【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是極其復(fù)雜的，分解過(guò)程包括晶核形成、氫氧化鋁的破裂、晶體的長(zhǎng)大和附聚。 ?（ 1）晶核形成 ?晶核形成與溫度、過(guò)飽和度和晶種等因素有關(guān)。當(dāng)分解溫度低，晶種表面積小，分解精液的過(guò)飽和度高時(shí)，生成晶核表面粗糙，長(zhǎng)成向外突出細(xì)小的晶體，在顆粒相互碰撞或流體的剪切力作用下，這些細(xì)小晶體便脫離母晶而進(jìn)入溶液中，成為新的晶核。新晶核形成過(guò)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(jié)果，使結(jié)晶體破裂，氫氧代鋁結(jié)晶粒度變細(xì)。 ?（ 3）晶體長(zhǎng)大 ? 種分過(guò)程存在著晶體直接長(zhǎng)大的過(guò)程，即在晶種表面結(jié)晶并沿平面展開(kāi)，使晶粒直徑長(zhǎng)大。該過(guò)程一般在溫度高，溶液過(guò)飽和度大，種子比大的條件下發(fā)生。但晶體長(zhǎng)大的速度與晶種粒度大小無(wú)關(guān)。 ? ?（ 4）附聚 ?附聚是指一些細(xì)小的晶?；ハ嘁栏讲⒄辰Y(jié)成為一個(gè)較大晶體的過(guò)程。氫氧化鋁顆粒附聚分為兩部分：1．細(xì)顆粒晶體互相碰撞，其中一些結(jié)合成松散的絮團(tuán)，其機(jī)械強(qiáng)度小，容易重新分裂； 2．絮團(tuán)在未分裂時(shí)，由于溶液分解出來(lái)的 Al（ OH） 3起到了一種“粘結(jié)劑”的作用，將絮團(tuán)中的各個(gè)晶粒膠結(jié)在一起，形成了堅(jiān)實(shí)的附聚物。 ?溶液過(guò)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(jìn)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(guò)程中，進(jìn)料、分解、出料都在一個(gè)分解槽系列進(jìn)行。其工藝流程： 晶種分解的主要設(shè)備 ?晶種分解的主要設(shè)備有： ?冷卻設(shè)備：鼓風(fēng)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(jī)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(jiǎn)易工藝流程 ?氫氧化鋁分離、洗滌的主要設(shè)備 氫氧化鋁分離的主要目的 ?經(jīng)種子分解或碳酸化分解得到的氫氧化鋁漿液，用過(guò)濾設(shè)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(chǎn)流程，作種子分解的晶種，其余部分經(jīng)進(jìn)一步洗滌生產(chǎn)氫氧化鋁成品。 ?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。 氫氧化鋁分離、洗滌的主要設(shè)備 ?氫氧化鋁分離、洗滌的主要設(shè)備目前主要有： ?轉(zhuǎn)鼓式真空過(guò)濾機(jī) ?平盤過(guò)濾機(jī) 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(yīng) ?氫氧化鋁焙燒的主要影響因素 ?氫氧化鋁焙燒的主要設(shè)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(jié)合水脫除，并發(fā)生分解反應(yīng)，形成氧化鋁，再進(jìn)行晶型轉(zhuǎn)變，得到具有一定物理和化學(xué)性能的氧化鋁產(chǎn)品。 氫氧化鋁焙燒發(fā)生的主要反應(yīng) 工業(yè)生產(chǎn)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(jìn)行的，氫氧化鋁在焙燒過(guò)程中發(fā)生一系列變化。 當(dāng)溫度達(dá)到 100120℃ 時(shí)，附著水即被完全蒸發(fā)掉。繼續(xù)提高溫度則發(fā)生結(jié)晶水的脫除，以及無(wú)水氧化鋁的晶形轉(zhuǎn)變。 焙燒反應(yīng)方程式如下： 100120℃ 2Al(OH)3+附水 →Al2O33H2O+H2O↑ 200250℃ 失去兩個(gè)結(jié)晶水轉(zhuǎn)變?yōu)橐凰涗X石 (Al2O3H2O)； Al2O33H2O→Al2O3H2O+2 H2O↑ 500℃ 左右，一水軟鋁石轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)水 γA12O3； Al2O3H2O→γA12O3+ H2O↑ 900℃ 以上轉(zhuǎn)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(shè)備 ?氧化鋁的焙燒設(shè)備主要有： ?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。 ?目前焙燒主要采用具有較高自動(dòng)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(gè)直接與焙燒爐連在一起的旋風(fēng)器及 U型料密封槽組成。焙燒過(guò)程所需要的熱能是由燃料在焙燒爐內(nèi)直接燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體提供，它同時(shí)也是焙燒物料的沸騰介質(zhì)。 燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁 ?燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工藝介紹 ?燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁基本原理 ?燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工序 燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工藝流程 燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的基本原理 燒結(jié)法生產(chǎn)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(jìn)行燒結(jié)，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(jié)產(chǎn)物（熟料）用稀堿溶液溶出時(shí) Na2OAl2O3便進(jìn)入溶液，Na2OFe2O3水解放出堿，氧化鐵以水合物與原硅酸鈣一道進(jìn)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(jīng)過(guò)焙燒后產(chǎn)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(jīng)蒸發(fā)后返回配料。 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。 ?燒結(jié)法生料漿的配料指標(biāo)主要根據(jù)燒結(jié)反應(yīng)來(lái)確定。即使各原料經(jīng)燒結(jié)過(guò)程形成 Na2OAl2O3 和不溶于水的 2CaOSiO以及 2Na2OFe2O3等。 ? 燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁配料主要包括堿比、鈣比、鐵鋁比、鋁硅比四項(xiàng)指標(biāo)。 ?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(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。 ? 即堿比 [N]/[R]=1；鈣比 [C]/[S]=。 ? 飽和配方： ? 生產(chǎn)上把不能按化學(xué)反應(yīng)所需理論量計(jì)算出的量進(jìn)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(jié) ?熟料燒結(jié)目的 ?熟料燒結(jié)簡(jiǎn)易工藝流程 ?熟料燒結(jié)主要反應(yīng) ?燒結(jié)設(shè)備 ?影響熟料的主要因素 ?硫在燒結(jié)過(guò)程中的危害及脫硫措施 熟料燒結(jié)目的 ?燒結(jié)過(guò)程的目的就是要使調(diào)配合格后的生料漿在回轉(zhuǎn)窯中高溫?zé)Y(jié)，使生料各成分互相反應(yīng)。使其中的 Al2O3盡可能轉(zhuǎn)變成易溶于水或稀堿溶液的Na2OAl2O3，而使 Fe2O3轉(zhuǎn)變成易水解的Na2OFe2O3， SiO2等雜質(zhì)轉(zhuǎn)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(guò)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。 熟料燒結(jié)發(fā)生的主要反應(yīng) ?熟料燒結(jié)發(fā)生的主要反應(yīng)是： ?（ 1） A12O3與 Na2CO3反應(yīng)，生成鋁酸鈉固熔體； ?（ 2） SiO2與 CaO反應(yīng)，生成2CaOSiO2； ?（ 3） Fe2O3和 Na2CO3反應(yīng)，生成鐵酸鈉固熔體。 ?另外還發(fā)生副反應(yīng) ?熟料燒結(jié)過(guò)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(yīng)如下： ? A12O3+Na2CO3＝ Na2OA12O3+CO2↑ ? 上述反應(yīng)在 500~800℃ 開(kāi)始反應(yīng)，且反應(yīng)速度較慢。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小時(shí)內(nèi)完成。 ? 加熱爐料時(shí)，爐料中 SiO2和 Na2CO3便先發(fā)生如下反應(yīng)： ? Na2CO3+SiO2＝ Na2OSiO2+CO2↑ ? 在 800~820℃ 時(shí)進(jìn)行劇烈反應(yīng)， 3小時(shí)左右即可完成。 ? 隨后發(fā)生如下反應(yīng)： ? n（ Na2OSiO2） +n Al2O3＝n/2(Na2OAl2O32SiO2)+n/2 Na2OAl2O3 ? 這一反應(yīng)在 850~950℃ 時(shí)進(jìn)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(yīng)： ? 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(shí)，首先生成 2CaOSiO2。 ? Fe2O3和 Na2CO3在加熱時(shí)相互作用生成鐵酸鈉。 ? Fe2O3+Na2CO3＝ Na2OFe2O3+CO2↑ ? 此反應(yīng)在 500℃ 時(shí)尚未開(kāi)始， 700℃ 時(shí)己較快進(jìn)行，在 1000℃ 下可在 1小時(shí)內(nèi)完成。 ?（ l）結(jié)晶水脫出反應(yīng)： ? 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(yīng)在物料從 145℃ 升至 600℃ 時(shí)反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行。 ? （ 2）高堿或低堿配方發(fā)生的反應(yīng)： ? Al2O3+Na2OFe2O3=Na2OAl2O3+Fe2O3 ? 此反應(yīng)在 800℃ ~900℃ 之間進(jìn)行。 ? 在燒結(jié)溫度下，堿量不足時(shí)，反應(yīng)向生成 Na2OAl2O3的方向進(jìn)行。如果堿量過(guò)低，則有 Al2O3+CaO＝ CaOAl2O3反應(yīng)進(jìn)行，造成 Al2O3的損失。 ? 如果堿比 [N]/[A]+[F]＞ 1時(shí)則發(fā)生下列反應(yīng)： ? 2CaOSiO2+Na2CO3＝ Na2OCaOSiO2+CaO+CO2↑ ? 此反應(yīng)在 1000℃ 時(shí)進(jìn)行，由于 Na2OCaOSiO2實(shí)際上不溶于水，因此，高堿配方會(huì)造成堿的損失。 ? 當(dāng)爐料中 Na2CO3配量不足，而又有 CaO存在時(shí)，則發(fā)生下列反應(yīng)： ? 2CaO+Fe2O3=2CaOFe2O3 ? CaO+Fe2O3= CaOFe2O3 ? 上述反應(yīng)在 1200℃ 下可在半小時(shí)內(nèi)完成。因此，在堿比小于 1時(shí)，要適當(dāng)多配部分 CaO。 ? 另外，鋁土礦中 TiO2在高溫下與 CaO反應(yīng)： ? TiO2＋ CaO＝ CaOTiO2 燒結(jié)設(shè)備 ?熟料燒結(jié)目前基本使用的是熟料燒結(jié)窯 ? 熟料窯的構(gòu)造主要有如下部分： 筒體、支撐裝置、傳動(dòng)裝置、窯襯、窯內(nèi)熱交換器、燃燒裝置、喂料裝置 熟料燒結(jié)的主要影響因素 ?熟料燒結(jié)的主要影響因素有： （ 1）溫度 （ 2）原始物質(zhì)的結(jié)構(gòu) （ 3）固相物質(zhì)的粒度 （ 4）反應(yīng)時(shí)間 （ 5）礦化劑 影響熟料質(zhì)量的主要因素 ?影響熟料質(zhì)量的因素很多，其中主要有： 生料成分及配比； 燒結(jié)溫度； 燒結(jié)時(shí)間等。 生料成分及配