【正文】 質(zhì)損失和環(huán)境污染 ?生產(chǎn)設備和運輸管道產(chǎn)生結(jié)疤現(xiàn)象： 結(jié)疤部位：溶出工序、分解工序、蒸發(fā)工序及各工序間 的連接管道或設備 結(jié)疤危害：降低傳熱系數(shù)，堵塞管道，增加能耗和清理 工作 ?影響赤泥的沉降分離：增大赤泥量，形成極分散的細懸浮體 第 17章 鋁酸鈉溶液的脫硅過程 ? 在熟料溶出過程中，粗液中的 SiO2主要來源于 β2CaO ? 熟料溶出采用的主要設備是球磨機，在濕磨溶出過程中，球磨機在磨細熟料的同時，還發(fā)生溶出反應。TiO2)，水化石榴石，水合鋁硅酸鈉等。SiO2)， Fe2O3 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 )。 ? 熟料中二價硫含量高，硫耗堿降低，采用低分子比溶液溶出和快速分離赤泥，可以保持較高的赤泥中 S2的沉淀率，減少硫耗堿量。 這種溶出工藝有效地防止了溶出和赤泥分離過程中的副反應損失， Al2O3和 Na2O進入凈溶出率分別達到93%和 96%，處于先進水平。 采用兩段濕磨溶出，快速分離赤泥，縮短赤泥與溶液的接觸時間，以減少原硅酸鈣的分解。 在不顯著影響赤泥沉降速度的條件下采取偏低的溶出溫度 7882℃ 。 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)。 溶出后鋁酸鈉溶液的分子比控制在 ，以減小溶液中游離苛性堿濃度。 苛性堿（ NaOH）濃度是影響二次反應的主要因素。 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 影響二次反應的最主要的因素 當溶液中 Al2O3濃度一定時， NaOH濃度越低，亦即溶液的分子比越小，二次反應所造成的損失越低。 ? 原硅酸鈣與 Na2CO3的反應 2CaO 當 Na2Oc濃度位于苛化曲線上方，促使Ca(OH)2與 Na2CO3 反應轉(zhuǎn)變?yōu)?CaCO3,從而抑制水合鋁硅酸鈉和水化石榴石的生成，使 Al2O3二次反應損失大幅度下降。yH2O +2xNaOH+aq (5) ? 原硅酸鈣與 NaOH反應 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 熟料溶出的二次反應 單獨的 Na2CO3溶液可使 2CaOAl2O3Al2O3nNaAl(OH)4Al2O3Al2O3因此生產(chǎn)中，二次反應的主要產(chǎn)物是水化石榴石和水合鋁硅酸鈉，其中以生成的水化石榴石為主。SiO2 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 熟料溶出的二次反應 2CaO也叫主反應。 二次反應損失： 由二次反應所造成的 Al2O3和 Na2O的損失。SiO2） ： 熟料中原硅酸鈣的含量達 30%，他不溶于水，但發(fā)生水解和分解，分解反應是原硅酸鈣的主要反應。 二價硫化物 CaS和 FeS等則在溶出時部分被 NaOH和 Na2CO3分解，成為 Na2SO4進入溶液。3H2Oaq 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 熟料溶出的主要反應 熟料中的鈦酸鈣溶出時不發(fā)生任何反應，殘留于赤泥中 ? 鈦酸鈣（ CaOFe2O3） ： Na2O我國鋁土礦鐵含量低，從而提供了低分子比的溶出條件。 當熟料堿比 =1用熟料溶出時，溶出液的 MR=1+[F]/（ [A] 純鐵酸鈉水解速度較慢，但與鋁酸鈉組成的固溶體具有較快的水解速度。生成的NaOH進入溶液，提高鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性和 Na2O溶出率，生成的 Fe2O3Al2O3+4H2O+aq=2NaAl(OH)4+aq 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 熟料溶出的主要反應 在水中極不穩(wěn)定，在溶出時立即發(fā)生水解。 ? 鋁酸鈉（ Na2O 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是一放熱反應。這種方法溶出時間短，溶出率高，我國燒結(jié)法氧化鋁廠和聯(lián)合法氧化鋁廠熟料的溶出都采用這種方法溶出。在顆粒溶出時，顆粒內(nèi)部的擴散過程有著很大的作用，它對熟料質(zhì)量要求高，作業(yè)難于控制。 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 熟料溶出的主要目的 工業(yè)上一般采用下面兩種方法進行熟料的溶出： 一種是 顆粒溶出 ，又稱 對流溶出 。TiO2轉(zhuǎn)入固相赤泥中。 Fe2O3最大限度地溶解于稀堿溶液中，制取鋁酸鈉溶液（粗液），而熟料中的原硅酸鈣2CaO 第 15章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程工藝 熟料窯燒成制度 ? 生料加煤是基礎： 生料加煤量為總物料量的 % ? 適當?shù)倪^?？諝庀禂?shù)： 過剩空氣系數(shù) ? 短火焰的正燒結(jié)熱工制度： 火焰長度 ? 均勻穩(wěn)定的喂料制度： 喂料量盡可能大，喂料制度均勻穩(wěn)定 ? 粗的火焰形狀： 減少燒成帶硫的氧化 第 16章 熟料溶出及赤泥分離 熟料窯燒成制度 ? 生料加煤是基礎： 生料加煤量為總物料量的 % ? 適當?shù)倪^?？諝庀禂?shù)： 過?？諝庀禂?shù) ? 短火焰的正燒結(jié)熱工制度： 火焰長度 ? 均勻穩(wěn)定的喂料制度： 喂料量盡可能大，喂料制度均勻穩(wěn)定 ? 粗的火焰形狀： 減少燒成帶硫的氧化 熟料溶出的 目的 就是將熟料中的鋁酸鈉 Na2O ? 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；燒成帶的強化燒結(jié)，增加窯的轉(zhuǎn)速。 ? 結(jié)圈： 熟料燒結(jié)過程，物料與窯皮之間的粘附，造成窯的截面積減小的現(xiàn)象。由于煤粉有易燃易爆等特性，所以應采取防爆、防燃措施。 烘干 預熱 分解 燒成 冷卻 第 15章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程工藝 煤粉制造系統(tǒng) 煤粉制造系統(tǒng)平面圖 煤粉制造系統(tǒng)的作用是將原煤烘干、研磨成粉，供作熟料窯的燃料。 烘干 預熱 分解 燒成 冷卻 第 15章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程工藝 熟料燒結(jié)系統(tǒng) 收塵系統(tǒng)： 燒結(jié)生成的廢氣從窯尾進入旋風收塵系統(tǒng)，分離出的塵料再次進入窯中，廢氣送入電收塵系統(tǒng)，再次凈化后由煙囪排空。 ? 便于將生料漿成分準確調(diào)配，保證成分穩(wěn)定，有利于燒結(jié)窯的運轉(zhuǎn)。 第 15章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程工藝 第 15章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程工藝 熟料濕法燒結(jié)優(yōu)點 ? 可利用窯氣的熱量蒸發(fā)碳分母液中的水分，無須在蒸發(fā)器內(nèi)將含水碳酸鈉結(jié)晶析出。 烘干 預熱 分解 燒成 冷卻 第 15章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程工藝 熟料燒結(jié)燒結(jié)過程反應 烘干帶： 脫附著水干燥。SiO2 低堿高鈣配方優(yōu)點： ? 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)系統(tǒng) 回轉(zhuǎn)窯現(xiàn)場圖 回轉(zhuǎn)窯平面圖 熟 料燒結(jié)工序由煤粉制造、熟料燒結(jié)窯及冷卻、中碎、煙塵凈化等系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)應密切配合。SiO2+2CaO= Na2OSiO2 Na2OTiO2的生成； ? 多余的鈣能夠分解三元化合物 Na2OFe2O3 )，且這一相比較穩(wěn)定 . 第 14章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程的物理化學反應 我國鋁土礦堿石灰燒結(jié)法為什么采用低堿高鈣配方？ 低堿配方： 高鈣配方： ? 能夠保證 2CaO ? 在燒結(jié)過程中還生成一種鐵的化合物(CaOAl2O3和 Na2O ? 提高氧化鋁溶出率，改善赤泥沉降性能。 ? 強化熟料燒結(jié)過程，提高窯的產(chǎn)能。Al2O3+FeS 生料加煤的優(yōu)點： ? 將熟料中的 Na2SO4含量控制在 2%以下，穩(wěn)定熟料窯的操作。FeS都進入赤泥，使生產(chǎn)中的 Na2SO4的積累緩慢，降低硫?qū)Y(jié)過程中的影響。熟料中的硫化物除FeS外，還含有氟鹽 Na2S Na2SO4的熔點為 884℃ ，并且能與 Na2CO3等生成熔點較低的化合物 (熔點 826 ℃ ），使爐料進入燒成帶之前就出現(xiàn)液相。 1Kg硫大約損失 。 進入生產(chǎn)流程中的硫與 Na2CO3反應生成 Na2SO4。一般來說窯的轉(zhuǎn)速控制在 2~ /分。在生產(chǎn)實踐中，由于熟料窯的長度一定，斜度一定，物料在燒結(jié)帶停留時間的長短是由熟料密的轉(zhuǎn)速來控制的。適宜的燒結(jié)溫度一般為 1200℃ ~1250℃ 。因此熟料燒結(jié)時希望鋁硅比高一點好。Fe2O3和 2CaO ? 生料成分對熟料質(zhì)量起著決定性作用，鋁土礦中 Al2O SiOFe2O3含量對燒成溫度及其溫度范圍有明顯的影響。 過燒熟料： 高的燒成溫度下燒成的致密的熔結(jié)塊狀熟料。 欠燒熟料： 低的燒成溫度下燒成的粉狀的黃料。原料中的 SiO2和 Fe2O3含量影響熟料的燒成溫度范圍。 第 14章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程的物理化學反應 燒成溫度： 鋁酸鹽爐料燒結(jié)成為熟料的溫度。 ? 非飽和配方： 生產(chǎn)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。 鈣比 [C]/[S] 堿比 [N]/([A]+[F]) 水分含量 固定碳含量 生料的細度 第 14章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程的物理化學反應 爐料配方： ? 飽和配方： 生產(chǎn)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。 鐵鋁比 [F]/[A] 鋁硅比 A/S 飽和配方：堿比等于 1， 鈣比等于 2 高鈣配方，低堿高鈣 配方、高堿低鈣配方等都是 與飽和配方相比較而言的。SiO2 第 14章 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程的物理化學反應 爐料配方： 為了保證爐料中各組分在燒結(jié)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。SiO2+2CaO= Na2OSiO2 ? 1200℃ : Na2OAl2O3Al2O3Al2O3 ? 750900℃ ： Al2O32Fe2O3的反應開始。 ? 700℃ :生成 Na2OH 2O）脫水后成為偏高嶺石 (Al2O3氧化鋁和氧化鐵水合物脫出結(jié)晶水；高嶺石（ Al2O3因此配制爐料時， CaO的配入應同時滿足 SiO2和 TiO2所需的量。 TiO2的反應： TiO2在燒結(jié)過程中生成 CaOSiO2(三硅酸鈣）： 含 CaO多，穩(wěn)定存在范圍窄，不穩(wěn)定 ? 2 CaOSiO2(偏硅酸鈣）： 在高溫下易與鋁酸鈉反應生成鋁硅酸鈉，造成氧化鋁和氧化鈉的損失 ? 3CaOSiO2以 β2CaOSiO2。 SiO2的反應：