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3 工艺设备的选择与计算
3.1 矿石粉碎设备
要求：氧化铝厂矿石原料的粉碎设备是为了使原料能达到要求的粒度，但又不过细以达到节约能耗的目的。
破碎设备选用1200×1000mm圆锥破碎机，每台产能200吨/小时。矿石小时流量179.155吨，每天按一班安排，破碎机的数量计算：
n?式中：
Q矿??P碎=179.155?1.1?24=2.96（台）
200?8Q矿——每小时需要破碎的干矿石量，t/h； ?——物料量波动系数，一般可取为1.1；
P碎——破碎机平均产能，t/h。 ∴选用3台，3台标准。
格子磨规格Ф2.7×3.6m，每台小时产能40吨。由广西平果矿磨矿实验报告知，广西矿较新安矿难溶，如果要把平果矿磨到新安矿现行标准，磨矿时间要增加一倍，因此产能会降低一倍20吨/小时·台，设备利用率按0.90计，则对矿石加石灰来说，应选台数：
n=(179.155+14.326)/（0.9×20）=10.2（台） ∴选择12台，其中1台备用。
铝土矿、石灰加循环母液制备原矿浆的湿磨作业，用棒磨机（介质为钢棒），并配有水力旋流器的短筒球磨机二段磨矿流程。在闭路循环中，若球磨机的长度或直径不足而不能获得某一要求，可用旋流细筛代替。
3.2 铝土矿溶出设备
溶出设备的选型是由所采用的溶出工艺所决定的。
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脱硅槽规格Ф8×21.5米。按广西平果矿实验报告在95～100℃预脱硅10小时，脱硅率47%左右，经计算矿浆比重ρ矿=1.4514t/m3，吨氧化铝原矿浆流量12.045t，矿浆体积V矿=12.045/1.4514=8.299m3。波动系数b=1.1，溶出器运转率η=0.9。则生产95万吨氧化铝时，分5组溶出，每组产能：
A?V矿浆Mb8760n??8.299?950000?1.1?220m3/h8760?5?0.9
式中：
8760——年小时数； 9.5×105——年产量。
保温搅拌?=10小时，脱硅槽有效容积42×20.5×π=1030.40m3；
10小时需要总容积V总=10×5×220=11000m3，设设备容积利用率η=95%,所需脱硅槽数：
n?∴取12台脱硅槽
V总11000==11.2?台?V槽?1030.40?0.95
溶出压煮器起保温溶出的作用，根据溶出实验报告，升温到260℃以后保温溶出
?=1.5小时，溶出器容积V台=50m3，规格2.5×11m，因此需溶出器台数：
n=A??220?1.5==6.95?台?V台?50?0.95
∴取7台（每组），共取35台。
3.3 赤泥的分离与洗涤设备
3.3.1分离设备
为保证产品氧化铝的质量，精液含浮游物必须低于0.02g/L,则要求分离设备出来的粗液浮游物必须低于0.2g/L。
根据产品的产量、质量指标的要求和赤泥浆液的性质，尤其是考虑赤泥浆液的液固比（L/S）较大（一般稀释矿浆为8~12），本设计采用Φ20m规格的深锥沉降槽2台，用于三、四次洗涤。
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3.3.2 洗涤设备
沉降分离后的赤泥，通常洗涤4次，以回收赤泥附液带走的Na2O和Al2O3.赤泥浆液的性质与分离过程相比有所不同的主要是随着洗涤次数的增多，溶液的的浓度与粘度越来越低，故和分离一样，赤泥洗涤都采用沉降槽。
精液小时流量1825.605m3/h，ρ3精=ρ稀=1.26t/m ∴精液体积V3精=1825.605/1.26=1448.89m
大型平底沉降槽规格φ46×6m，沉降面积1661.90m2，沉降槽产能0.26m3 /m2·h，设备利用率0.95。
∴n=1448.89/（1661.90×0.95×0.26）=3.53台 取4台，加1台备用，共取5台。
因此，共需选用Φ46×6m平底沉降槽5台，Φ20m深锥沉降槽2台。其中平底沉降槽2台用于分离，1台互备，2台用于一、二次洗涤；2台深锥沉降槽分别用于三、四次或四次洗涤。
3.4 初液控制过滤设备
如忽略不计叶滤机产出的滤饼（粗液中的绝大部分浮游物）数量，叶滤机规格φ1.31×3.58m，每筒过滤面积45.50m2，产能0.66m3/h·m2·筒。则生产所需叶滤机的数量：
n?Q精?=1825.605?1??53.6?筒?精P叶S?1.26?0.66?45.50?0.9
式中：
n——叶滤机的台数，台； Q精——精液小时流量，m3/h； δ——液量波动系数；取1；
?精——精液密度，一般可取1.26g/cm3；
P叶——叶滤机的平均产能，m3/（m2·h）； S——每台叶滤机的总过滤面积，m2；
?——过滤机的利用率，取?=0.9。
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∴取54台筒，即27台。[9]
3.5 铝酸钠溶液分解设备
3.5.1 分解原液冷却设备
为了使溶液达到一定的分解温度，在分解前须将叶滤后的精液（分解原液温度约为90oC）冷却。生产上使用的冷却设备有鼓风冷却塔、板式热交换器及闪速蒸发换热系统（即多级真空降温）等。
板式交换器是一种新型的换热设备。具有结构紧凑、占地面积小、操作方便、换热面积可随意增减等优点，并有处理微笑温差的能力，但要保持板面清洁，需要及时清理结疤，所以操作较复杂，清理检修工作量大。而二次闪蒸技术，其优点是既利用了精液在自蒸发降温过程中释放出来的热量，又自溶液中排出一部分水，减少了蒸发水，而且维护清理工作量较少，适应性强，没有板式热交换器那种需要频繁倒换流向与流道的缺点，但其工艺流程比较复杂。综合考虑，选择板式换热器。
（1）取精液初温和终温分别为：tH精=100oC,tK精=65 oC；种分母液初温和终温分别为：tK种母=40 oC，tK种母= tH种母+?t'，每小时流过板式交换区的精液所释放出的能量Q精
能
：
Q精能=Q精?tC精
式中：
Q精——精液小时流量，按前面计算的物料流量表，取1825605kg/h；
?t——精液温度降（oC），?t= tH精- tK精=100-65=35 oC；
C精——精液比热，C精=3.499kJ/(kg·oC)； 所以：
Q精能=1825605?35?3.499=223572716(kJ) 故使种分母液所提高的温度：
?t'?式中：
Q精能?热Q种母C种母
?热——板式交换器的热效率，取为95%；
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Q种母——种分母液的小时流量，取为1577260 kg/h； C种母——种分母液的比热容，取为3.536 kJ/(kg·oC)； 所以： ?t'=
223572716?0.95=38.08?oC?
1577260?3.536（2）生产所需板式热交换器的热交换面积：
F?式中：
Q精能?热K?tm
K——板式热交换器的传热系数，参考工厂生产实测数据为5016kJ/(m2·oC)； ?tm——种分母液预热的对数平均温差：
?tm??tH??tK25?22??23.5?oC??t25lnlnH22?tK
式中：
?tH=t精液出口- t种母入口=65-40=25（oC）
?tK= t精液入口- t种母出口=100-（40+38.08）=22（oC） 所以：
F=
223572716?0.95=1801.84?m2?
5016?23.5（3）选用郑州铝厂使用的板式热交换器，传热面积为66m2，产能50m3/h，所需板式热交换器的数量：F/56=1801.84/66=27.3(台)；
Q精1825605?精=1260=28.97?台?5050 28.97?1.1=33.5?台?0.95
考虑生产过程中的物料波动系数（1.1）及设备利用率（95%），则应取用：
所以取用34台。 3.5.2 种分解槽的选择与计算
采用Φ15m×30m，有效容积V=4300m3，机械搅拌、自然冷却和槽外壁喷水冷却相结合的分解槽，连续分解周期τ=65h，需要分解槽台数：