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一、氧化铝生产方法
酸法，碱法和电路熔炼法都可以从铝土矿中得到氧化铝的方法。目前酸法和电路熔炼法生产氧化铝在经济上无法和碱法竞争，因此，在大规模工业生产氧化铝当中使用的是碱法生产。
碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和联合法三种工艺流程，下面将逐一介绍这三种方法的工艺流程。
二、碱法生产氧化铝工艺介绍
2.1拜耳法：
生产氧化铝的方法大致可以分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前大多数工业生产采用的是碱法生产。碱法主要是拜耳法、烧结法和拜耳烧结联合法等。
拜耳法的原理是基于氧化铝在可兴建溶液中溶解度的变化以及过氧化钠溶液和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。主要化学方程式
拜耳法生产氧化铝的主要工序有原矿浆制备，高压溶出，压煮矿浆和稀释及赤泥分离和洗涤，晶种分解，氢氧化铝的分级与洗涤分解，氢氧化铝焙烧，母液蒸发和苏打苟性化。
2.1.1原矿浆制备。
首先将铝土矿破碎到符合要求的粒度与含有游离的NaOH的循环母液按一定的比例配合一道送入湿磨内进行细磨，制成合格的原矿浆，并在矿浆槽内贮存和预热。
2.1.2高压溶出。
原矿浆经预热后进入管道溶出器设备，在高压下溶出。铝土矿内所含氧化铝溶解成铝酸钠进入溶液，而氧化钛以及大部分的二氧化硅等杂质进入固相残渣即赤泥中。溶出所得矿浆称压煮矿浆，经自蒸发器减压降温后送入缓冲槽。
2.1.3压煮矿浆和稀释及赤泥分离和洗涤。
压煮矿浆含氧化铝浓度高，为了便于赤泥沉降分离和下一步的晶种分解，首先加入赤泥洗液将压煮矿浆进行稀释（称赤泥浆液），然后利用沉降槽进行赤泥与铝酸钠溶液的分离。分离后的赤泥经过几次洗涤回收所含的附碱后排至赤泥场（国外有排入深海的），赤泥洗液用来稀释下一批压煮矿浆。
2.1.4晶种分解。
分离赤泥后的铝酸钠溶液（生产上称粗液）经过进上步过滤净化后制得精液，经过热交器冷却到一定的温度，在添加晶种的条伯下进行分解，结晶析出氢氧化铝。
2.1.5氢氧化钠的分离与洗涤。
氢氧化铝的分级与洗涤分解后所得氢氧化铝浆液送去沉降分离，并按氧化鋁颗粒大小进行分级，细粒作晶种，粗粒经洗涤后送焙烧制得氧化铝。分离氧氧化铝后的种分母液和氢氧化铝洗液（统称母液）经热交换器预热后送去蒸发。
2.1.6氢氧化铝焙烧。
氢氧化铝含有部分附着水和结晶水，在回转窑内经过高温焙烧脱水并进行一系列的晶相转变制得含有一定γ—Al2O3和α—Al2O3的产品氧化铝。
2.1.7母液蒸发和苏打苛性化。
预热后的母液经蒸发器浓缩后得到合乎浓度要求的循环母液，补加NaOH后又返回湿磨，准备溶出下一批矿石。在母液蒸发过程中会有一部分Na2CO3·H2O与水溶解后加石灰进行苛化使之变成NaOH用来溶出下批铝土矿。
2.1.8 电解产生原副材料
2.2原料：氧化铝
氧化铝是一种白色粉状物，熔点为2050℃，沸点为3000℃，真密度为3.6g/cm3，假密度为1g/ cm3。它的流动性很好，不溶于水，能溶于冰晶石熔体中，它是铝电解生产中的主原料。工业用氧化铝是由氧化铝厂从铝矿石中提取出来的。通常要求氧化铝具有吸水性小，活性大，粒度适宜，在电解质中溶解性好等，同时要求能够严密地覆盖阳极，以防止阳极暴露于空气中被氧化，保温性能要。氧化铝的物理性能可分为三类：砂状、粉状、和中间状。
2.3副原料——氟化盐
铝电解生产中所用氟化盐主要是冰晶石和氟化铝，其次有一些用来调整和改善电解质性质的添加剂，如氟化钙、氟化镁、氟化钠和碳酸钠。
（1）冰晶石：由于天然冰晶石在自然界中储量很少，不能满足工业之用，故铝工业均采用人造冰晶石。
（2）氟化铝：氟化铝是一种添加剂，主要用于降低熔体的分子比，降低电解温度，也是一种人工合成产品。
（3）氟化钙：铝工业常用的氟化钙是一种天然矿石，用它作为添加剂以改善电解质的物理化学性质。
（4）氟化镁：一种工业合成品，铝电解质的一种重要的良好添加剂，其作用与氟化钙相似，但在降低电解温度、改善电解质性质方面比氟化钙更为明显。
（5）氟化钠：一种添加剂，主要用于新槽开动初期调整分子比。
（6）碳酸钠：电解质的添加剂之一，其作用与氟化钠相同，用以提高电解质的分子比。由于碳酸钠比氟化钠更易溶解，价格低廉，所以在工业中多用碳酸钠。
三、氧化铝下料控制系统
根据工业上氧化铝生产的技术和要求，对氧化铝下料控制系统设计了以下方案。
在氧化铝生产过程中，锅炉温度控制是氧化铝生产质量的关键，而下料控制则是另一个关键。程焙烧炉是焙烧原料氢氧化铝被高温煅烧生成氧化铝的场所。氢氧化铝原料由小料仓投放，经过皮带送入干燥器，经过三级预热，进入焙烧炉。空气由 ID 风机抽入，经过换热过程（氧化铝与空气换热达到冷却目的）后，温度升高，在焙烧炉下方与煤气混合进入焙烧炉并燃烧产生大量热，对氢氧化铝进行焙烧，得到氧化铝。产生的烟气进入预热段，经收尘器处理后外排，氧化铝则往下进入冷却段，最后由风动溜槽送入大仓进行存储。
定义实时数据库，使动画组态窗口与生产设备连接起来，以完成生产过程的实时监测与控制。实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心，数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括指定变量名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数。
四、下料时间间隔实时显示
在氧化铝实际生产过程中，由于现场生产环节的复杂性，且在参数之间也存在相互影响性，下料系统在履带的作用往锅炉离下料，是不可能独立于其他参数而单一存在的，许多参数如温度、电压平等，都会通过影响下料速度的变化、机器等因素而间接影响下料系统的稳定性。为了更直观的了解下料速度以及为了更有效的了解下料系统的稳定性，我们的控制界面中需设计参数与下料时间间隔实时曲线以及各参数变化趋势。
五、槽电阻与下料速度的趋势曲线
下料速度与电压相关，而槽电压与槽电阻密不可分。槽工作电压，简称槽电压，是指电解槽的进电端与出电端之间的电压降。现代预焙槽的槽电压一般在4.0～4.4V之间。在系列电流基本恒定的情况下，电解槽的电压高低直接决定着电解槽的能量收入，因此，调整槽电压是调整电解槽能量收入的最直接和最主要的手段。根据设计方案，我们采集实际工程中槽电压及系列电流，通过电压电流关系及安培定律可算得槽电阻，明确槽电压与槽电阻之间的联系。
下料系统在履带的作用往锅炉离下料，是不可能独立于其他参数而单一存在的，许多参数如温度、电压平等，都会通过影响下料速度的变化、机器等因素而间接影响下料系统的稳定性。为了更直观的了解下料速度以及为了更有效的了解下料系统的稳定性，我们的控制界面中需设计参数，槽电阻与下料速度的趋势曲线以及各参数变化趋势。
六、总结
氧化铝下料控制系统主要是在软件MCGS组态环境与运行环境找那个进行检测界面和系统的设计，整个实训大致完成了实训任务。包括氧化铝下料控制系统组态、下料间隔时间实时显示、槽电阻与下料速度的趋势曲线等。完成了实际生产过程中的控制监控任务。
参考文献：
[1]氧化铝工艺、电解铝生产工艺、焙烧工段回路分析、焙烧工段介绍等.
[2]王再英、刘怀霞、陈毅静.过程控制系统与仪表.
作者简介：
胡荣颐，出生年月：1997、11、19，性别：男，民族：壮族，籍贯（精确到市）：广西钦州，当前职务：学生，当前职称：学生，学历：本科，研究方向：过程控制.
酸法，碱法和电路熔炼法都可以从铝土矿中得到氧化铝的方法。目前酸法和电路熔炼法生产氧化铝在经济上无法和碱法竞争，因此，在大规模工业生产氧化铝当中使用的是碱法生产。
碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和联合法三种工艺流程，下面将逐一介绍这三种方法的工艺流程。
二、碱法生产氧化铝工艺介绍
2.1拜耳法：
生产氧化铝的方法大致可以分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前大多数工业生产采用的是碱法生产。碱法主要是拜耳法、烧结法和拜耳烧结联合法等。
拜耳法的原理是基于氧化铝在可兴建溶液中溶解度的变化以及过氧化钠溶液和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。主要化学方程式
拜耳法生产氧化铝的主要工序有原矿浆制备，高压溶出，压煮矿浆和稀释及赤泥分离和洗涤，晶种分解，氢氧化铝的分级与洗涤分解，氢氧化铝焙烧，母液蒸发和苏打苟性化。
2.1.1原矿浆制备。
首先将铝土矿破碎到符合要求的粒度与含有游离的NaOH的循环母液按一定的比例配合一道送入湿磨内进行细磨，制成合格的原矿浆，并在矿浆槽内贮存和预热。
2.1.2高压溶出。
原矿浆经预热后进入管道溶出器设备，在高压下溶出。铝土矿内所含氧化铝溶解成铝酸钠进入溶液，而氧化钛以及大部分的二氧化硅等杂质进入固相残渣即赤泥中。溶出所得矿浆称压煮矿浆，经自蒸发器减压降温后送入缓冲槽。
2.1.3压煮矿浆和稀释及赤泥分离和洗涤。
压煮矿浆含氧化铝浓度高，为了便于赤泥沉降分离和下一步的晶种分解，首先加入赤泥洗液将压煮矿浆进行稀释（称赤泥浆液），然后利用沉降槽进行赤泥与铝酸钠溶液的分离。分离后的赤泥经过几次洗涤回收所含的附碱后排至赤泥场（国外有排入深海的），赤泥洗液用来稀释下一批压煮矿浆。
2.1.4晶种分解。
分离赤泥后的铝酸钠溶液（生产上称粗液）经过进上步过滤净化后制得精液，经过热交器冷却到一定的温度，在添加晶种的条伯下进行分解，结晶析出氢氧化铝。
2.1.5氢氧化钠的分离与洗涤。
氢氧化铝的分级与洗涤分解后所得氢氧化铝浆液送去沉降分离，并按氧化鋁颗粒大小进行分级，细粒作晶种，粗粒经洗涤后送焙烧制得氧化铝。分离氧氧化铝后的种分母液和氢氧化铝洗液（统称母液）经热交换器预热后送去蒸发。
2.1.6氢氧化铝焙烧。
氢氧化铝含有部分附着水和结晶水，在回转窑内经过高温焙烧脱水并进行一系列的晶相转变制得含有一定γ—Al2O3和α—Al2O3的产品氧化铝。
2.1.7母液蒸发和苏打苛性化。
预热后的母液经蒸发器浓缩后得到合乎浓度要求的循环母液，补加NaOH后又返回湿磨，准备溶出下一批矿石。在母液蒸发过程中会有一部分Na2CO3·H2O与水溶解后加石灰进行苛化使之变成NaOH用来溶出下批铝土矿。
2.1.8 电解产生原副材料
2.2原料：氧化铝
氧化铝是一种白色粉状物，熔点为2050℃，沸点为3000℃，真密度为3.6g/cm3，假密度为1g/ cm3。它的流动性很好，不溶于水，能溶于冰晶石熔体中，它是铝电解生产中的主原料。工业用氧化铝是由氧化铝厂从铝矿石中提取出来的。通常要求氧化铝具有吸水性小，活性大，粒度适宜，在电解质中溶解性好等，同时要求能够严密地覆盖阳极，以防止阳极暴露于空气中被氧化，保温性能要。氧化铝的物理性能可分为三类：砂状、粉状、和中间状。
2.3副原料——氟化盐
铝电解生产中所用氟化盐主要是冰晶石和氟化铝，其次有一些用来调整和改善电解质性质的添加剂，如氟化钙、氟化镁、氟化钠和碳酸钠。
（1）冰晶石：由于天然冰晶石在自然界中储量很少，不能满足工业之用，故铝工业均采用人造冰晶石。
（2）氟化铝：氟化铝是一种添加剂，主要用于降低熔体的分子比，降低电解温度，也是一种人工合成产品。
（3）氟化钙：铝工业常用的氟化钙是一种天然矿石，用它作为添加剂以改善电解质的物理化学性质。
（4）氟化镁：一种工业合成品，铝电解质的一种重要的良好添加剂，其作用与氟化钙相似，但在降低电解温度、改善电解质性质方面比氟化钙更为明显。
（5）氟化钠：一种添加剂，主要用于新槽开动初期调整分子比。
（6）碳酸钠：电解质的添加剂之一，其作用与氟化钠相同，用以提高电解质的分子比。由于碳酸钠比氟化钠更易溶解，价格低廉，所以在工业中多用碳酸钠。
三、氧化铝下料控制系统
根据工业上氧化铝生产的技术和要求，对氧化铝下料控制系统设计了以下方案。
在氧化铝生产过程中，锅炉温度控制是氧化铝生产质量的关键，而下料控制则是另一个关键。程焙烧炉是焙烧原料氢氧化铝被高温煅烧生成氧化铝的场所。氢氧化铝原料由小料仓投放，经过皮带送入干燥器，经过三级预热，进入焙烧炉。空气由 ID 风机抽入，经过换热过程（氧化铝与空气换热达到冷却目的）后，温度升高，在焙烧炉下方与煤气混合进入焙烧炉并燃烧产生大量热，对氢氧化铝进行焙烧，得到氧化铝。产生的烟气进入预热段，经收尘器处理后外排，氧化铝则往下进入冷却段，最后由风动溜槽送入大仓进行存储。
定义实时数据库，使动画组态窗口与生产设备连接起来，以完成生产过程的实时监测与控制。实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心，数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括指定变量名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数。
四、下料时间间隔实时显示
在氧化铝实际生产过程中，由于现场生产环节的复杂性，且在参数之间也存在相互影响性，下料系统在履带的作用往锅炉离下料，是不可能独立于其他参数而单一存在的，许多参数如温度、电压平等，都会通过影响下料速度的变化、机器等因素而间接影响下料系统的稳定性。为了更直观的了解下料速度以及为了更有效的了解下料系统的稳定性，我们的控制界面中需设计参数与下料时间间隔实时曲线以及各参数变化趋势。
五、槽电阻与下料速度的趋势曲线
下料速度与电压相关，而槽电压与槽电阻密不可分。槽工作电压，简称槽电压，是指电解槽的进电端与出电端之间的电压降。现代预焙槽的槽电压一般在4.0～4.4V之间。在系列电流基本恒定的情况下，电解槽的电压高低直接决定着电解槽的能量收入，因此，调整槽电压是调整电解槽能量收入的最直接和最主要的手段。根据设计方案，我们采集实际工程中槽电压及系列电流，通过电压电流关系及安培定律可算得槽电阻，明确槽电压与槽电阻之间的联系。
下料系统在履带的作用往锅炉离下料，是不可能独立于其他参数而单一存在的，许多参数如温度、电压平等，都会通过影响下料速度的变化、机器等因素而间接影响下料系统的稳定性。为了更直观的了解下料速度以及为了更有效的了解下料系统的稳定性，我们的控制界面中需设计参数，槽电阻与下料速度的趋势曲线以及各参数变化趋势。
六、总结
氧化铝下料控制系统主要是在软件MCGS组态环境与运行环境找那个进行检测界面和系统的设计，整个实训大致完成了实训任务。包括氧化铝下料控制系统组态、下料间隔时间实时显示、槽电阻与下料速度的趋势曲线等。完成了实际生产过程中的控制监控任务。
参考文献：
[1]氧化铝工艺、电解铝生产工艺、焙烧工段回路分析、焙烧工段介绍等.
[2]王再英、刘怀霞、陈毅静.过程控制系统与仪表.
作者简介：
胡荣颐，出生年月：1997、11、19，性别：男，民族：壮族，籍贯（精确到市）：广西钦州，当前职务：学生，当前职称：学生，学历：本科，研究方向：过程控制.