【正文】 的化學(xué)反應(yīng)，使已經(jīng)溶出來的 Al2O3， Na2O又有一部分重新轉(zhuǎn)讓赤泥，這些反應(yīng)稱為二次反應(yīng)或副反應(yīng)。xH2O +4NaOH+aq (4) 3CaO ? 高碳酸堿濃度。 物理化學(xué)性質(zhì)上： 赤泥液固比較低，呈較低溫度乳液狀。 適當(dāng)提高溫度，可以縮短脫硅時間，增大設(shè)備產(chǎn)能。 ? 即：深度脫硅時，析出的水化石榴石中 CaO:SiO2摩爾比為 1530，而 Al2O3:SiO2摩爾比為 510。Al2O3 第 18章 鋁酸鈉溶液的碳酸化分解 碳酸化分解過程 SiO2的行為： A/S： 1150。 碳分分解率 %10032?????????????????????aTTmaOAl ANNAA?Aa— 精液中氧化鋁濃度， g/L Am— 母液中氧化鋁濃度， g/L NT— 精液中全堿濃度， g/L N‘T— 母液中全堿濃度， g/L A/S≥600，分解率 9092 A/S=550600，分解率 8991 A/S=400450，分解率 8688 第 18章 鋁酸鈉溶液的碳酸化分解 影響碳分過程的主要因素： ? 原液分子比 在鋁酸鈉溶液晶種分解過程中，原液分子比是影響分解速度的最重要的因素之一。在其他條件相同時，延長分解時間有利于降低氫氧化鋁中的堿含量和增大產(chǎn)品粒度。 ? 完全碳酸化 ：是將鋁酸鈉溶液碳酸化至氧化鋁全部析出。 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)。 聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁 生產(chǎn)氧化鋁的聯(lián)合法流程 混聯(lián)法：兼有串聯(lián)法和并聯(lián)法的特點(diǎn)。攪拌可使溶液成分均勻，避免局部碳酸化，并有利于晶體長大，得到粒度較粗和堿含量較低的氫氧化鋁。 第 18章 鋁酸鈉溶液的碳酸化分解 影響碳分過程的主要因素： ? CO2氣體的純度、濃度和通入速度 CO2氣體通入速度：提高通氣速度可以縮短分解時間，提高分解槽產(chǎn)能。兩段脫硅后， A/S600可進(jìn)行碳酸化分解 浮游物含量： 主要為水合鋁硅酸鈉、水化石榴石和氧化鐵水合物，它們在分解初期就全部進(jìn)入氫氧化鋁產(chǎn)品，因此精液必須經(jīng)控制過濾，使其浮游物含量 。2H2O+NaOH 碳酸化分解氫氧化鋁結(jié)晶形成同晶種分解一樣包括四個過程：次生晶核的生成， Al(OH)3晶粒的破裂與磨蝕， Al(OH)3晶體的長大和 Al(OH)3晶粒的附聚。 第 17章 鋁酸鈉溶液的脫硅過程 從石灰脫硅渣中回收氧化鋁： 3CaOAl2O32SiO2 物理化學(xué)性質(zhì)上： 赤泥粒度細(xì)，液固比高，呈高溫漿液狀 組成上： 原硅酸鈣（ 2CaO 溶液分子比的降低，將使溶液的穩(wěn)定性下降，但是在溶出過程中由于原硅酸鈣的分解，溶液中 SiO2含量達(dá)到 56g/L，溶液分子比在 ，溶液仍具有足夠的穩(wěn)定性，這就為采取低分子比溶出制度創(chuàng)造了條件。6H2O+2NaOH+aq (3) 2Na2SiO3+(2+n)NaAl(OH)4+aq =Na2OTiO2） ： ? 其他成分： 熟料中的 Na2S和 Na2SO4溶出時溶入鋁酸鈉溶液中。Na2SO4，溶出液穩(wěn)定性顯著增大， MR可低至 ，在赤泥分離和洗滌過程中溶液仍然不致發(fā)生明顯分解。 第 15章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程工藝 熟料窯的發(fā)熱能力與窯的產(chǎn)能 qmQqQG H??G— 窯的單位產(chǎn)能， Kg/h Q— 窯的發(fā)熱能力， KJ/h q— 單位熟料熱耗， KJ/Kg m— 燃料消耗量， Kg/h QH— 燃料發(fā)熱量， KJ/Kg 提高窯的發(fā)熱能力以增大窯的產(chǎn)能，必須增大燃料消耗量。 熟料燒結(jié)目前基本使用的是熟料燒結(jié)窯 — 回轉(zhuǎn)窯 第 15章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程工藝 熟料燒結(jié)系統(tǒng) 回轉(zhuǎn)窯窯體： 根據(jù)物料在窯內(nèi)發(fā)生的物理化學(xué)變化，可將回轉(zhuǎn)窯從窯尾到窯頭分為烘干帶、預(yù)熱帶、分解帶、燒成帶和冷卻帶。 ? 燒制的熟料 S2＞ %，黑心多孔，粒度均為、可磨性好。如果熟料窯的轉(zhuǎn)速太快，使物料在燒成帶的停留時間少于物料反應(yīng)所需要的時間，就會造成熟料“欠燒”而影響質(zhì)量；如果轉(zhuǎn)速太慢，將降低窯的產(chǎn)能。 熟料燒結(jié)的最佳溫度條件決定于原來的化學(xué)及礦物組成和生料的配料比。2SiO2+2CaO= Na2OTiO2（鈣鈦礦 ),存在于熟料和溶出渣中。Al2O3與單獨(dú)的氧化物質(zhì)一樣可與堿和水反應(yīng) 。Al2O3， 3CaO 因此生料燒結(jié)在充分進(jìn)行前提下，可以看成是有單體氧化物組成的生料體系結(jié)構(gòu)。 S2%的熟料是黑心多孔，質(zhì)量好； S2%的熟料黃心或粉狀黃料，質(zhì)量差。 從母液蒸發(fā)工序送來的蒸發(fā)母液，通過 堿液泵送到管磨與按比例分配下料的鋁 土礦，石灰及干燥的堿粉一道進(jìn)入磨機(jī) 桶體進(jìn)行濕磨，管磨產(chǎn)出的生料漿通過 輸送系統(tǒng)輸送到料漿槽，生料漿在此進(jìn) 行料漿調(diào)整和成分分析，料漿在此調(diào)配 合格。使其中的 Al2O3盡可能轉(zhuǎn)變成易溶于水或稀堿溶液的 Na2O 第 14章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程的物理化學(xué)反應(yīng) A固 →A氣 ， A氣 +B固 →AB固 A固 +X固 →AX液 ， AX液 +B固 →AB固 +X固 熟料燒結(jié)過程是復(fù)雜的多相固相反應(yīng)過程，硅酸鹽和鋁酸鹽的形成都是經(jīng)過各種中間相最后形成熟料的礦物組成。 ? 隨著溫度升高，反應(yīng)速度加快，溫度高于 1150℃ 時，燒結(jié)反應(yīng)可在 1小時內(nèi)完成。因?yàn)?: ? 溶出鋁酸鈣時，溶出液中 Al2O3濃度不應(yīng)超過 70g/L， Na2Oc濃度為 5060g/L ? 溶出鋁酸鈉熟料時，溶出液中 Al2O3濃度為 120g/L， Na2Oc濃度小于 40g/L ? 熟料燒結(jié)時，當(dāng) Na2CO3數(shù)量足以和 Al2O3化合時，鋁酸鈣不至于生成，而生成鋁酸鈉。 SiO2的反應(yīng)： 燒結(jié)法處理的是高硅鋁土礦，因此 Al2O3與 SiO2的分離，燒結(jié)過程生成的含硅化合物必須滿足： 第 14章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程的物理化學(xué)反應(yīng) ? 燒結(jié)過程中爐料中 SiO2應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴缓?Na2O和 Al2O3的化合物 ? 在高溫下能與 Na2O和 Al2O3同時穩(wěn)定存在 ? 在溶出時不與鋁酸鈉溶液顯著反應(yīng) 。H 2O）脫水后成為偏高嶺石 (Al2O3SiO2+2CaO= Na2O 過燒熟料： 高的燒成溫度下燒成的致密的熔結(jié)塊狀熟料。 1Kg硫大約損失 。 ? 在燒結(jié)過程中還生成一種鐵的化合物(CaO ? 便于將生料漿成分準(zhǔn)確調(diào)配，保證成分穩(wěn)定，有利于燒結(jié)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)。TiO2轉(zhuǎn)入固相赤泥中。生成的NaOH進(jìn)入溶液，提高鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性和 Na2O溶出率，生成的 Fe2O3 二次反應(yīng)損失： 由二次反應(yīng)所造成的 Al2O3和 Na2O的損失。Al2O3 溶液中 Na2Oc濃度保持不大于 30g/L，是溶液組成位于苛化曲線上部 CaCO3平衡區(qū)。 ? 熟料溶出采用的主要設(shè)備是球磨機(jī)，在濕磨溶出過程中，球磨機(jī)在磨細(xì)熟料的同時，還發(fā)生溶出反應(yīng)。因此，生產(chǎn)中采用加壓脫硅。因此，為減少 CaO的消耗和Al2O3的損失，通常是在一段脫硅將大部分的 SiO2成為水合鋁硅酸鈉分離后，再添加石灰進(jìn)行深度脫硅。()CO2 2470。降低分子比，溶液的過飽和度增大，分解速度加快。 第 18章 鋁酸鈉溶液的碳酸化分解 影響碳分過程的主要因素： ? 添加晶種 添加一定量的晶種，能改善碳分氫氧化鋁的晶體的結(jié)構(gòu)和粒度組成，顯著降低氫氧化鋁中 SiO2和 Na2O含量，并可減少槽內(nèi)的結(jié)垢。該方法到目前為止，工業(yè)上還沒有采用過。 ■ （ 2）工藝流程簡單，除適當(dāng)加大石灰燒制和赤泥分離洗滌過程的生產(chǎn)能力外，工藝流程與拜耳法完全相同 ■ （ 3）與混聯(lián)法流程比較，取消了能耗高的燒結(jié)法生產(chǎn)系統(tǒng)。 聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁 生產(chǎn)氧化鋁的聯(lián)合法流程 串聯(lián)法：適于處理中等品位的鋁土礦和低品位三水鋁石型鋁土礦。 在碳分前期強(qiáng)烈攪拌溶液，后期則降低攪拌強(qiáng)度。 缺點(diǎn)：細(xì)粒子量多，Al(OH)3中堿含量增加，增加鎵的共沉淀損失。 第 18章 鋁酸鈉溶液的碳酸化分解 影響碳分過程的主要因素： ? 精液純度與碳分分解率 ? 原液分子比 ? CO2純度、濃度與通入速度 ? 分解溫度 ? 添加晶種 ? 攪拌 第 18章 鋁酸鈉溶液的碳酸化分解 影響碳分過程的主要因素： ? 精液純度與碳分分解率 精液純度 硅量指數(shù) A/S： A/S越高，可以達(dá)到的分解率越高，分解出來質(zhì)量合格的 Al(OH)3越多，得到的 Al(OH)3粒度也較粗。2CO2 二段脫硅得到的水化石榴石渣中含 Al2O3量達(dá)26%，直接返回?zé)Y(jié)過程必然造成大量循環(huán)和 Al2O3的損失，因此采用 Na2CO3溶液（碳分母液）提取其中的氧化鋁，再將得到的石灰石渣返回配料系統(tǒng)。（ 3CaO?Al2O3?xSiO2?yH2O） 第 17章 鋁酸鈉溶液的脫硅過程 鋁酸鈉溶液添加石灰的脫硅過程： 3Ca(OH)+xNa2SiO3+2NaAl(OH)4+aq =3CaOAl2O3 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 拜耳法赤泥和堿石灰燒結(jié)法赤泥的區(qū)別 ? 拜耳法赤泥： ? 堿石灰燒結(jié)法赤泥： 組成上： 鋁硅酸鹽（水合鋁硅酸鈉，以其為核心的附加鹽類，如方鈉石，鈣霞石、水化石榴石等），鐵的化合物（ Fe2O3，F(xiàn)eO等），鈦酸鹽（加石灰溶出時為鈦酸鈣 )。 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 影響二次反應(yīng)的最主要的因素 當(dāng)溶液中 Al2O3濃度一定時， NaOH濃度越低，亦即溶液的分子比越小，二次反應(yīng)所造成的損失越低。Al2O33H2Oaq 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 熟料溶出的主要反應(yīng) 熟料中的鈦酸鈣溶出時不發(fā)生任何反應(yīng)，殘留于赤泥中 ? 鈦酸鈣（ CaO 在生產(chǎn)中由熟料制得的鋁酸鈉溶液， Al2O3濃度通常低于 120g/L，由于含有 56g/L的 SiO2及一定數(shù)量的 Na2CO3 ? 防止高溫結(jié)圈的措施： 控制燒成溫度范圍，降低液相的生成；燒成帶的強(qiáng)化燒結(jié)，增加窯的轉(zhuǎn)速。SiO2 低堿高鈣配方優(yōu)點(diǎn)： ? 堿耗低 ? 赤泥的穩(wěn)定性能比較好 ? 能保證堿和氧化鋁的溶出率 熟料燒結(jié)系