【正文】 破裂，同時(shí)還應(yīng)促進(jìn)晶體的長(zhǎng)大和晶粒的附聚。 晶體長(zhǎng)大固然使粒度增大，但其長(zhǎng)大速度很慢；次生成核和晶體破裂將降低分解產(chǎn)物平均粒度；附聚作用則減少細(xì)粒子數(shù)量，又產(chǎn)生了較大的顆粒，從而改善分解產(chǎn)物的粒度分布。 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 分解原液的濃度和分子比 溫度制度 晶種數(shù)量和質(zhì)量 攪拌速度 分解時(shí)間及母液分子比 雜質(zhì) 拜耳循環(huán) 影響鋁酸鈉溶液分解的主要因素 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 分解原液的濃度和分子比： 影響分解速度、分解槽單位產(chǎn)能和分解產(chǎn)物粒度。 在其它條件相同時(shí)，中等濃度的鋁酸鈉溶液過(guò)飽和度大，穩(wěn)定性較低，因而分解速度快，在一定分解時(shí)間內(nèi)分解率也較高。 降低原液的分子比和適當(dāng)提高原液的Al2O3濃度是強(qiáng)化分解過(guò)程和提高整個(gè)拜耳法技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要途徑 提高分解原液的氧化鋁濃度，可使分解槽單位產(chǎn)能增加，但氧化鋁分解率下降。 分子比低時(shí)，分解速度快，有利于晶種的附聚和長(zhǎng)大。 1 2 3 4 原液濃度對(duì)產(chǎn)品粒度的影響隨分解溫度及其他條件不同而異。 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 分解原液的濃度和分子比： 影響分解速度、分解槽單位產(chǎn)能和分解產(chǎn)物粒度。 分解原液 Al2O3濃度的影響 Al2O3（ g/l） MR η分 （ %） 實(shí)際生產(chǎn)中， Al2O3濃度一般為 130160g/L 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 分解原液的濃度和分子比： 影響分解速度、分解槽單位產(chǎn)能和分解產(chǎn)物粒度。 分解原液分子比 MR的影響 原 液 成 分 MR= Al2O3=MR= Al2O3=MR= Al2O3=分解時(shí)間 (h) MR η分 MR η分 MR η分 5 10 20 35 50 70 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 分解原液的濃度和分子比： 影響分解速度、分解槽單位產(chǎn)能和分解產(chǎn)物粒度。 但是，在其他條件相同時(shí)，隨著溶液濃度的提高，分解率和循環(huán)母液分子比會(huì)降低，且對(duì)赤泥及 Al(OH)3的分離洗滌有不利的影響，更不利于得到粒度較粗和強(qiáng)度較大的 Al(OH)3 ，給砂狀氧化鋁的生產(chǎn)帶來(lái)困難。 因此需要采用洗滌的 Al(OH)3 作晶種、高晶種系數(shù)（ ）、提高攪拌強(qiáng)度等措施來(lái)克服溶液濃度提高后對(duì)分解過(guò)程所產(chǎn)生的不利影響。 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 溫度制度： 溫度直接影響鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性，分解速度，分解率以及氧化鋁粒度。所以溫度是晶種分解的重要因素之一。 工業(yè)上采用將鋁酸鈉溶液 逐漸冷卻的變溫分解制度 ，即分解初期較快地降溫，分解后期則降慢。這有利于在較高的分解率的條件下，獲得質(zhì)量較好的氫氧化鋁。 隨著分解過(guò)程進(jìn)行，溶液過(guò)飽和程度減小，但由于溫度不斷降低，分解仍可在一定的過(guò)飽和的條件下繼續(xù)進(jìn)行，使整個(gè)分解過(guò)程進(jìn)行的較均衡。 確定合理的溫度制度：分解初溫、終溫和降溫速率 生產(chǎn)砂狀氧化鋁的拜耳法廠，分解初溫一般控制在 7085℃ ，末溫 為 60 ℃ ，但對(duì)分解率和設(shè)備產(chǎn)能不利。 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 晶種數(shù)量和質(zhì)量： 晶種的數(shù)量和質(zhì)量是影響分解速度和產(chǎn)品粒度的重要因素之一 晶種系數(shù)： 也叫種子比。是指添加晶種中 Al2O3含量與溶液中Al2O3含量的比值。 添加氫氧化鋁晶種是為了克服晶核生成的困難，防止析出極細(xì)的氫氧化鋁顆粒。隨著晶種系數(shù)的升高，分解反應(yīng)速度加快，單位體積分解漿液中晶種數(shù)量增加，表面積增大，有利吸附新結(jié)晶析出的細(xì)氫氧化鋁。所以提高晶種系數(shù)，能得到較高的分解率，又能制得較粗粒的氫氧化鋁。但不能無(wú)限度增加，一般種子比為 23之間。 晶種質(zhì)量： 是指晶種的活性大小，取決于晶種的制備方法和條件、保存時(shí)間以及結(jié)構(gòu)和粒度等因素。 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 攪拌速度： ? 保證種子與溶液有良好的接觸 ? 使溶液的擴(kuò)散速度加快，保持溶液濃度均勻 ? 加速分解過(guò)程的進(jìn)行 ? 攪拌速度過(guò)慢，既起不到攪拌作用，甚至還會(huì)造成Al(OH)3 沉淀；攪拌速度過(guò)快，會(huì)打碎生產(chǎn)的 Al(OH)3 晶體，產(chǎn)生很多的細(xì)粒子。因此，一般是根據(jù)具體情況確定最適宜的攪拌強(qiáng)度和攪拌方式。 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 分解時(shí)間和母液分子比： 隨著分解時(shí)間延長(zhǎng)，母液分子比增加 ? 在分解前期析出的 Al(OH)3最多，隨著分解時(shí)間的延長(zhǎng)，在相同時(shí)間內(nèi)分解出來(lái)的 Al(OH)3 越來(lái)越少，母液分子比的增長(zhǎng)也相應(yīng)的越來(lái)越少，分解槽的單位產(chǎn)能也越來(lái)越低，產(chǎn)品細(xì)粒子也越來(lái)越多。 ? 過(guò)分延長(zhǎng)分解時(shí)間是不適宜的。分解時(shí)間太短就會(huì)過(guò)早的停止分解，分解率低，氧化鋁返回量多，母液分子比過(guò)低，不利于溶出，并增加了整個(gè)流程的物流量 ? 要根據(jù)具體情況確定分解時(shí)間，以保證有較高的分解槽產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量，并達(dá)到一定的分解率。 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 雜質(zhì)： 鋁酸鈉溶液中的雜質(zhì)對(duì)分解過(guò)程有一定影響 ? 在鋁酸鈉溶液中有機(jī)物積累到一定程度，使溶液的粘度增大，從而使鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性增加，分解速度減慢。另一方面有機(jī)物能吸附于晶體表面，阻礙晶體長(zhǎng)大，使產(chǎn)品氫氧化鋁變細(xì)。 ? 鋅全部以氫氧化鋅結(jié)晶析出進(jìn)入產(chǎn)品，可使產(chǎn)品粒度粗大。 ? 硫雜質(zhì)降低分解速度。 ? 氟、氯、釩、磷等雜質(zhì)影響分解產(chǎn)物粒度 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 鋁酸鈉溶液分解工藝 精液板式熱交換器冷 卻晶種分解過(guò)濾分離 種分母液蒸 發(fā)去濕磨配料去赤泥洗滌流程Al(OH) 3 洗液（二次洗液）Al(OH) 3過(guò)濾洗滌成品過(guò)濾成品Al(O H) 3熱 水一次洗液Al(OH) 3精液種母晶種鋁酸鈉溶液晶種分解工藝流程? 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。分解過(guò)程的技術(shù)條件比較好掌握，但操作麻煩，而且設(shè)備利用率低。 ? 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。采用連續(xù)分解，操作簡(jiǎn)單，進(jìn)料、分解、出料是連續(xù)進(jìn)行的，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率和產(chǎn)能高，同時(shí)便于集中控制，便于作業(yè)自動(dòng)化。但 分解過(guò)程中各種技術(shù)條件互相影響較大，不易控制。 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 鋁酸鈉溶液分解工藝 ?生產(chǎn)面粉狀氧化鋁作業(yè)條件： 分解溫度低，晶種系數(shù)高、分解時(shí)間長(zhǎng)；分解率高 ?生產(chǎn)砂狀氧化鋁作業(yè)條件： 分解溫度高，晶種系數(shù)低、分解時(shí)間短；分解率低 項(xiàng)目名稱 歐洲粉狀 美洲砂狀 分解原液 Al2O3 g/L 120150 100115 分解原液 Na2O g/L 130160 90110 分解原液 MR 分解母液 MR 晶種量 g/L ≥400 50150 分解初溫 ℃ 5060 6580 分解終溫 ℃ 4050 5565 分解時(shí)間 h 60100 3050 分解率 % 5055 4045 產(chǎn)品 44μm,% 4050 90 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 鋁酸鈉溶液分解工序主要設(shè)備 分解原液的冷卻 分解槽 氫氧化鋁分離與洗滌 目的：將精液冷卻到分解初溫 ?鼓風(fēng)冷卻塔：不適應(yīng)現(xiàn)代氧化鋁廠晶種分解的要求，已淘汰。 ?板式熱交換器：應(yīng)用廣泛。 ?閃速蒸發(fā)換熱系統(tǒng)：多級(jí)真空降溫系統(tǒng)，生產(chǎn)砂狀氧化鋁 目的：鋁酸鈉溶液晶種分解生產(chǎn)氫氧化鋁 ?空氣攪拌分解槽： 壓縮空氣通入槽中心的翻料管，在管內(nèi)形成密度小于漿液的氣、液、固三相混合物，兩者的密度差驅(qū)動(dòng)漿液在槽內(nèi)強(qiáng)烈循環(huán)而達(dá)到攪拌的目的。 缺點(diǎn)：易吸收空氣中 CO2，易發(fā)生料漿短路。 ?機(jī)械攪拌分解槽： 大型化設(shè)備。依靠裝成傾斜漿葉的合理配臵，強(qiáng)化懸浮液的對(duì)流，即內(nèi)部的漿葉將懸浮液向上提升，而外部的漿葉將懸浮液往下帶，槽內(nèi)裝有折流板來(lái)強(qiáng)化攪拌。優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)力消耗少；循環(huán)量大，結(jié)構(gòu)少；提高分解槽有效面積，避免料漿短路現(xiàn)象；避免CO2反苛化作用；固體顆粒在槽內(nèi)分布均勻。 ?分離目的： 經(jīng)晶種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，作晶種分解的晶種，其余部分經(jīng)進(jìn)一步洗滌生產(chǎn)氫氧化鋁成品。 ?洗滌目的： 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。 ?設(shè)備：真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)，平盤過(guò)濾機(jī)和立盤過(guò)濾機(jī) 分解槽 分解槽 晶種分解 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 平盤過(guò)濾機(jī) 轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī) 轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī) 氫氧化鋁的分離與洗滌 第十章 鋁酸鈉溶液晶種分解 ?脫除附著水 ?脫除結(jié)晶水 ?晶型轉(zhuǎn)變 氫氧化鋁煅燒是在高溫下脫去氫氧化鋁的附著水和結(jié)晶水，并使氫氧化鋁發(fā)生分解反應(yīng)形成氧化鋁，同時(shí)進(jìn)行氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)變，制取適合電解鋁要求的氧化鋁。 第十一章 氫氧化鋁的煅燒 煅燒目的： 煅燒的溫度范圍： 10001250℃ 煅燒過(guò)程的相變 工業(yè)氫氧化鋁含有 812%附著水，脫附著水溫度 100110 ℃ ?180120℃ ：脫去 ?220420℃ ：脫去 2個(gè)結(jié)晶水 ?420500℃ ：脫去 ?6001050℃ ：脫去剩余結(jié)晶水 氫氧化鋁脫除結(jié)晶水過(guò)程伴隨著晶型的轉(zhuǎn)變。氫氧化鋁原料、煅燒方式、煅燒條件不同，晶型轉(zhuǎn)變途徑不同。 煅燒過(guò)程總反應(yīng)： Al(OH)3 Al2O3+H2O 10001250℃ △ ?比表面積的變化 第十一章 氫氧化鋁的煅燒 氫氧化鋁煅燒過(guò)程結(jié)構(gòu)與性能的變化 0 200 400 600 800 1000 1200 1400050100150200250300350400比表面積 /(m2/g)溫度℃ 隨溫度升高，比表面積先增加后降低， 400℃ 左右達(dá)到極大值。 ?密度的變化 隨溫度升高，密度逐漸增加?？蓮?0 200 400 600 800 1000 1200 14000. 00. 51. 01. 52. 02. 53. 03. 54. 0密度 /(g/cm3)溫度℃ ?灼減率的變化 第十一章 氫氧化鋁的煅燒 氫氧化鋁煅燒過(guò)程結(jié)構(gòu)與性能的變化 灼減過(guò)程正是脫水過(guò)程。氫氧化鋁脫水在 400℃ 之前基本完成。 ?粒度的變化 取決于原料的粒度、強(qiáng)度、煅燒溫度、升溫速率等。 0 200 400 600 800 1000 1200 14000510152025303540灼減 /(%)溫度℃ 0 200 400 600 800 1000 1200510152025303540455055A /(%)溫度℃ 1 2 ?其他性質(zhì)的變化 第十一章 氫氧化鋁的煅燒 氫氧化鋁煅燒過(guò)程結(jié)構(gòu)與性能的變化 煅燒溫度影響氧化鋁的安息角、流動(dòng)性。在 10001100℃ 煅燒的氧化鋁，安息角小，流動(dòng)性好， aAl2O3含量低，比表面積大，在冰晶石熔體中的溶解度大，對(duì) HF的吸附能力強(qiáng)。 ? V2O5使氧化鋁粉化，并使其成為針狀結(jié)晶，致使氧化鋁流動(dòng)性差 ? Na2O%時(shí)，堿含量提高，產(chǎn)品強(qiáng)度和粒度提高，并可抑制 aAl2O3 的生成 ? 氟化物存在時(shí)，可加速氫氧化鋁的相轉(zhuǎn)變，降低相對(duì)溫度，從而提高 設(shè)備產(chǎn)能，降低燃料消耗，氧化鋁產(chǎn)品表面粗糙，密度大。但使氫氧 化鋁粘附性好，易成團(tuán)，溶解速度降低。 ?煅燒時(shí)雜質(zhì)對(duì)氧化鋁性質(zhì)的影響 氫氧化鋁煅燒工藝及設(shè)備 第十一章 氫氧化鋁的煅燒 回轉(zhuǎn)窯煅燒系統(tǒng) ?傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯煅燒裝臵 ?多級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器的短回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng) ?多級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器和多級(jí)旋風(fēng)冷卻器或流態(tài)化床冷卻器的短回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)， ?改進(jìn)裝臵的熱耗由傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯的 67GJ降為 （生產(chǎn) 1tAl2O3） 流態(tài)化床煅燒系統(tǒng) ?美國(guó)的流態(tài)化閃速焙燒爐（ FFC） ?德國(guó)的循環(huán)流態(tài)焙燒爐（ CFC） ?丹麥和法國(guó)的氣態(tài)懸浮焙燒爐（ GSC）。 氫氧化鋁煅燒工藝及設(shè)備 第十一章 氫氧化鋁的煅燒 流態(tài)化焙燒與回轉(zhuǎn)窯相比的優(yōu)越性 1. 熱效率高、熱耗低： 流態(tài)化焙燒爐熱效率達(dá) 7580%，熱耗約 。回轉(zhuǎn)窯熱效率低于 60%，熱耗大于 5GJ/t. 2. 產(chǎn)品質(zhì)量好： 流態(tài)化爐焙燒產(chǎn)品中 SiO2含量低，易于制備砂狀氧化鋁 3. 投資少： 流態(tài)化爐機(jī)電設(shè)備僅為回轉(zhuǎn)窯的 1/2，建筑面積僅為回轉(zhuǎn)窯的1/32/3，投資低。 4. 設(shè)備簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)、維修費(fèi)用低： 流態(tài)化爐系統(tǒng)無(wú)大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)