运输，为了减少基建投资和节省生产期间的运输费用，铝企业的厂外专用线不宜过长。在这种条件下，往往厂址就要选择在靠近铁路沿线的某一范围内，且不能与铁路之间有较大的河流或山脉。由此可见，铁路接轨点的确定，将直接影响厂址的选择。 6 供电问题 选择厂址时，就应十分明确铝企业对区域供电量、质量的要求，尤其是电解铝厂有可靠的电源和电量是选择电解铝厂的前提条件。一般厂址应靠近区域变电站或发电厂。国内最大的电解铝厂青海铝厂就是靠近龙羊峡水电站布 置的， 用 以向西部运输
22、，东部地区生产的氧化铝来代替向中 部以及 东部地区输送电力，这也是按照能源指向的原则进行选址的。值得一提的是，近几年国内铝电联营企业的兴起，要求厂址选择时应特别注意电厂、铝厂各自厂址的选择及总体布置，即要保证电厂与铝厂电力联线及与国家电力网的联系等条件的要求，又要考虑两厂在交通及管理上的联系。 8 三、 氧化铝厂生产规模 （一）国内不同年代的生产规模 氧 化铝是电解铝生产的基本原料，随着国内电解铝生产规模的急剧扩张，对氧化铝原料的需求大幅度增长。由于国内氧化铝生产发展的速度跟不上电解铝生产发展的速度 ，所以对国外原料的依赖程度不断增加。据海关统计， 2002年我国氧化铝进口量达到 457万吨，
23、同比增长 36.6 %，几乎相当于当年国内氧化铝产量的 85%。因此，为了优化我国铝工业产业结构，规避国际市场铝价波动给我国铝供应带来的风险，国家应加大对我国氧化铝生产的支持力度，促进氧化铝生产发展 氧化铝 是 电解铝 生产的基本原料，随着国内电解铝生产规模的急剧扩张，对氧化铝原料的需求大幅度增长。由于国内氧化铝生产发展的速度跟不上电解铝生产发展的速度，所以对国外原料的依赖程度不断增加。据 海关统计 ， 2002年我国氧化铝进口量达到 457万吨，同比增长 36.6 %，几乎相当于当年国内氧化铝产量的 85%。 因此，为了优化我国铝工业 产业结构 ，规避国际市场铝价波 动给我国铝供应带来的风险
24、，国家应加大对我国氧化铝生产的支持力度，促进氧化铝生产发展 在总体规划中 ， 氧化铝厂的生产规模可分为初期生产的规模和远期规划生产规模。它是根据矿产资源、氧化铝的工艺生产方法、厂址所在地的自然条件、交通运输、供电、供水、土地、环境保护等多种因素综合确定的。由于各厂的建设年代和建设条件不同 ， 我国六大氧化铝厂的生产规模有所不同。 我国氧化铝工业从一开始就走了一条与各国不同的道路，针对国内铝土矿资源的特点开发新的流程。国内现有的 6个氧化铝厂中，有 1954年采用烧结法投产的山东铝厂；河南铝土矿质 量优于山东，采用拜耳法溶出并用烧结法处理赤泥，提高碱和氧化铝的回收程度，郑州铝厂的联合法于 1965年投产；贵州铝厂拜耳法部分建设较早，但一直不顺利，直到 1978年投产，二期工程增建了烧结法，于 1988年投产，形成联合法。在 1982年以前，这 3个厂的产量可以满足国内电解铝厂的需要， 70年代末我国经济进入了一个新的发展时期，铝消费迅速增长，昔日的氧化铝电解铝平衡被打破。铝土矿地质勘探积累的成果，为大力发展氧化铝奠定了基础。山西铝厂首先
