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1、第一章 氧化铝的生产原理和方法第一节氧化铝和铝矿烧结法和拜耳法是目前工业生产氧化铝的要紧方法。国外生产氧化铝绝大多数采纳拜耳法生产氧化铝，中国结合 自己的资源情况，首创了拜耳-烧结混联法，极大地提高了氧化 铝的总回收率。随着生产技术的不断提高，石灰拜耳法、选矿拜 耳法等一些新的生产方法不断被应用到生产中来。一、氧化铝的特性存在于自然界中的氧化铝称为刚玉（a-Al2O3），是在火山爆 发过程中形成的。它在岩石中呈无色的结晶，也可与其他氧化物 杂质（氧化铬和氧化铁等）染（形）成带色的结晶，红色的叫红 宝石，蓝色的叫蓝宝石。工业氧化铝是各种氧化铝水合物经加热分解的脱水产物，按 照它们的生成温度能够分
2、为低温氧化铝和高温氧化铝两类。通常电解炼铝用的氧化铝是a -A12O3和Y -A12O3的混合物。a -A12O3它属六角晶系，由于有完整牢固的晶格，因此它是所有 氧化铝同质异晶体中化学性最稳定的一种，在酸或碱液中不溶 解Y-A12O3属于立方晶系，具有专门大的分散性，化学性质较 为爽朗，易与酸或碱溶液作用。氧化铝的化学纯度成品氧化铝除要紧成分是A12O3外，往往含有少量的SiO2、 Feq、Na2O和史。等杂质。氧化铝中残存的结晶水以灼减表示，它也是有害杂质。因为 水与电解质中的AlF3作用而生成HF，造成了氟盐的损失，同时 污染了环境。此外，当灼减高或吸湿后的氧化铝与高温熔融的电 解质接触
3、时，则会引起电解质暴溅，危及操作人员的安全。氧化铝质量的分级依照标准YS/7274-1998分为4个等级， 如表1-2所示。表1-2氧化铝质量等级标准级不牌号A12O3(%)SiO2 ( %)Fe2O3 ( %)Na2O(%)灼减（%）一级A12O3-198.60.020.020.5098.40.040.030.6098.30.060.040.6598.20.080.050.707.0），特不是用在处 理三水铝石型铝土矿时有流程简单、作业方便、能量消耗低、产 品质量好等优点。现在除了受原料条件限制的某些地区以外，大 多数氧化铝厂都采纳拜耳法生产氧化铝。拜耳法处理一水硬铝石 型铝土矿时工艺条件要
4、苛刻一些。拜耳法最要紧的缺点是不能单 独处理氧化硅含量太高的矿石，此外，拜耳法对赤泥的处理也专 门困难。1、拜耳法生产氧化铝的原理拜耳法生产氧化铝的原理简述如下：用苛性碱溶液在一定温度、一定压力条件下溶出铝土矿，氧 化铝被溶出制得铝酸钠溶液，铝酸钠溶液净化后通过降温、添加 晶种、搅拌分解析出氢氧化铝，析出的氢氧化铝经分离、洗涤、 焙烧后得到氧化铝。分解后的母液（要紧成分NaOH）经蒸发再 重新溶出新的一批铝土矿，进入下一循环。氧化硅等杂质成为赤 泥，经洗涤后外排或用于烧结法配料。拜耳法生产氧化铝的差不多流程由于各地铝土矿的矿物成分和结构的不同以及采纳的技术 条件各有特点，各个工厂的具体工艺流程
5、也常有差异。但作为拜 耳法生产氧化铝其差不多的流程要紧由原矿浆制备、溶出、溶出 矿浆稀释及赤泥分离和洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级和洗涤、 氢氧化铝焙烧、母液蒸发及苏打苛化等工序组成。拜耳法处理一 水硬铝石型铝土矿的差不多流程如图1-1所示。蔓化蛆，S I - I拜呼法生产争铝独本H艺流程留第二章原料制备原料制备是氧化铝生产的第一道工序，它包括铝土矿的破裂、配矿、磨矿、料浆的制备和石灰煅烧等。它的要紧任务是：（1）铝土矿破裂和均化。（2）为拜耳法系统和烧结法系统分不磨制出合格的原矿浆 和生料浆。（3）供应配料用的石灰以及碳酸化分解用的CO2气及脱硅、 苛化用石灰乳。铝土矿成分的稳定是均衡稳定生产
6、的首要条件。因此，进入 生产流程中铝土矿的铝硅比以及氧化铝、氧化铁等的含量都应达 到一定的要求。配矿的作用确实是把成分上的差不的几部分铝土 矿依照生产要求按比例混合均匀。一般来讲，配矿工作在矿山应 该进行，矿山对各供矿点开采出的不同品位或成分上有差不的矿 石按比例混合，混合后达到生产要求的铝土矿才能进厂，但在近 年来的生产实践中专门难做到这一点，由于供矿的渠道越来越复 杂，几种不同品位的铝土矿有可能同时进厂，这就使得配矿难度 加大。一般来讲，粗碎的铝土矿进厂后在通过技术人员计算配矿 数量，安排和确定堆料位置，以便使混合后的铝土矿成分能够达 到生产技术的要求。在有的工厂，进厂后的铝土矿先送原矿堆
7、场贮存，进厂铝土矿经中碎和细碎后按不同品位分开堆放，碎铝土 矿进行一次调配，合格后才能送支配料。一、碎铝土矿的配矿方法目前要紧的配矿方式是用堆料机进行配矿。在一些老厂还有 抓斗吊车（门式或桥式）配矿和贮罐配矿等。1、堆料机配矿混合碎矿也能够分两堆堆存，每堆存量数天，一堆使用，一 堆配矿，用堆料机和桥式斗轮取料机分不自动堆取，多层平铺配 矿，端面截取。这种配矿方式适用于进矿成分复杂的工厂，技术操作上要求 对进厂物料的成分和数量有充分的了解，每堆一次料要核算一次 现有混矿的成分，同时仍要计算需要进厂铝土矿的品位和数量 等。关于矿石品位差不较大的工厂能够采纳这种方法进行配矿， 但配矿后的成分可能会与
8、要求的成分有些偏差。采纳这种方法必须严格按照配矿计算方法进行，配出的混矿 A/S才能达到混矿指标要求，否则混矿分会有较大的偏差。为了保证氧化铝生产中的化学反应能充分而快速地进行，参 加化学反应的各种固体物料必须进行磨细与均匀混合。磨矿作业 大多是在装有磨矿介质的磨机内进行的。目前氧化铝生产中磨矿 多采纳管磨机和格子型球磨机，并采纳湿法磨矿作业。磨矿作业电耗专门大，在氧化铝生产中每磨碎1吨矿石往往 要耗电15-23度，钢球和衬板消耗量1.2kg-1.6kg，加上磨矿作 业的设备维护和修理的工作量大，因此改善磨矿作业条件，降低7 / 25消耗和提高磨机生产率对氧化铝生产有专门大的意义。二、氧化铝生
9、产中的磨矿1、原矿浆的磨制是将碎铝矿按配比要求配入石灰和循环母 液磨制成合格的原矿浆的过程。磨矿作业可采纳格子型球磨机 （简称格子磨）或管磨机（格子磨和管磨统称为球磨机）与分级 设备组成一段闭路磨矿流程。三、阻碍球磨机产能的因素阻碍球磨机产能的因素专门多，除球磨机的型号与样式、直 径大小、转速、衬板形式、多仓球磨机的他仓度及各仓的长度和 筛篦板过料面积等本身的因素外，还有许多其他的外部阻碍因 素。当球磨机选定后，阻碍球磨机产能的要紧因素有：矿石的可 磨度、给矿粒度、产品细度要求、球级配比、球荷填充率、磨矿 液固比等。在铝土矿的高压溶出过程中，为了得到预期的溶出效果，应 该通过配料计算确定矿浆中
10、铝土矿、石灰和循环母液的配料比 例。四、拜耳法原矿浆指标对氧化铝生产的阻碍1、固含固含高低变化显示铝土矿与循环碱液配比的变化，固含高即 铝矿多，配碱量少，固含低即铝矿少，配碱量多，生产上通常会 在矿浆进入高压溶出之前进行固含调整。否则固含高将会阻碍铝 土矿溶出反应完全程度，降低溶出率，增大赤泥量，降低氧化铝 回收率；固含低会使溶出a升高，造成分解困难，降低分解率k和循环效率。2、细度矿浆细度跑粗将会加速管道磨损，使预脱硅槽沉淀增多，阻碍铝土矿溶出反应完全成度。矿浆细度过细将使溶出赤泥变细， 使赤泥沉降性能变差，阻碍拜耳法赤泥的沉降分离作业。3、矿浆CaO含量矿浆CaO配入量要适中，以保证溶出过
11、程中消除TiO2的危 害。加入量不足时，将会降低溶出率；游离的CaO会造成Al2O3 的损失。第三章石灰烧制第一节 石灰的种类及生产方法按石灰中硅酸钙、铝酸钙和铁铝酸钙等成分的多少，石灰分 为气硬性石灰和水硬性石灰。硅酸钙、铝酸钙和铁铝酸钙给予石 灰以水硬性的特征。在气硬性石灰中，这些化合物的含量通常为 4.0%-12.0%，个不也有达20%；当在石灰中这些化合物的含量为 25%-40%时，则石灰呈弱水硬性，这种石灰称为弱水硬性石灰。 强水硬性石灰的这些化合物含量为40%-90%。石灰的生产方法石灰煅烧一般差不多上在立窑和回转窑中进行。石灰是温度操纵在900笆-1300笆下煅烧以碳酸钙为要紧成 分的石灰原料而制得的，在煅烧过程中碳酸钙原料分解为氧化钙 和二氧化碳气体。1、生产石灰用的原料用于生产石灰的原料是碳酸盐类岩石（或矿物），其要紧成 分
