氧化鋁的生產(chǎn)原理和方法

1/25第一章氧化鋁的生產(chǎn)原理和方法燒結(jié)法和拜耳法是目前工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的要緊方法。自己的資源狀況，首創(chuàng)了拜耳-燒結(jié)混聯(lián)法，極大地提高了氧化耳法等一些的生產(chǎn)方法不斷被應(yīng)用到生產(chǎn)中來。〔α-AlO23氧化鉻和氧化鐵等〕染〔形〕成帶色的結(jié)晶，紅色的叫紅寶石，藍(lán)色的叫藍(lán)寶石。它們的生成溫度能夠分為低溫氧化鋁和高溫氧化鋁兩類。通常電解煉鋁用的氧化鋁是α-AlO23

和γ-AlO23

的混合物。α-AlO23氧化鋁同質(zhì)異晶體中化學(xué)性最穩(wěn)定的一種，在酸或堿液中不溶解。γ-AlO23氧化鋁的化學(xué)純度成品氧化鋁除要緊成分是AlO

外，往往含有少量的SiO

23 2O23 2 2AlF3

HF，造成了氟鹽的損失，同時(shí)解質(zhì)接觸時(shí)，則會(huì)引起電解質(zhì)暴濺，危及操作人員的安全。41-21-2級(jí)不牌號(hào)Al2O3〔%〕SiO2〔%〕Fe2O3〔%〕Na2O〔%〕一級(jí)Al2O3-1≥98.6≤0.02≤0.02≤0.50≤1.0二級(jí)Al2O3-2≥98.4≤0.04≤0.03≤0.60≤1.0三級(jí)Al2O3-3≥98.3≤0.06≤0.04≤0.65≤1.0四級(jí)Al2O3-4≥98.2≤0.08≤0.05≤0.70≤1.0角、α-AlO23二、鋁土礦16.4%，25040%是各種鋁硅酸鹽，最重要的14-1595%左右是從鋁土礦中提煉出來的。45%-75%之〔尤其是拜耳法〕生產(chǎn)氧化鋁過A/S品的投資及生產(chǎn)本錢要高。1-94.0-7.010.0以上的優(yōu)質(zhì)鋁土礦較少。其次節(jié)氧化鋁生產(chǎn)方法一、氧化鋁生產(chǎn)方面概述分別的過程。幾種。1、堿法生產(chǎn)氧化鋁Na

CO〕處理鋁土礦，2 3雜質(zhì)和絕大局部的二氧化硅則成為不溶性的化合物進(jìn)入固體殘Al〔OH〕Al(OH)3 3產(chǎn)品氧化鋁。分別Al(OH)3

后的溶液稱為母液，能夠用來處理下一批礦石，因而也稱為循環(huán)母液。〔包括并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)聯(lián)合法等業(yè)上普遍承受堿法生產(chǎn)氧化鋁。二、拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的原理和差不多工藝流程耳法用在處理低硅鋁土礦〔一般要求A/＞7.0，特不是用在處困難。1、拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的原理拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的原理簡(jiǎn)述如下：焙燒后得到氧化鋁。分解后的母液〔要緊成分NaOH〕經(jīng)蒸發(fā)再泥，經(jīng)洗滌后外排或用于燒結(jié)法配料。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的差不多流程由于各地鋁土礦的礦物成分和構(gòu)造的不同以及承受的技術(shù)1-15/256/25其次章原料制備、配礦、磨礦、料漿的制備和石灰煅燒等。它的要緊任務(wù)是：鋁土礦裂開和均化。和生料漿。CO2氣及脫硅、苛化用石灰乳。礦進(jìn)展一次調(diào)配，合格后才能送支配料。一、碎鋁土礦的配礦方法抓斗吊車〔門式或橋式〕配礦和貯罐配礦等。1、堆料機(jī)配礦礦，端面截取。現(xiàn)有混礦的成分，同時(shí)仍要計(jì)算需要進(jìn)廠鋁土礦的品位和數(shù)量等。但配礦后的成分可能會(huì)與要求的成分有些偏差。A/S多承受管磨機(jī)和格子型球磨機(jī)，并承受濕法磨礦作業(yè)。1噸礦石往往1.2kg-1.6kg，加上磨礦作二、氧化鋁生產(chǎn)中的磨礦、原礦漿的磨制是將碎鋁礦按配比要求配入石灰和循環(huán)母液磨制成合格的原礦漿的過程。磨礦作業(yè)可承受格子型球磨機(jī)〕或管磨機(jī)〔格子磨和管磨統(tǒng)稱為球磨機(jī)〕與分級(jí)設(shè)備組成一段閉路磨礦流程。三、阻礙球磨機(jī)產(chǎn)能的因素篩篦板過料面積等本身的因素外，還有很多其他的外部阻礙因液固比等。通過配料計(jì)算確定礦漿中鋁土礦、石灰和循環(huán)母液的配料比例。1、固含回收率；固含低會(huì)使溶出αk

上升，造成分解困難，降低分解率和循環(huán)效率。2、細(xì)度使赤泥沉降性能變差，阻礙拜耳法赤泥的沉降分別作業(yè)。3、礦漿CaOCaOTiO2害。參加量缺乏時(shí)，將會(huì)降低溶出率；游離的CaO會(huì)造成AlO的損失。

23第三章石灰燒制第一節(jié) 石灰的種類及生產(chǎn)方法25%-40%時(shí)，則石灰呈弱水硬性，這種石灰稱為弱水硬性石灰。40%-90%。石灰的生產(chǎn)方法石灰煅燒一般差不多上在立窯和回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)展。石灰是溫度操縱在900℃-1300℃下煅燒以碳酸鈣為要緊成和二氧化碳?xì)怏w。1、生產(chǎn)石灰用的原料用于生產(chǎn)石灰的原料是碳酸鹽類巖石〔或礦物〕，其要緊成分是碳酸鈣〔CaCO3

〕。碳酸鈣以兩種礦物存在于自然界：方解

等。在煅燒23 2 23〔即結(jié)瘤〕，破壞正會(huì)使內(nèi)通風(fēng)不行。氧化鋁生產(chǎn)中對(duì)石灰石的質(zhì)量要求：CaO＞52.0%，MgO＞1.5%,SiO2.0%。2燒制石灰用的燃料種燃料取決于燃料的資源狀況。以焦?fàn)t煤氣為燃料的石灰回轉(zhuǎn)窯的煅燒工藝器等。石灰窯一般生產(chǎn)工藝流程如圖2-6所示。10/2511/25進(jìn)入空心筒時(shí)的溫度在900℃-1100℃，并由推桿上部的空心通300℃左右，途經(jīng)電收塵凈化后，由排煙機(jī)排入大氣。在預(yù)熱器內(nèi)被預(yù)熱的石灰石由液壓推桿送入回轉(zhuǎn)窯。通過鏈斗輸送機(jī)送往石灰?guī)熨A存的石灰供礦制、化灰工序使用。預(yù)熱后的空氣作為窯頭的二次風(fēng)參與煅燒。石灰窯的煅燒實(shí)行負(fù)壓操作，可依照CaCO3

分解吸熱、焦?fàn)t物料在窯內(nèi)的填充系數(shù)和窯的有關(guān)參數(shù)來計(jì)算石灰石下料量和窯速的關(guān)系。石灰分解率凹凸對(duì)氧化鋁生產(chǎn)的阻礙石灰分解率高可提高原料的利用率和CO2

產(chǎn)量，削減石灰中未分解的CaCO3

含量。提高石灰質(zhì)量，能夠削減石灰用于拜耳法灰乳時(shí)的殘?jiān)謩e負(fù)擔(dān)，有利于提高石灰乳濃度質(zhì)量。石灰乳制備制備石灰乳的目的氧化鋁生產(chǎn)中制備石灰乳要緊是用于燒結(jié)法鋁酸鈉溶液的廠還用于碳酸鈉的苛化。第四章 溶出溶出是氧化鋁生產(chǎn)的要緊工藝之一，它是指鋁土礦中的AlO23性堿溶液將鋁土礦中的氧化鋁溶出成為鋁酸鈉溶液的過程。第一節(jié)拜耳法鋁土礦溶出鋁土礦的溶出是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的要緊工序之一溶出的將鋁土礦中的氧化鋁水合物充分溶解而進(jìn)入鋁酸鈉溶液。鋁土礦中的氧化鋁水合物存在狀態(tài)的不同要求的溶出條件也不一樣。溶出工藝要緊取決于鋁土礦的化學(xué)成分以及礦物組成類型。通常，處理三水鋁石型鋁土礦的溶出溫度一般為 140℃-145℃，用苛性堿〔NaO2k

〕濃度為〔120-140〕g/1的母液去溶240℃-250℃，用NaO2k

濃度為〔140-220〕g/1的一水硬鋁石鋁土礦，溶出溫度通常在240℃-265℃，母液的NaO2k

濃度為〔230-260〕g/1。一、鋁土礦溶出工藝溶出器組等技術(shù)。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁已有100化。溶出的方法能由單罐連續(xù)溶出作業(yè)進(jìn)展為多罐串聯(lián)連續(xù)溶105200℃，溶出一水硬鋁石溫度240℃，而目前的管道化溶出，溫度可達(dá)20℃-300℃。加熱方化鋁生產(chǎn)本錢，提高了效益，也加大了資源的利用率。二、、阻礙鋁土礦溶出過程的因素鋁土礦的溶出性能是指用循環(huán)母液溶出其中AlO的難易程23度。也阻礙其溶出性能。24060鐘。單位赤泥鋁孝義單位赤泥鋁孝義1.03修文1.15安1.22平果1.66硅比率〔%〕溶出液〔αk〕99.198.697.092.322431.571.591.611.63之，河南安礦第三，廣西平果礦最差。2.溶出溫度的阻礙消逝。3、循環(huán)母液苛性堿濃度的阻礙4、配料苛性比阻礙5、礦漿攪拌強(qiáng)度的阻礙6、鋁土礦的磨細(xì)程度7、添加石灰的阻礙8、溶出時(shí)刻的阻礙鋁土礦溶出過程中，只要ALO的溶出率沒有到達(dá)最大值，2323大。當(dāng)溶出溫度提高后，溶出時(shí)刻對(duì)溶出率的阻礙相對(duì)減弱。三、溶出的操縱1、溶出壓力和溫度的操縱〔蒸汽、高溫載熱體或不的熱源的上升而上升。當(dāng)溫度肯定時(shí)，則其飽和蒸汽壓隨母液中NaO2k2、溶出時(shí)刻的操縱具體的礦粒在溶出器內(nèi)的停留時(shí)刻和以上計(jì)算的平均時(shí)刻度越來越小的礦粒反而在溶出器內(nèi)停留最久。溶出器的直徑越四、高壓溶出過程中的結(jié)疤及防治1、高壓溶出過程中的結(jié)疤象普遍存在。序的工藝條件都有特地大關(guān)系。較為常見的結(jié)疤成分有硅礦物、化學(xué)性質(zhì)不同，可將結(jié)疤的礦物成分分為四大類。Al〔OH〕3

為主。要緊在赤泥分離沉降槽、赤泥洗滌沉降槽、分解槽等設(shè)備的器壁上生成。視條由溶液脫硅以及鋁土礦與溶液間反響而產(chǎn)生。如鈉硅因素有關(guān)。因鋁土礦中含鈦礦物在拜耳法高溫溶出過程中與添加CaO·TiO2

和羥基鈦酸

24 2除上述三種以外的結(jié)疤成分，還有一水硬鋁石、鐵礦〕、磷酸鹽、含鎂礦物、氟化物及草酸鹽等。這類結(jié)疤相對(duì)較少。2、結(jié)疤的清理等方法。對(duì)不同結(jié)疤應(yīng)有不同的清洗方法。一般的結(jié)疤可用HSO2 4

清洗，在處理含鈦酸鈣的結(jié)疤時(shí)，硫酸中應(yīng)1.5%-2.5%HFHFNaF不超過70-750.8%-1.0%。利用酸泵將酸在要清洗的設(shè)備和酸槽循環(huán)流淌。通過90-300分鐘，便可使結(jié)疤溶解脫落，然后再用清水沖洗，原150℃時(shí)在預(yù)熱器內(nèi)生成的結(jié)疤用草酸加磷180220℃范圍內(nèi)有結(jié)疤用溫結(jié)疤，必需經(jīng)酸洗再用高壓水洗才能奏效。清理目的。離心分別在氧化鋁生產(chǎn)中用得較少，本章不予介紹。納較經(jīng)濟(jì)的重力沉降，重力沉降最適宜處理固液相密度差比較中使用沉降槽最多的地點(diǎn)，最具代表性。工業(yè)的生產(chǎn)。第一節(jié) 過濾一、過濾差不多原理多孔介質(zhì)稱為過濾介質(zhì)。二、過濾工藝面對(duì)兩種過濾工藝分不介紹：1、加壓過濾工藝藝，立式0f濾機(jī)工藝流程如圖5—2所示。性作業(yè)過濾設(shè)備，一個(gè)葉濾循環(huán)由4個(gè)時(shí)期構(gòu)成：濾液循環(huán)掛餅。利用泵將粗液由粗液槽打人葉濾機(jī)，在過程需1分鐘～10分鐘。槽，此過程依照生產(chǎn)狀況可進(jìn)展40分鐘～120分鐘。產(chǎn)能降低，需斷料卸壓，利用高位槽濾液反沖卸餅，此過程需0秒～10秒。需40秒～120秒。19/2520/25的懸浮液。2、真空過濾工藝濾目的。幾個(gè)區(qū)：布料區(qū)。需過濾的料漿分布到過濾面上，轉(zhuǎn)鼓和立盤的平盤面的布料區(qū)。受液槽，濾餅被截留在濾布上，到達(dá)固液分別的目的。在平盤、轉(zhuǎn)鼓中還需要進(jìn)展洗滌，洗滌要用熱水，以充分洗凈。料有多種方式，有刮刀、反吹、螺旋、折帶等。餅，可進(jìn)展反吹或水洗使過濾介質(zhì)再生。循環(huán)降溫供水系統(tǒng)。濾物料溫度不太高，因此沒有水冷器、分水器設(shè)備。其次節(jié) 赤泥分別洗滌削減堿和氧化鋁的機(jī)械損失(赤泥附液損失)。由于生產(chǎn)方法不同，赤泥分別洗滌的工藝流程不盡一樣?，F(xiàn)分述如下：一、拜耳法赤泥分別洗滌工藝流程分別洗滌流程如以下圖所示。此流程要緊包括以下四個(gè)過程：1、赤泥漿液的稀釋。高壓溶出后的壓煮礦漿，用一次赤泥純度(Si02

2、赤泥的沉降分別。稀釋后的漿液送人沉降槽進(jìn)展沉降分別步葉濾機(jī)的負(fù)擔(dān)。3、赤泥反向(逆流)洗滌。含有肯定附液(鋁酸鈉溶液)的赤4～64～6A1023

和Na0。24、赤泥脫鈉及過濾。洗滌沉降槽的末次底流赤泥送入脫鈉槽參加石灰乳進(jìn)展脫鈉，進(jìn)一步回收赤泥中的Na0；通過濾洗滌222/2523/25后的赤泥送往赤泥堆場(chǎng)。第七章 氫氧化鋁焙燒第一節(jié)概述

轉(zhuǎn)變，生成物理和化學(xué)性質(zhì)符合電解要求的23 23氧化鋁。氧化鋁的很多物理性質(zhì)，特不是比外表積、α-AlO23

含量、操縱。氫氧化鋁焙燒裝置的進(jìn)展經(jīng)受了回轉(zhuǎn)窯和流態(tài)化焙燒爐兩個(gè)時(shí)期。氧化鋁工業(yè)進(jìn)展初期，一臺(tái)回轉(zhuǎn)窯設(shè)備便能完成烘干、設(shè)備。自2080技術(shù)差不多消化吸取，流態(tài)化焙燒爐氣固傳熱效率高、耗低，差不多成為我國(guó)氫氧化鋁焙燒不行缺少的設(shè)備。其次節(jié)氫氧化鋁的焙燒原理及工藝氫氧化鋁焙燒的差不多原理焙燒是將前一工序送來的氫氧化鋁在焙燒爐中高溫脫水生成氧化鋁的過程，反響式如下：2Al〔OH〕

==AlO+HO↑3 2332程。過程反響式及反響熱：水分烘干