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1、铝土矿是目前氧化铝生产中最主要的原料，主要成分为Al O ，SiO ，Fe O ，TiO氧化铝相对溶出率：氧化铝实际溶出率与理论溶出率之比饱和配方 是指在烧结法配料过程中承受碱比等于 1，钙比等于 2 的炉料配方称为2 322 32h A /S ) - (A /S ) 等，氧化铝主要以三水铝石，一水软铝石，h= h= A /S ) - 1 100%饱和配方。在碱石灰烧结法生产氧化铝或一水硬铝石状态存在，按氧化铝水合物类型可分为三水铝石型，一水软铝石型， 一水硬铝石型或各种混合型衡量铝土矿质量的标准 为:铝硅比、氧化赤泥的产出率：每处理 1t 铝土矿所生成=的赤泥量hS S碱耗：铝土矿溶出过程，
2、每溶出 1tAl O2 3所损失的碱量时，我国承受低碱高钙配方，这和我国生料掺煤工艺相符合。推断熟料质量好坏的标准有 :标准溶出率、熟料的密度和粒度、负二价硫含量10.608S608铝含量、矿物类型。铝硅比是指矿石中Na O = A -S 1000= A /S - kgNa O /tAlO )S2-。衡量熟料溶出过程好坏的标志是净溶Al O 含量与 SiO 含量的质量比.铝酸钠溶液的稳定性 通常是用从过饱和出率CaO 2 32 Al O- Al Oh = CaO 100%我国铝土矿的主要特点 :是高铝、高硅、低铁的一水硬铝石型铝土矿。生产氧化铝的方法:有碱法、酸法、酸碱 联合法、热法。在工业上
3、得到应用的只有碱法 ，其重要的中间产物是铝酸钠溶液； 碱法生产氧化铝主要有拜耳法、碱石灰烧结法和拜耳-烧结联合法，联合法流程有 串联、并联和混联。电解炼铝用的氧化铝 必需在氧化铝的纯度和氧化铝的物理性质上符合确定的质量要求。的铝酸钠溶液开头分解析出氢氧化铝所需时间的长短来衡量的。配料分子比指:预期矿石中Al O 充分溶出2 3时，溶出液所应到达的分子比氢氧化铝晶粒附聚：就是在范德华力、自粘力、附着力以及毛细管力和物质之间的严密接触而形成的外表张力等力的作用 下，氢氧化铝晶粒自发和定向的连接在一起的现象。拜耳法溶出工艺 目前分为:压煮器和管道化两大类溶出技术，其中管道化溶出技术Al O回转窑熟料
4、烧结时，依据物料沿窑长的温度变化分为窑体分为:烘干带、预热带、分解带、烧成带、冷却带五个带。烘干带：脱附着水枯燥。窑气 800250，炉料 80 200 预热带：脱结晶水，Na SO 开头分解24窑气 1200800，炉料 200 750分解带:Na CO +Al O Na OAl O +CO 232 322 32Na CO +Fe O Na OFe O +CO 232 322 32Na CO +Al O 2SiO Na OAl O 2SiO + CO 2 32 3222 322硅量指数是指铝酸钠溶液中 Al O 与 SiO2 32的质量比，以 A/S 表示。拜耳法的循环效率指一吨 Na O
5、在一次拜是目前比较先进的溶出技术，依据我国一水硬铝石铝土矿的溶出特点，我国形成了具有自主学问产权的管道预热-停留罐溶窑气 14001200，炉料 750 1200 烧成带:2CaO+Na OAl O 2SiO Na OAl O +2CaOSiO222 3222 32耳法循环中所产出的 Al O 的量吨，用2 3E 表示，E 的数值越高说明碱的利用率越好。E=1.645(MR -MR )/MR MRmama拜耳法的循环碱量:指生产一吨氧化铝在循环母液中所必需含有的碱量不包括碱损失，它是循环效率的倒数。铝酸钠溶液的分子比苛性比值是 指:铝酸钠溶液中 Na O 与 Al O 的摩尔比，它22 3表示
6、铝酸钠溶液中氧化铝的饱和程度和稳定性。MR=1.645Na O/Al O 22 3铝酸钠溶液中的碱分为:苛性碱 NaO 、碳k酸碱 NaO 和硫酸碱 NaO :苛性碱 NaOcsk和碳酸碱 NaO 的和称为全碱 NaOcT氧化铝实际溶出率：铝土矿与 NaOH 反响实际溶出到溶液中的 Al O 量与铝土矿中2 3Al O 总量之比2 3出技术一水碳酸钠的苛化 是在拜耳法生产过程中，由于苛性碱与矿石中的碳酸盐以及空气中的二氧化碳作用的结果，母液每一次循环都有一局部苛性碱变成了一水碳酸 钠。使这局部一水碳酸钠从变成苛性碱称为一水碳酸钠的苛化。熟料溶出的副反响 指在熟料溶出过程中赤泥中的原硅酸钙 2C
7、aOSiO 可以与铝酸2钠溶液发生一系列的化学反响，使已溶出来的 Na O 和 Al O 又有一局部重转入22 3赤泥而损失。这些反响称为二次反响或副反响。二次反响所造成的 Na O 和 Al O22 3的损失称为二次反响损失或副反响损失。熟料溶出二次反响的主要产物是 水合铝硅酸钠、水化石榴石。窑气 1500以上 ，炉料 1250-1300 冷却带：熟料渐渐冷却到 900-1000 左右经下料口进入冷却机碱石灰烧结法生产氧化铝的根本原理将铝土矿与确定数量的苏打、石灰、循环母液配成炉料，在回转窑内进展高温烧结，炉料中的 Al O 与 Na CO 反响生成2 323易 溶 于 水 或 稀 碱 溶
8、液 的 铝 酸 钠(Na OAl O )，杂质氧化铁生成易水解的22 3铁酸钠(Na OFe O )，二氧化硅和氧化钛22 3分别生成不溶性的原硅酸钙 (2CaOSiO )2和钛酸钙(CaOTiO ) 。将烧结产物熟料2用稀碱溶液溶出时 Na OAl O 便进入溶22 3液， Na OFe O 水解放出碱，原硅酸钙22 3(2CaOSiO )和钛酸钙(CaOTiO )不溶进入22赤泥，从而实现杂质矿物与有用矿物的分h = QA - Q A 100% = (A /S ) -A /S )100%我国碱石灰烧结法承受:低苛性比值、高离。Q A(A /S )氧化铝理论溶出率：理论上矿石中可以溶出的 A
9、l O 量与矿石中 Al O 总量之比。2 32 3碳酸钠浓度、二段磨料溶出工艺。碱比、钙比：碱石灰烧结法生料配方中，h = A - S 100% =1 -1) 100%N/(A+F)称为碱比；C/S称为钙比。AA /S拜耳法根本原理和方法：生料加煤排硫结果使一局部 Fe O 转变为2 3FeS;在烧结过程中还生成一种铁的化合物(CaOAl O Fe O )，且这一相比较稳定.2 32 3高 钙 配 方 ： 能 够 保 证 2CaOSiO 和2CaOTiO 的生成；多余的钙能够分解三元2化合物 Na OAl O SiO22 32Na OAl O SiO +2CaO=Na OAl O +2CaO
10、SiO溶出过程添加石灰的作用:消退铝土矿TiO 的不良影响，避开了钛酸钠的生成、2提高氧化铝的溶出速率、促进针铁矿转变为赤铁矿，改善赤泥沉降性能、降低碱耗、去除杂质影响铝土矿溶出过程的因素并简要说明影响规律:1 溶出温度的影响 2 搅拌强度22 3222 32拜耳法生产 Al O 的四个组要工序:2 31:铝土矿的溶出 2:铝酸钠溶液的稀释 3:晶种分解 4:分解母液蒸发拜耳法循环从铝土矿的溶出开头，溶出初温为 30，终温为 200。在此温度范围内实现溶出、稀释分解、蒸发过程。A 点：循环母液的组成点 AB 线：溶出线 BC 线：稀释线 CD 线：分解线 DA低碱高钙配方优点：1:碱耗低 2:
11、赤泥的稳定性能比较好 3：能保证碱和氧化铝的溶出率在碱石灰烧结法生产氧化铝时，我国承受低碱高钙配方，这和我国 生料掺煤 工艺相符合。铝土矿主要矿物在拜耳法的溶出行为、主要危害及防治措施的影响3 循环母液碱浓度的影响 4 配料分子比的影响5 矿石磨细程度影响 6 溶出时间的影响熟料溶出过程的主要反响铝酸钠Na OAl O 22 3Na OAl O +4H O+aq=2NaAl(OH) +aq22 324铁酸钠Na OFe O 22 3Na OFe O +4H O+aq=2Na(OH)+Fe O 3H Oaq22 322 32线：蒸发线 拜耳循环：ABCDA氧化铝及其水合物:氧化铝水合物在溶出条件
12、下与循环母液中的 NaOH 作用生成铝酸钠进入溶液中Al O (1 或 3)H O+2NaOH+aq2NaAl(OH) +aq原硅酸钙2CaOSiO 与 NaOH、Na CO 、223NaAl(OH) 发生一系列的二次反响，是造4成熟料中 Na O 和 Al O 损失的主要缘由22 3钛酸钙CaOTiO :熟料中的钛酸钙溶出2 3242含硅矿物:含硅矿物与碱反响，首先分解成铝酸钠和硅酸钠进入溶液，然后当硅酸钠浓度达确定值后与铝酸钠溶液反响生时不发生任何反响，残留于赤泥中削减二次反响损失的措施:低分子比即低岢性比值溶出后铝酸钠拜耳法生 产氧化 铝的基 本原理：用NaOH 溶液溶出铝土矿所得到的铝
13、酸钠溶液在添加晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出的一批铝土矿。实质：Al O (13)H O+2NaOH+aq2NaAl(OH) +aq2 324拜耳法生产氧化铝的根本流程：原矿浆制备、高压溶出、溶出矿浆的稀释及赤泥的分别洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发及苏打苛化。碱石灰烧结法生产氧化铝的根本流程及 各工序的作用：原料预备、熟料烧结、熟料溶出、脱硅、碳酸化分解、焙烧、分解母液蒸发我国铝土矿碱石灰烧结法为什么承受低 碱高钙配方：低碱配方: 熟料烧结在高温下能满足 Na OAl O 和 Na OFe O 的优22 322 3先生成，能保证 Al O 的溶出；2 3成水合铝硅酸钠钠硅渣进入赤泥。Al O 2SiO 2H O+6NaOH+aq2NaAl(OH)2 3224+2NaH SiO
