拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的工藝流程

1、1拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的工藝流程概述 拜耳法系奧地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年發(fā)明。其原理是用苛性鈉（NaOH）溶液加溫溶出鋁土礦中的氧化鋁，得到鋁酸鈉溶液。溶液與殘渣（赤泥）分離后，降低溫度，加入氫氧化鋁作晶種,經(jīng)長時間攪拌,鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈,并在9501200溫度下煅燒，便得氧化鋁成品。析出氫氧化鋁后的溶液稱為母液，蒸發(fā)濃縮后循環(huán)使用。拜耳法的簡要化學(xué)反應(yīng)如下：由于三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石的結(jié)晶構(gòu)造不同,它們在苛性鈉溶液中的溶解性能有很大差異,所以要提供不同的溶出條件，主要是不同的溶出溫度。三水鋁石型鋁土礦可在125140下溶出，一水硬鋁石型鋁土礦則要在240

2、260并添加石灰（37）的條件下溶出?，F(xiàn)代拜耳法的主要進(jìn)展在于：設(shè)備的大型化和連續(xù)操作；生產(chǎn)過程的自動化；節(jié)省能量，例如高壓強(qiáng)化溶出和流態(tài)化焙燒；生產(chǎn)砂狀氧化鋁以滿足鋁電解和煙氣干式凈化的需要。拜耳法的工藝流程見圖1。拜耳法的優(yōu)點主要是流程簡單、投資省和能耗較低，最低者每噸氧化鋁的能耗僅3106千卡左右，堿耗一般為100公斤左右（以Na2CO3計）。拜耳法生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果決定于鋁土礦的質(zhì)量，主要是礦石中的SiO2含量，通常以礦石的鋁硅比，即礦石中的Al2O3與SiO2含量的重量比來表示。因為在拜耳法的溶出過程中，SiO2轉(zhuǎn)變成方鈉石型的水合鋁硅酸鈉(Na2OAl2O31.7SiO2nH2O)，隨

3、同赤泥排出。礦石中每公斤SiO2大約要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的損失。鋁土礦的鋁硅比越低，拜耳法的經(jīng)濟(jì)效果越差。2 主要生產(chǎn)原理及過程2.1 預(yù)脫硅與鋁硅比的提高拜耳法生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果決定于鋁土礦的質(zhì)量，主要是礦石中的SiO2含量，通常以礦石的鋁硅比，即礦石中的Al2O3與SiO2含量的重量比來表示。通常采用預(yù)脫硅的方法來降低SiO2的含量，進(jìn)而提高鋁硅比。預(yù)脫硅是在95一100的溫度工況條件下，使鋁土礦與苛性堿配成的原礦漿在脫硅槽中停留8-10小時，使鋁土礦中高嶺石溶解并生成鋁硅酸鈉，最終降低Si02的含量。主要方程式有：AL203.2Sioz.2H20+6NaOH+aq -2

4、NaAL (OH) 4+2Na2HZSi04l+aqxNa2H2S104+2NaAL (OH) 4+aq -Na20.AL203S102.nH20+2xNaOH+aq 反應(yīng)生成物NaAL (OH)4。在一定的苛性鈉濃度和溫度下，可以穩(wěn)定存在,形成鋁酸鈉溶液，經(jīng)過這一反應(yīng)就可以將鋁土礦中大部分的AL203，提取出來，進(jìn)入鋁酸鈉溶液。2.2 鋁酸鈉溶液的制得鋁土礦的溶出過程一般是在高壓（高溫）條件下進(jìn)行的。 高壓溶出的目的：用循環(huán)母液（苛性堿溶液）迅速將鋁土礦中的Al2O3溶入，制成鋁酸鈉溶液。反應(yīng)方程式如下：Al2O3（1或3）H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq這是溶出過程的主

5、反應(yīng)。2.3 溶液與赤泥的分離赤泥是鋁土礦提煉氧化鋁過程中產(chǎn)生的廢棄物。在拜耳法流程中，鋁土礦經(jīng)破碎后，和石灰、循環(huán)母液一起進(jìn)入濕磨，制成合格礦漿。礦漿經(jīng)預(yù)脫硅之后預(yù)熱至溶出溫度進(jìn)行溶出。溶出后的礦漿再經(jīng)過自蒸發(fā)降溫后進(jìn)入稀釋及赤泥（溶出后的固相殘渣）的沉降分離工序。自蒸發(fā)過程產(chǎn)生的二次汽用于礦漿的前期預(yù)熱。沉降分離后，赤泥經(jīng)洗滌進(jìn)入赤泥堆場，而分離出的粗液送往葉濾。2.4 氫氧化鋁的析出在鋁酸鈉溶液中加入氫氧化鋁作晶種，是因為晶體可以產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象，以便最大限度節(jié)約時間的析出氫氧化鋁并且提高氫氧化鋁的產(chǎn)量；同時，氫氧化鋁晶體可以對發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)平衡造成影響，由于凝聚反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生，所以析出的氫氧

6、化鋁大于消耗的氫氧化鋁。2.4 氧化鋁的制得將析出的氫氧化鋁晶體洗凈,并在9501200溫度下煅燒，便可以得到氧化鋁的成品。3 主要設(shè)備及工作原理 附錄資料：不需要的可以自行刪除鋁板幕墻安裝工程一、適用范圍：適用于民用建筑中鋁板幕墻安裝。二、施工準(zhǔn)備：（一）材料要求：1.鋁合金飾面板和骨架材料必須符合設(shè)計的材質(zhì)、種類、規(guī)格、型號，其質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。2.連接件、預(yù)埋件等零件必須符合設(shè)計要求，并進(jìn)行防腐處理。3.結(jié)構(gòu)硅酮密封膠必須按設(shè)計村料的廠家和牌號選用，并進(jìn)行相容性試驗。4.幕墻材料應(yīng)按品種和規(guī)格堆放在特種架子上或墊木上。在室外堆放時，應(yīng)采取保護(hù)措施。材料搬運和吊裝時不得碰撞。（二）主

7、要機(jī)具設(shè)備：1.機(jī)械設(shè)備：沖擊鉆、砂輪切割機(jī)、電焊機(jī)、鉚釘槍、電動改錐。2.主要機(jī)具：螺絲刀、鉗子、扳手、線墜、水平尺、鋼卷尺。（三）作業(yè)條件：1.主體結(jié)構(gòu)已施工完成，主體施工時已按設(shè)計要求埋設(shè)預(yù)埋件。2.幕墻安裝的施工組織設(shè)計已完成，并經(jīng)有關(guān)部門審核批準(zhǔn)。3.幕墻材料按計劃一次進(jìn)足，并配套齊全。4.安裝幕墻用的排架已經(jīng)搭設(shè)好。三、操作工藝：（一）放線：根據(jù)主體結(jié)構(gòu)上的軸線和標(biāo)高線，按設(shè)計要求將支承骨架的安裝位置線準(zhǔn)確地彈到主體結(jié)構(gòu)上，為骨架安裝提供依據(jù)。（二）安裝連接件：將連接件與主體結(jié)構(gòu)上的預(yù)埋件焊接固定。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)上沒有埋設(shè)預(yù)埋件時，可在主體結(jié)構(gòu)上打孔安設(shè)膨脹螺栓與連接件固定。（三）安裝

8、骨架：按彈線位置準(zhǔn)確無誤地將經(jīng)過防銹處理的型鋼骨架用焊接或螺栓固定在連接件上。安裝中應(yīng)隨時檢查標(biāo)高和中心線位置。對面積較大、層高較高的外墻鋁板幕墻骨架豎桿，必須用測量儀器和線墜測量，校正其位置，以保證骨架豎桿鉛直和平整。（四）安裝鋁板：用鉚釘或螺栓將鋁合金板飾面逐塊固定在型鋼骨架上。板與板之間留縫1015mm，以便調(diào)整安裝誤差。（五）板縫處理：鋁板之間的縫隙用橡膠條壓緊或注入硅酮密封膠等彈性材料防水。（六）鋁板幕墻的伸縮縫必須滿足設(shè)計要求。伸縮縫的處理一般使用彈性較好的氯要橡膠成型帶壓入縫隙邊錨固件上，起連接密封作用。（七）幕墻收口處理：按設(shè)計要求處理好幕墻收口。也可利用鋁板成型的邊緣把方型吊

9、管、連接卡件全部遮蓋，錨固可利用墻面板安裝的連接件，用螺栓連接，以保證美觀。（八）板面清理：清除板面護(hù)膠紙，把板面清理干凈。四、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：（一）主控項目：1.金屬幕墻工程所使用的各種材料和配件，應(yīng)符合設(shè)計要求及國家同行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。2.金屬幕墻的造型和立面分格應(yīng)符合設(shè)計要求。3.金屬面板的品種、規(guī)格、顏色、光澤及安裝方向應(yīng)符合設(shè)計要求。4.金屬幕墻主體結(jié)構(gòu)上的預(yù)埋件、后置埋件的數(shù)量、位置及后置埋件的拉拔力必須符合設(shè)計要求。5.金屬幕墻的金屬框架立柱與主體結(jié)構(gòu)預(yù)埋件的連接、立柱與橫梁的連接、金屬面板的安裝必須符合設(shè)計要求，安裝必須牢固。6.金屬幕墻的防火、保溫、防潮材料的設(shè)置應(yīng)符

10、合設(shè)計要求，并應(yīng)密實、均勻、厚度一致。7.金屬框架及連接件的防腐處理應(yīng)符合設(shè)計要求。8.金屬幕墻的防雷裝置必須與主體結(jié)構(gòu)的防雷裝置可靠的連接。9.各種變形縫、墻角的連接節(jié)點應(yīng)符合設(shè)計要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。10.金屬幕墻的板縫注膠應(yīng)飽滿、密實、連續(xù)、均勻、無氣泡，寬度和厚度應(yīng)符合設(shè)計要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。11.金屬幕墻應(yīng)無滲漏。（二）一般項目：1.金屬表面應(yīng)平整、潔凈，顏色一致。2.金屬幕墻的壓條應(yīng)平直、潔凈、接口嚴(yán)密、安裝牢固。3.金屬幕墻的密封膠應(yīng)橫平豎直、深淺一致、寬窄均勻、光滑順直。4.金屬幕墻的上的滴水線、流水坡方向正確、順直。5.每平方米金屬板的表面質(zhì)量和檢驗方法應(yīng)符合規(guī)定：項次項 目質(zhì)量要求檢驗方法1明顯劃傷和長100mm的輕微劃傷不允許觀察2長度100mm的輕微劃傷8條用鋼尺檢查3擦傷部面積500m2用鋼尺檢查6、鋁板幕墻的允許偏差項目和檢驗方法項次項 目允許偏差mm檢驗方法規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1幕墻垂直度幕墻高度30m108經(jīng)緯