【正文】 主要有：回轉(zhuǎn)窯；循環(huán)焙燒爐 ? 回轉(zhuǎn)焙燒窯能耗較高，自動(dòng)控制水平較低，飛揚(yáng)損失大，對(duì)氧化鋁的磨損大，故焙燒窯已逐漸被淘汰。Fe2O3，將燒結(jié)產(chǎn)物（熟料）用稀堿溶液溶出時(shí)Na2O即使各原料經(jīng)燒結(jié)過程形成 Na2O 生料漿配方 ? 飽和配方：生產(chǎn)上把按化學(xué)反應(yīng)所需理論量計(jì)算出的配方，習(xí)慣地叫做“飽和配方”或正堿，正鈣配方。SiO2，并形成具有一定容積密度和孔隙率、可磨性好的熟料，以便在溶出過程中將有用成份與有害雜質(zhì)較好的進(jìn)行分離，最大限度提取氧化鋁和回收堿。SiO2+CO2↑ 在 800~820℃ 時(shí)進(jìn)行劇烈反應(yīng)， 3 h左右即可完成。2 SiO2+2 CaO＝Na2OAl2O3和 2CaO Fe2O3和 Na2CO3在加熱時(shí)相互作用生成鐵酸鈉。2 SiO2+nH2O （鈉硅渣脫水） 3CaO2 SiO2+H2O（高嶺石脫水） Fe2O3Al2O3反應(yīng)進(jìn)行，造成 Al2O3的損失。Fe2O3 CaO+Fe2O3= CaOSiO2也減少，導(dǎo)致燒成溫度升高（生產(chǎn)上稱料子吃火），在一定的生產(chǎn)條件下，易出現(xiàn)欠燒結(jié)料 — 黃料；相反，當(dāng) A/S降低，物料雖然易燒結(jié)，但燒成溫度范圍縮小，熟料窯操作不好控制，還會(huì)造成熟料窯燒結(jié)帶結(jié)圈，下料口堵塞等生產(chǎn)故障。一般來說窯的轉(zhuǎn)速控制在 2~ r/min。 硫?qū)ρ趸X生產(chǎn)造成的危害 （ 3）母液中 Na2SO4含量升高給蒸發(fā)操作帶來困難，并且增加汽耗。 （ 3）因不易產(chǎn)生過磨現(xiàn)象，溶出后赤泥為黑綠色，細(xì)度均勻適中，改善了赤泥沉降性能，提高了沉降槽的產(chǎn)能，同時(shí)可降低溶出過程二次反應(yīng)損失。 熟料溶出的主要反應(yīng) ? 鋁酸鈉的溶出 ? 鐵酸鈉溶出 ? 二次反應(yīng) 熟料中的固體鋁酸鈉（ Na2O 熟料溶出的二次反應(yīng) 在堿石灰燒結(jié)法中，熟料中的原硅酸鈣是以 β－2CaO在顆粒溶出時(shí)，顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散過程有著很大的作用，它對(duì)熟料質(zhì)量要求高，作業(yè)難于控制。格子球磨機(jī)在出料端裝有篩板。 燒結(jié)法粗液脫硅的目的 燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工藝中，脫硅工序作為一道重要工序，其主要任務(wù)是脫除粗液中的 SiO2，提高溶液的硅量指數(shù)，同時(shí)降低溶液中的浮游 物，達(dá)到優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低消耗的目的。4H2O+aq == Na2O基本原理與二次脫硅基本相同，深度脫硅所生成的水化石榴石中 SiO2的飽和度比較低，一般為 。yH2O+2xNaOH+aq 脫硅工藝的分類 脫硅的分類方法有很多種，目前燒結(jié)法和混聯(lián)法多用的三次脫硅工藝和鈉硅渣分離深度脫硅工藝。在分解后期由于鋁酸鈉溶液中的 NaOH大部分被 CO2中和，這時(shí) CO2可直接與溶液反應(yīng)： 2NaAl(OH)4+CO2+aq= 2Al(OH)3↓+Na2CO3+ H2O +aq 鋁酸鈉溶液加石灰脫硅的基本原理 粗液經(jīng)過一次脫硅以后，還要進(jìn)行二次脫硅，二次脫硅是在常壓下添加石灰，石灰以石灰乳 Ca(OH)2漿液的形式加入到一次脫硅后的溶液中。SiO2= 3CaO溫度高，可使 x值增大。 母液蒸發(fā) ? 分解母液蒸發(fā)的目的 ? 氧化鋁廠蒸發(fā)系統(tǒng)特點(diǎn) ? 影響蒸發(fā)產(chǎn)能的主要因素 分解母液蒸發(fā)的目的 燒結(jié)法的碳分母液和拜耳法的種分母液都需要蒸發(fā)。即母液在一系列的多級(jí)預(yù)熱器中加熱到接近各效沸點(diǎn)進(jìn)入蒸發(fā)器，出料后一般經(jīng)過三級(jí)到四級(jí)閃蒸，達(dá)到最后所需濃度，閃蒸出的乏汽再加以利用。 ? （ 4）與混聯(lián)法流程比較，鋁礦單耗相對(duì)較大。 石灰拜耳法主要技術(shù)特點(diǎn) （ 1）通過在溶出過程中添加過量石灰，大幅度降低溶出赤泥的鈉硅比，使中低品位鋁土礦 SiO2含量與生產(chǎn)堿耗無直接關(guān)系而適宜拜耳法生產(chǎn)。蒸發(fā)器的加熱面積，已從平均每效 100～ 200m2增至 1200m2。 碳分設(shè)備 碳酸化分解是在碳分槽內(nèi)進(jìn)行的。x SiO2Al2O3在碳酸化分解過程后期伴隨著二氧化硅的析出，并生成絲鈉鋁石類化合物。A12O3這時(shí)再加入石灰乳，石灰乳與溶液及 SiO2反應(yīng)，生成溶解度更小的水化石榴石固相，使溶液中 SiO2含量進(jìn)一步降低，提高了脫硅的深度。SiO2+2NaO 另外，高 SiO2濃度的碳分母液蒸發(fā)時(shí)，鋁硅酸鈉易于析出，而使蒸發(fā)器管道結(jié)疤，降低傳熱效率。 目前，氧化鋁廠熟料濕磨溶出使用的球磨機(jī)得比較多的有格子球磨機(jī)、溢流型球磨機(jī)、圓錐球磨機(jī)。 2. 溶出溫度 3. 溶出時(shí)間 4. 溶出液固比 5. 溶液堿濃度 熟料溶出工藝 工業(yè)上一般采用下面兩種方法進(jìn)行熟料的溶出： 1. 顆粒溶出，又稱對(duì)流溶出。此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度是影響鐵酸鈉水解的重要因素，在低溫下鐵酸鈉水解的速度極慢，隨著溫度的升高，其水解速度加快。Fe2O3+2H2O+aq=2NaOH+Fe2O3 燒結(jié)過程排硫措施 （ 2）生料加煤后燒制的熟料在正常情況下熟料中S2＞ %， Na2SO4含量穩(wěn)定在 2%以下，可獲得黑心多孔，可磨性好的熟料。 Na2SO4的熔點(diǎn)為 884℃ ，并且能與 Na2CO3等生成熔點(diǎn)較低的化合物，使?fàn)t料進(jìn)入燒成帶之前就出現(xiàn)液相。在生產(chǎn)實(shí)踐中，由于熟料窯的長(zhǎng)度一定，斜度一定，物料在燒結(jié)帶停留時(shí)間的長(zhǎng)短是由熟料密的轉(zhuǎn)速來控制的。生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng)生料中 A/S增大時(shí)，相應(yīng)的 Fe2O3的含量減少，因此，熟料相應(yīng)的 Na2OSiO2實(shí)際上不溶于水，因此，高堿配方會(huì)造成堿的損失。Al2O3的方向進(jìn)行。2 SiO2nH2O→Na2OSiO2等化合物，在 1100℃ 時(shí)，首先生成 2CaOAl2O3+2CaO 溫度繼續(xù)升高，則發(fā)生如下反應(yīng)： Na2O隨著溫度升高，反應(yīng)速度加快，溫度高于1150℃ 時(shí)，燒結(jié)反應(yīng)可在 1 h內(nèi)完成。Al2O3，而使 Fe2O3轉(zhuǎn)變成易水解的 Na2O ? 鈣比是指生料漿中氧化鈣與氧化硅的分子比。 燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工序 ? 生料漿的制備 ? 熟料燒結(jié) ? 熟料溶出 ? 鋁酸鈉溶液脫硅 ? 碳酸鈉分解 ? 氫氧化鋁分離、洗滌 ? 氫氧化鋁焙燒 ? 碳分母液蒸發(fā) 生料漿的制備 ? 燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的原料 ? 配料 ? 配方 燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的原料 ? 鋁土礦、石灰、純堿、白煤和循環(huán)母液 配料 為了保證爐料中各組分在燒結(jié)時(shí)能生成預(yù)期的化合物，因此各組分間必須嚴(yán)格地保持一定的配合比例，即配料。SiO2，氧化鋁與純堿化合成可溶于水的固體鋁酸鈉Na2O3H2O→Al2O3 氫氧化鋁漿液經(jīng)分離所得的氫氧化鋁濾餅仍含有一定量的分解母液，必須加以洗滌，以回收 Na2O，并保證氫氧化鋁產(chǎn)品中 Na2O含量符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。但晶體長(zhǎng)大的速度與晶種粒度大小無關(guān)。 晶種分解的機(jī)理 晶種分解是將鋁酸鈉溶液中的氧化鋁以氫氧化鋁結(jié)晶析出的過程，化學(xué)反應(yīng)如下： NaAl(OH)4==Al(OH)3+NaOH 該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。 拜耳法赤泥沉降分離洗滌主要包括哪些步驟 （ 3）赤泥反向（逆流）洗滌分離底流即含有一定附液（鋁酸鈉溶液）的赤泥再經(jīng)過 4~6個(gè)沉降槽進(jìn)行4~6次反向洗滌，回收附液中的 A12O3和 Na2O。稀釋的結(jié)果溶液濃度降低，粘度下降，赤泥沉降速度加快，從而有利于赤泥分離。 ? 物理方法主要有： 機(jī)械清理；火焰清理等。 （ 4）除上述三種以外的結(jié)疤成分，如一水硬鋁石、鐵礦物、磷酸鹽、含鎂礦物、氟化物及草酸鹽等。 （ 2）由溶液脫硅以及鋁土礦與溶液間反應(yīng)而產(chǎn)生。同時(shí)緊靠礦粒表面這一層的反應(yīng)產(chǎn)物 [Al(OH)4] 的濃度則趨于飽和，形成擴(kuò)散層。TiO2不加石灰時(shí)，含鈦礦物能引起氧化鋁溶出率降低和氧化鈉損失，還導(dǎo)致赤泥沉降性能變壞以及在加熱設(shè)備表面形成結(jié)疤。 氧化鐵水合物在溶出過程中的行為 鋁土礦中主要含有赤鐵礦 (a－ Fe2O3)，菱鐵礦(FeCO3)針鐵礦 (a－ FeOOH)和水赤鐵礦 (Fe2O3)等。反應(yīng)方程式為： +3Ca(OH)2 =（ 62n） H2O+6NaOH 不添加石灰，溶出一水硬鋁石時(shí)， SiO2成為鈉硅渣進(jìn)入赤泥中。 鋁土礦中各組分在溶出過程中的行為 ? 氧化鋁水合物 ? 氧化硅 ? 氧化鈦 ? 氧化鐵 氧化鋁水合物在溶出過程中的行為 鋁土礦所含氧化鋁水合物在溶出條件下與循環(huán)母液中的NaOH作用生成鋁酸鈉進(jìn)入溶液中。同時(shí)應(yīng)盡量減少非生產(chǎn)用水進(jìn)入流程及提高石灰質(zhì)量等，也是拜耳法正確配料，達(dá)到良好溶出指標(biāo)的重要保證。所以在循環(huán)母液中有一部分苛性氧化鈉與母液本身的氧化鋁化合，稱為惰性堿。 配堿 單位礦石所需要的循環(huán)母液量叫配堿量。其特點(diǎn)是作用力的范圍較為集中而發(fā)生局部破裂。 鋁土礦破碎 從礦山開采的礦石一般呈不規(guī)則形狀。 鋁酸鈉溶液穩(wěn)定性及其影響因素 鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性是指從過飽和鋁酸鈉溶液開始分解析出氫氧化鋁所需時(shí)間的長(zhǎng)短。 鋁酸鈉溶液結(jié)構(gòu) （ 2）在稀溶液中且溫度較低時(shí)，鋁酸根離子以水化離子 [Al(OH)4](H2Ｏ )x形式存在； （ 3）在較濃的溶液中或溫度較高時(shí)，發(fā)生Al(OH)4離子脫水，并能形成 [A12Ｏ (OH)6]2聚離子。 通常寫為： A/S= Al2O3/ SiO2 我國(guó)鋁土礦特點(diǎn) ? 我國(guó)鋁土礦資源豐富，儲(chǔ)量大； ? 高鋁、高硅、低鐵；鋁硅比較低，中、低品位鋁土礦居多； ? 多數(shù)鋁土礦是一水硬鋁石型鋁土礦。 酸堿聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁 酸堿聯(lián)合法是先用酸法從高硅鋁礦石中制取含鐵、鈦等雜質(zhì)的不純氫氧化鋁，然后再用堿法處理。鋁土礦中的鐵、鈦等雜質(zhì)和絕大部分的二氧化硅則成為不溶性的化合物進(jìn)入固體殘?jiān)小＞Ц癯?shù) α=。 ? 氧化鋁是典型的兩性氧化物，不溶于水，可溶于無機(jī)酸和堿性溶液，由于其結(jié)晶形式不同，在酸、堿溶液中的溶解度及溶解速度也不同。自然界中 OH、 OAl3+構(gòu)成的化合物主要有三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石和剛玉。 目前工業(yè)上幾乎全部采用堿法生產(chǎn)氧化鋁。而氧化鋁則呈熔融狀態(tài)的爐渣而上浮，由于密度不同而分離，所得氧化鋁渣再用堿法處理從中提取氧化鋁。 鋁酸鈉溶液分子比 鋁酸鈉溶液的分子是指溶液中的苛性堿與氧化鋁的摩爾比，用 MR表示： 分子比（ MR） = 苛性堿 (Na2O)(mol)/氧化鋁 (Al2O3)（ mol） =苛性堿（ g） /氧化鋁（ g） 鋁酸鈉溶液結(jié)構(gòu) 通過對(duì)鋁酸鈉溶液進(jìn)行的大量的研究揭示，鋁酸鈉溶液是離子真溶液，鋁酸鈉溶液能夠完全解離為鈉離子和鋁酸根離子。誘導(dǎo)期即是在開頭一段時(shí)間內(nèi)溶液不發(fā)生明顯的分解，在此期間溶液主要是發(fā)生內(nèi)部變化 — 離子聚合或晶核開始形成。 影響工業(yè)鋁酸鈉溶液穩(wěn)定性的主要因素有： 溶液的分子比；溶液溫度；溶液的氧化鋁濃度；溶液中的雜質(zhì)等。 影響礦石破碎的因素很多，主要與礦石的結(jié)構(gòu)、硬度、形狀大小以及均勻性等物理性質(zhì)有關(guān)。 （ 4）磨剝：破碎工作面在物料上相對(duì)移動(dòng)，對(duì)物料施加剪壓力，這種力是作用在物料的表面上。 配堿量主要考慮以下三方面的用堿量：