【文章內容簡介】 是極其復雜的，分解過程包括晶核形成、氫氧化鋁的破裂、晶體的長大和附聚。 ?（ 1）晶核形成 ?晶核形成與溫度、過飽和度和晶種等因素有關。當分解溫度低，晶種表面積小，分解精液的過飽和度高時，生成晶核表面粗糙，長成向外突出細小的晶體，在顆粒相互碰撞或流體的剪切力作用下，這些細小晶體便脫離母晶而進入溶液中，成為新的晶核。新晶核形成過程叫做二次成核。 ?（ 2）氫氧化鋁破裂 ? 破裂是顆粒之間的碰撞以及顆粒與糟壁、攪拌器之間的碰撞結果，使結晶體破裂，氫氧代鋁結晶粒度變細。 ?（ 3）晶體長大 ? 種分過程存在著晶體直接長大的過程，即在晶種表面結晶并沿平面展開，使晶粒直徑長大。該過程一般在溫度高，溶液過飽和度大，種子比大的條件下發(fā)生。但晶體長大的速度與晶種粒度大小無關。 ? ?（ 4）附聚 ?附聚是指一些細小的晶粒互相依附并粘結成為一個較大晶體的過程。氫氧化鋁顆粒附聚分為兩部分：1．細顆粒晶體互相碰撞，其中一些結合成松散的絮團，其機械強度小，容易重新分裂； 2．絮團在未分裂時，由于溶液分解出來的 Al（ OH） 3起到了一種“粘結劑”的作用，將絮團中的各個晶粒膠結在一起，形成了堅實的附聚物。 ?溶液過飽和度大、溫度高，有利于附聚。 晶種分解的主要影響因素 ?晶種分解的主要影響因素有： 晶種分解工藝 ?晶種分解工藝主要分為間斷分解和連續(xù)分解 ?間斷分解包括進料、分解、出料周期性作業(yè)，為單槽作業(yè)方式。 ?連續(xù)分解是指分解過程中，進料、分解、出料都在一個分解槽系列進行。其工藝流程： 晶種分解的主要設備 ?晶種分解的主要設備有： ?冷卻設備：鼓風冷卻塔、板式熱交換器及閃速蒸發(fā)換熱系統(tǒng)等； ? 分解槽：空氣攪拌分解槽、機械攪拌分解槽。 氫氧化鋁分離、洗滌 ?氫氧化鋁分離、洗滌的主要目的 ?氫氧化鋁的分離、洗滌的簡易工藝流程 ?氫氧化鋁分離、洗滌的主要設備 氫氧化鋁分離的主要目的 ?經種子分解或碳酸化分解得到的氫氧化鋁漿液，用過濾設備將氫氧化鋁和母液分離，分離得到的氫氧化鋁一部分直接返回生產流程，作種子分解的晶種，其余部分經進一步洗滌生產氫氧化鋁成品。 ?氫氧化鋁漿液經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，并保證氫氧化鋁產品中 Na2O含量符合質量標準要求。 氫氧化鋁分離、洗滌的主要設備 ?氫氧化鋁分離、洗滌的主要設備目前主要有： ?轉鼓式真空過濾機 ?平盤過濾機 氫氧化鋁焙燒 ?氫氧化鋁焙燒目的 ?氫氧化鋁焙燒發(fā)生的主要反應 ?氫氧化鋁焙燒的主要影響因素 ?氫氧化鋁焙燒的主要設備 氫氧化鋁焙燒目的 ?氫氧化鋁焙燒的目的是在一定溫度下把氫氧化鋁的附著水和結合水脫除，并發(fā)生分解反應，形成氧化鋁，再進行晶型轉變，得到具有一定物理和化學性能的氧化鋁產品。 氫氧化鋁焙燒發(fā)生的主要反應 工業(yè)生產出的氫氧化鋁含有 10%15%的附著水，其分子組成為Al(OH)3(Al2O33H2O)，焙燒是在 9001250℃ 下進行的，氫氧化鋁在焙燒過程中發(fā)生一系列變化。 當溫度達到 100120℃ 時，附著水即被完全蒸發(fā)掉。繼續(xù)提高溫度則發(fā)生結晶水的脫除，以及無水氧化鋁的晶形轉變。 焙燒反應方程式如下： 100120℃ 2Al(OH)3+附水 →Al2O33H2O+H2O↑ 200250℃ 失去兩個結晶水轉變?yōu)橐凰涗X石 (Al2O3H2O)； Al2O33H2O→Al2O3H2O+2 H2O↑ 500℃ 左右，一水軟鋁石轉變?yōu)闊o水 γA12O3； Al2O3H2O→γA12O3+ H2O↑ 900℃ 以上轉變?yōu)?aA12O3； γA12O3→aA12O3 氫氧化鋁焙燒的主要影響因素 ?氫氧化鋁焙燒的主要影響因素有： ? ? ? ? 氫氧化鋁焙燒的主要設備 ?氧化鋁的焙燒設備主要有： ?回轉窯；循環(huán)焙燒爐 ?回轉焙燒窯能耗較高，自動控制水平較低，飛揚損失大，對氧化鋁的磨損大，故焙燒窯已逐漸被淘汰。 ?目前焙燒主要采用具有較高自動控制水平的循環(huán)焙燒爐。 ?循環(huán)焙燒爐也叫沸騰焙燒爐。 ?循環(huán)焙燒爐是由焙燒爐和一個直接與焙燒爐連在一起的旋風器及 U型料密封槽組成。焙燒過程所需要的熱能是由燃料在焙燒爐內直接燃燒而產生的燃燒氣體提供，它同時也是焙燒物料的沸騰介質。 燒結法生產氧化鋁 ?燒結法生產氧化鋁工藝介紹 ?燒結法生產氧化鋁基本原理 ?燒結法生產氧化鋁工序 燒結法生產氧化鋁工藝流程 燒結法生產氧化鋁的基本原理 燒結法生產氧化鋁的基本原理是將鋁土礦與一定量的純堿、石灰（或石灰石）配成爐料在高溫下進行燒結，使氧化硅與石灰化合成不溶于水的原硅酸鈣 2CaOSiO2,氧化鋁與純堿化合成可溶于水的固體鋁酸鈉 Na2OAl2O而氧化鐵與純堿化合成可以水解的鐵酸鈉 Na2OFe2O3，將燒結產物（熟料）用稀堿溶液溶出時 Na2OAl2O3便進入溶液，Na2OFe2O3水解放出堿，氧化鐵以水合物與原硅酸鈣一道進入赤泥。再用二氧化碳分解鋁酸鈉溶液便可以析出氫氧化鋁。經過焙燒后產出氧化鋁。分離氫氧化鋁后的母液成為碳分母液（主要成分為Na2CO3），經蒸發(fā)后返回配料。 燒結法生產氧化鋁工序 ? 生料漿的制備 ? 熟料燒結 ? 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 ?燒結法生產氧化鋁的原料 ?配料 ?配方 燒結法生產氧化鋁的原料 ?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時能生成預期的化合物，因此各組分間必須嚴格地保持一定的配合比例，即配料。 ?燒結法生料漿的配料指標主要根據燒結反應來確定。即使各原料經燒結過程形成 Na2OAl2O3 和不溶于水的 2CaOSiO以及 2Na2OFe2O3等。 ? 燒結法生產氧化鋁配料主要包括堿比、鈣比、鐵鋁比、鋁硅比四項指標。 ?堿比是指生料漿中氧化鈉與氧化鋁和氧化鐵的分子比。 ?鈣比是指生料漿中氧化鈣與氧化硅的分子比。 ?鐵鋁比是指生料漿中氧化鐵和氧化鋁的分子比。 生料漿配方 ? 飽和配方：生產上把按化學反應所需理論量計算出的配方，習慣地叫做“飽和配方”或正堿，正鈣配方。 ? 即堿比 [N]/[R]=1；鈣比 [C]/[S]=。 ? 飽和配方： ? 生產上把不能按化學反應所需理論量計算出的量進行的配方統(tǒng)稱為非飽和配方。 ? 非飽和配方中，又把堿比 [N]/[R]＜ l． 0的叫做低堿配方； ? 鈣比 [C]/[S]＞ ； ? 鈣比 [C]/[S]＜ 。 熟料燒結 ?熟料燒結目的 ?熟料燒結簡易工藝流程 ?熟料燒結主要反應 ?燒結設備 ?影響熟料的主要因素 ?硫在燒結過程中的危害及脫硫措施 熟料燒結目的 ?燒結過程的目的就是要使調配合格后的生料漿在回轉窯中高溫燒結，使生料各成分互相反應。使其中的 Al2O3盡可能轉變成易溶于水或稀堿溶液的Na2OAl2O3，而使 Fe2O3轉變成易水解的Na2OFe2O3， SiO2等雜質轉變?yōu)椴蝗苡谒蛳A溶液的 2CaOSiO2，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較好的進行分離，最大限度提取氧化鋁和回收堿。 熟料燒結發(fā)生的主要反應 ?熟料燒結發(fā)生的主要反應是： ?（ 1） A12O3與 Na2CO3反應，生成鋁酸鈉固熔體； ?（ 2） SiO2與 CaO反應，生成2CaOSiO2； ?（ 3） Fe2O3和 Na2CO3反應，生成鐵酸鈉固熔體。 ?另外還發(fā)生副反應 ?熟料燒結過程中爐料中的 A12O3在較高的溫度下可以與 Na2CO3相互作用，生成鋁酸鈉 Na2OAl2O3，其反應如下： ? A12O3+Na2CO3＝ Na2OA12O3+CO2↑ ? 上述反應在 500~800℃ 開始反應，且反應速度較慢。隨著溫度升高，反應速度加快，溫度高于1150℃ 時，燒結反應可在 1小時內完成。 ? 加熱爐料時，爐料中 SiO2和 Na2CO3便先發(fā)生如下反應： ? Na2CO3+SiO2＝ Na2OSiO2+CO2↑ ? 在 800~820℃ 時進行劇烈反應， 3小時左右即可完成。 ? 隨后發(fā)生如下反應： ? n（ Na2OSiO2） +n Al2O3＝n/2(Na2OAl2O32SiO2)+n/2 Na2OAl2O3 ? 這一反應在 850~950℃ 時進行很快，在 1000℃ 之前便可完成。 ? 溫度繼續(xù)升高，則發(fā)生如下反應： ? Na2OAl2O32 SiO2+2 CaO＝Na2OAl2O3SiO2+2CaOSiO2 ? Na2OAl2O3SiO2+2 CaO＝ Na2OAl2O3+2CaOSiO2 ? 生成物為 Na2OAl2O3和 2CaOSiO2。 SiO2和 CaO在高溫下也能直接生成 CaOSiO2， 3CaO2SiO2，2CaOSiO2和 3CaOSiO2等化合物，在 1100℃ 時，首先生成 2CaOSiO2。 ? Fe2O3和 Na2CO3在加熱時相互作用生成鐵酸鈉。 ? Fe2O3+Na2CO3＝ Na2OFe2O3+CO2↑ ? 此反應在 500℃ 時尚未開始， 700℃ 時己較快進行，在 1000℃ 下可在 1小時內完成。 ?（ l）結晶水脫出反應： ? Na2OAl2O32 SiO2nH2O→Na2OAl2O32 SiO2+nH2O（鈉硅渣脫水） ? 3CaOAl2O3xSiO2yH2O→3CaOAl2O3xSiO2+yH2O（含水鋁硅酸三鈣脫水） ? 2 A1OOH→Al2O3+H2O（一水軟鋁石脫水） ? Al2O32 SiO2H2O→Al2O32 SiO2+H2O（高嶺石脫水） ? Fe2O3nH2O→Fe2O3+nH2O（含水氧化鐵脫水） ? CaCO3→CaO+CO2↑（碳酸鈣分解） ? Ca(OH)2→CaO+H2O（消石灰脫水） ? 上述反應在物料從 145℃ 升至 600℃ 時反應開始進行。 ? （ 2）高堿或低堿配方發(fā)生的反應： ? Al2O3+Na2OFe2O3=Na2OAl2O3+Fe2O3 ? 此反應在 800℃ ~900℃ 之間進行。 ? 在燒結溫度下，堿量不足時，反應向生成 Na2OAl2O3的方向進行。如果堿量過低，則有 Al2O3+CaO＝ CaOAl2O3反應進行，造成 Al2O3的損失。 ? 如果堿比 [N]/[A]+[F]＞ 1時則發(fā)生下列反應： ? 2CaOSiO2+Na2CO3＝ Na2OCaOSiO2+CaO+CO2↑ ? 此反應在 1000℃ 時進行，由于 Na2OCaOSiO2實際上不溶于水，因此，高堿配方會造成堿的損失。 ? 當爐料中 Na2CO3配量不足，而又有 CaO存在時，則發(fā)生下列反應： ? 2CaO+Fe2O3=2CaOFe2O3 ? CaO+Fe2O3= CaOFe2O3 ? 上述反應在 1200℃ 下可在半小時內完成。因此，在堿比小于 1時，要適當多配部分 CaO。 ? 另外，鋁土礦中 TiO2在高溫下與 CaO反應： ? TiO2＋ CaO＝ CaOTiO2 燒結設備 ?熟料燒結目前基本使用的是熟料燒結窯 ? 熟料窯的構造主要有如下部分： 筒體、支撐裝置、傳動裝置、窯襯、窯內熱交換器、燃燒裝置、喂料裝置 熟料燒結的主要影響因素 ?熟料燒結的主要影響因素有： （ 1）溫度 （ 2）原始物質的結構 （ 3）固相物質的粒度 （ 4）反應時間 （ 5）礦化劑 影響熟料質量的主要因素 ?影響熟料質量的因素很多，其中主要有： 生料成分及配比； 燒結溫度； 燒結時間等。 生料成分及配