【正文】 一般采用循環(huán)母液來溶出鋁土礦。 鋁土礦中各組分在溶出過程中的行為 ? 氧化鋁水合物 ? 氧化硅 ? 氧化鈦 ? 氧化鐵 氧化鋁水合物在溶出過程中的行為 ? 鋁土礦所含氧化鋁水合物在溶出條件下與循環(huán)母液中的 NaOH作用生成鋁酸鈉進(jìn)入溶液中。 ? 氧化鋁水合物與苛性鈉發(fā)生的反應(yīng)是溶出過程的主反應(yīng)。 SiO2在溶出過程的行為取決于它的礦物組成、溶出溫度和溶出過程的時(shí)間。 在低溫下溶出三水鋁石時(shí)，礦石中以石英形態(tài)存在的那部分 SiO2將轉(zhuǎn)移到赤泥中被分離出去，不會(huì)引起氧化鋁和氧化鈉的損失。反應(yīng)方程式為： ? +3Ca（ OH）2=（ 62n） H2O+6NaOH ? 不添加石灰，溶出一水硬鋁石時(shí)， SiO2成為鈉硅渣進(jìn)入赤泥中。 ? 生產(chǎn)上稱含水鋁硅酸鈉為鈉硅渣，生產(chǎn)含水鋁硅酸鈉的反應(yīng)為脫硅反應(yīng)。 SiO2造成的危害 ? 由于 SiO2的存在，溶出時(shí)造成氧化鋁和苛性堿的損失，生成的鋁硅酸鹽絕大多數(shù)進(jìn)到赤泥之中而排除。在生產(chǎn)條件發(fā)生變化時(shí)， SiO2在溶液之中過飽和而析出，導(dǎo)致整個(gè)工廠管道和設(shè)備器壁上產(chǎn)生結(jié)疤，妨礙生產(chǎn)。因此，在生產(chǎn)過程要控制和減少 SiO2的有害作用。CO3）針鐵礦 (a－ FeOOH)和水赤鐵礦（ Fe2O3）等。 ? 赤泥中以針鐵礦形式存在的 Fe2O3，通常都具有不良的沉降和過濾性能?？梢蕴岣哐趸X的溶出率，也改善了赤泥的沉降性能。 ? 在生產(chǎn)溶液中往往含有 2~3毫克 /升以鐵酸鈉形態(tài)溶解的鐵，還含有細(xì)度在 3微米以下的含鐵礦物微粒，這些微粒很難濾除，則成為氫氧化鋁被鐵污染的來源。 不加石灰時(shí)，含鈦礦物能引起氧化鋁溶出率降低和氧化鈉損失，還導(dǎo)致赤泥沉降性能變壞以及在加熱設(shè)備表面形成結(jié)疤。3TiO2 由于三水鋁石易溶解，在鈦酸鈉生成之前已經(jīng)溶解完畢，所以 TiO2不影響三水鋁石的溶出。 生產(chǎn)中為了消除氧化鈦在溶出過程中的危害，一般采用添加石灰的辦法，使 TiO2與 CaO作用生成不溶解的鈦酸鈣： 2CaO＋ TiO2十 2H2O=2CaO2H2O 由于鈦酸鈣結(jié)晶粗大松脆，易脫落，所以氧化鋁溶出不受影響，并且消除了生成鈦酸鈉所造成的堿損失。 ? （ 4）生成水化石榴石，減少 Na2O損失，降低堿耗。反應(yīng)發(fā)生于液體和固體兩相的界面上，兩相接觸界面上的 [OH]離子，由于不斷地參與反應(yīng)而逐漸消失，因而靠近礦粒表面溶液中的 [OH]離子濃度逐漸降低。因此，新的［ OH］ —不斷地通過擴(kuò)散層向固相表面移動(dòng)，與氧化鋁反應(yīng)，而反應(yīng)產(chǎn)物［ Al（ OH） 4］ —?jiǎng)t不斷地通過擴(kuò)散層向外移動(dòng)，使反應(yīng)不斷地進(jìn)行。而 OH則從溶液中擴(kuò)散到固相接觸面上，使反應(yīng)繼續(xù)下去。 我國高壓溶出技術(shù)： ? 我國高壓溶出技術(shù)主要有以下幾種： （ 1）單管預(yù)熱 —高壓釜溶出技術(shù)； （ 2）管道化溶出技術(shù)； （ 3）管道 —停留罐溶出技術(shù)； （ 4）雙流法溶出技術(shù)。視條件不同，可以是三水鋁石、拜耳石、諾爾石，一水軟鋁石及膠體。如鈉硅渣，水化石榴石等。其結(jié)晶形態(tài)與溫度、溶液組成、時(shí)間等多種因素有關(guān)。主要成份為鈦酸鈣 CaO這類結(jié)疤主要在高溫區(qū)生成。這類結(jié)疤相對(duì)較少。 結(jié)疤危害 ? 在氧化鋁生產(chǎn)過程中 ,結(jié)疤形成和危害比較復(fù)雜。當(dāng)加熱面的結(jié)疤厚達(dá) 1 mm 時(shí) ,為達(dá)到相同的加熱效果 ,必須增加一倍的傳熱面積 ,或者相應(yīng)地提高熱介質(zhì)溫度。 結(jié)疤清除方法 ? 結(jié)疤清除方法有物理和化學(xué)清理兩種方法。 ? 化學(xué)清理是用混合酸反復(fù)沖洗管道。用赤泥洗液將溶出礦漿稀釋，降低溶液的穩(wěn)定性，加快分解速度，有利于種分過程進(jìn)行。稀釋使溶液濃度降低，二氧化硅的過飽和程度增大，溶液中有大量的赤泥顆粒作種子，溶液溫度又高，有利于脫硅反應(yīng)的進(jìn)行。 ? （ 3）有利于赤泥分離 ? 溶出后的礦漿濃度高，粘度大，不利于赤泥分離。 ? （ 4）便于沉降槽的操作 ? 礦漿濃度波動(dòng)將影響沉降槽操作，礦漿稀釋使溶液濃度穩(wěn)定，在稀釋槽內(nèi)混合后使礦漿的成份波動(dòng)較小，有利于沉降槽的操作。 ? 赤泥洗滌是為了回收赤泥中帶有的氧化鈉和氧化鋁，以減少損失。 拜爾法赤泥沉降分離洗滌的簡單工藝流程 拜爾法赤泥沉降分離洗滌主要包括哪些步驟 ? 拜爾法赤泥沉降分離洗滌主要包括： ? （ 1）漿液的稀釋高壓溶出后的壓煮礦漿，用一次和二次赤泥洗液稀釋，以便于赤泥沉降分離，并且可滿足種分對(duì)溶液濃度和純度的（ SiO2）要求。沉降槽溢流（粗液）中的浮游物含量應(yīng)小于 /升，以減輕下一步葉濾機(jī)的負(fù)擔(dān)。 ? （ 4）赤泥的濃縮過濾洗滌沉降槽的末次底流赤泥送過濾機(jī)進(jìn)行濃縮分離，進(jìn)一步回收赤泥中附液的 A12O3和Na2O，濾餅與碳分母液混合后送燒結(jié)法配料，以進(jìn)一步回收赤泥中的 A12O3和 Na2O。目前，赤泥分離和洗滌的最佳工藝配置是大型平底沉降槽加深錐高效沉降槽。 鋁酸鈉溶液的晶種分解 ? 晶種分解的目的 ? 種分分解的簡易工藝流程 ? 晶種分解的機(jī)理 ? 晶種分解影響因素 ? 晶種分解 技術(shù) ? 晶種分解設(shè)備 晶種分解的目的 ? 晶種分解（簡稱種分）就是在降溫、加晶種、攪拌的條件下，使鋁酸鈉溶液分解，獲得具有一定性能的氫氧化鋁產(chǎn)品，同時(shí)得到分子比較高的種分母液，作為溶出鋁土礦的循環(huán)母液。它對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及全廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重大的影響。 ? 氫氧化鋁結(jié)晶析出的過程是極其復(fù)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。當(dāng)分解溫度低，晶種表面積小，分解精液的過飽和度高時(shí)，生成晶核表面粗糙，長成向外突出細(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。 ? （ 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)。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。 ? ? （ 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)較大晶體的過程。 ? 溶液過飽和度大、溫度高，有利于附聚。 ? 連續(xù)分解是指分解過程中，進(jìn)料、分解、出料都在一個(gè)分解槽系列進(jìn)行。 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(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)鼓式真空過濾機(jī) ? 平盤過濾機(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。3H2O)，焙燒是在 9001250℃ 下進(jìn)行的，氫氧化鋁在焙燒過程中發(fā)生一系列變化。繼續(xù)提高溫度則發(fā)生結(jié)晶水的脫除，以及無水氧化鋁的晶形轉(zhuǎn)變。3H2O+H2O↑ 200250℃ 失去兩個(gè)結(jié)晶水轉(zhuǎn)變?yōu)橐凰涗X石 (Al2O33H2O→ 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。 ? 循環(huán)焙燒爐也叫沸騰焙燒爐。焙燒過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)。SiO2,氧化鋁與純堿化合成可溶于水的固體鋁酸鈉 Na2OFe2O3，將燒結(jié)產(chǎn)物（熟料）用稀堿溶液溶出時(shí) 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。經(jīng)過焙燒后產(chǎn)出氧化鋁。 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。即使各原料經(jīng)燒結(jié)過程形成Na2OSiO以及2Na2O ? 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)。 ? 鈣比是指生料漿中氧化鈣與氧化硅的分子比。 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。 ? 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。 熟料燒結(jié) ? 熟料燒結(jié)目的 ? 熟料燒結(jié)簡易工藝流程 ? 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)過程中的危害及脫硫措施 熟料燒結(jié)目的 ? 燒結(jié)過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)。Al2O3，而使 Fe2O3轉(zhuǎn)變成易水解的 Na2OSiO2，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(zhì)較好的進(jìn)行分離，最大限度提取氧化鋁和回收堿。SiO2； ? （ 3） Fe2O3和 Na2CO3反應(yīng)，生成鐵酸鈉固熔體。Al2O3，其反應(yīng)如下： ? A12O3+Na2CO3＝ Na2O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。SiO2+CO2↑ ? 在 800~820℃ 時(shí)進(jìn)行劇烈反應(yīng)， 3小時(shí)左右即可完成。SiO2） +n Al2O3＝n/2(Na2O2SiO2)+n/2 Na2O ? 溫度繼續(xù)升高，則發(fā)生如下反應(yīng)： ? Na2O2 SiO2+2 CaO＝Na2OSiO2+2CaOAl2O3Al2O3+2CaOAl2O3和 2CaO SiO2和 CaO在高溫下也能直接生成 CaO2SiO2， 2CaOSiO2等化合物，在 1100℃ 時(shí)，首先生成 2CaO ? Fe2O3和 Na2CO3在加熱時(shí)相互作用生成鐵酸鈉。Fe2O3+CO2↑ ? 此反應(yīng)在 500℃ 時(shí)尚未開始， 700℃時(shí)己較快進(jìn)行，在 1000℃ 下可在 1小時(shí)內(nèi)完成。Al2O3nH2O→ Na2O2 SiO2+nH2O（鈉硅渣脫水） ? 3CaOxSiO2Al2O32 SiO22 SiO2+H2O（高嶺石脫水） ? Fe2O3 ? （ 2）高堿或低堿配方發(fā)生的反應(yīng)： ? Al2O3+Na2OAl2O3+Fe2O3 ? 此反應(yīng)在 800℃ ~900℃ 之間進(jìn)行。Al2O3的方向進(jìn)行。Al2O3反應(yīng)進(jìn)行，造成 Al2O3的損失。SiO2+Na2CO3＝ Na2OSiO2+CaO+CO2↑ ? 此反應(yīng)在 1000℃ 時(shí)進(jìn)行，由于 Na2OSiO2實(shí)際上不溶于水，因此，高堿配方會(huì)造成堿的損失。Fe2O3 ? CaO+Fe2O3= CaO因此，在堿比小于 1時(shí)，要適當(dāng)多配部分 CaO。TiO2 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。生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng)生料中 A/S增大時(shí)，相應(yīng)的 Fe2O3的含量減少，因此，熟料相應(yīng)的Na2OSiO2也減少，導(dǎo)致燒成溫度升高（生產(chǎn)上稱料子吃火），在一定的生產(chǎn)條件下，易出現(xiàn)欠燒結(jié)料 —黃料；相反，當(dāng) A/S降低，物料雖然易燒結(jié)，但燒成溫度范圍縮小，熟料窯操作不好控制，還會(huì)造成熟