回顾拜耳法和碱石灰烧结法

回顾：拜耳法与碱石灰烧结法

一、原理

拜耳法：K. J. Bayer 1889-1892 提出, 实质为两项专利:

?低温低ακ铝酸钠溶液, 加晶种时AH析出;

?高温高ακ铝酸钠溶液, 铝土矿的溶出。

实质：使下列反应在不同的条件下朝不同方向交替进行

Al2O3(1或3)H2O + 2NaOH + aq 2NaAl(OH)4 + aq

碱石灰烧结法：

1. 高温焙烧把铝土矿中的Al2O3与加入的纯碱Na2CO3反应形成易溶于水或稀碱的固体铝酸钠(Na2O·Al2O3)，同时使杂质硅、铁、钛等生成原硅酸钙(2CaO·SiO2)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3)、钛酸钙(CaO·TiO2)等。

2. 用调整液溶出熟料中的Na2O与Al2O3，得到铝酸钠溶液，与进入赤泥的原硅酸钙、钛酸钙以及Fe2O3·H2O等不溶性残渣分离。

3. 熟料的溶出液(粗液)进行专门的脱硅净化，脱硅后的精液碳分产出Al2O3。碳分母液蒸发浓缩后返回配料。

二、流程

拜耳法：四个循环，六个工序

原矿浆制备、高压溶出(循环一)、溶出矿浆稀释和赤泥分离和洗涤(循环二)、晶种分解(循环三)、AH分级与洗涤、AH煅烧、母液蒸发及苛化(循环四)等。

碱石灰烧结法：九个工序，六个比

九个工序：生料浆制备；熟料烧结；熟料溶出；赤泥分离及洗涤；粗液脱硅；精液碳酸化分解；氢氧化铝分离与洗涤；氢氧化铝的煅烧；分解母液蒸发浓缩六个比：碱比(Na2CO3/Al2O3+Fe2O3)；钙比(CaO/SiO2)；铝硅比(A/S)；铁铝比(F/A)；生料浆液固比；溶出液固比

三、溶出主要反应

拜耳法：

1.主反应：三水铝石：Al(OH)3 + NaOH + aq = NaAl(OH)4 + aq

一水铝石：AlOOH + NaOH + aq = NaAl(OH)4 + aq

2. SiO2：

溶解：Al2O3·2SiO2·2H2O + 6NaOH + aq → 2NaAl(OH)4 + 2Na2SiO3 + aq

析出： 1.7Na2SiO3 + 2NaAl(OH)4+ aq → Na2O·Al2O3·1.7SiO2·H2O↓+ 3.4NaOH + H2O

①引起Al2O3和Na2O 的损失;

②形成钠硅渣，进入成品AH，影响产品质量;

③钠硅渣在生产设备和管道上，特别是在预热器、压煮器等换热设备表面上

析出成为结疤，使传热系数大大降低,增加能耗和清理工作量。

④大量的硅酸钠大形成增加赤泥量，并且可能成为极分散的细悬浮液，不利

于赤泥的分离和洗涤。

措施：预脱硅

3. 含硫矿物及铁矿

a-FeOOH→ a-Fe2O3 +H2O (针铁矿变为赤铁矿，有利)

2FeCO3+2NaOH → Fe(OH)2+Na2CO3 (菱铁矿反苛化，高度分散的Fe(OH)2) 4Fe(OH)2→ Fe3O4+Fe O+ 3H2O+H2↑（磁铁矿污染铝酸钠溶液）

3FeO + H2O → Fe3O4 +H2↑ (绿泥石，有害）

黄铁矿(硫的存在形态，胶体，污染铝酸钠溶液，降低赤泥沉降性能，有害)

1.反苛化和形成钠的含硫化合物，损失苛性碱，且蒸发时析出钠盐；

2.高度分散的FeO 、FeS和Fe3O4难分离，影响产品质量；沉降性能变坏。

3.不凝性气体增加，导致溶出器有效容积减少；

4.腐蚀设备：

Fe+Na2S2O3+2NaOH →Na2S+Na2SO4+Fe(OH)2

Fe(OH)2+Na2S → Na2[FeS2(OH)2] ·2H2O

措施：控制S含量(拜耳法S%<0.7%)；加氧化剂(漂白粉和NaNO3)。

4. TiO2

3TiO2+2NaOH+aq=Na2O·3TiO2·2.5H2O+aq

①与碱反应，导致Na2O损失；

②太酸钠薄膜的形成包裹矿石表面，降低溶出率；

③赤泥沉降性能变差，在加热器表面形成结垢，降低传热效率。

措施：添加石灰使之形成钙钛矿(CaO·TiO2):

2CaO+TiO2+2H2O=2CaO·TiO2·2H2O

由于钛酸钙结晶粗大松脆，易脱落，所以氧化铝溶出不受影响，并且消除了生成钛酸钠所造成的碱损失。

5. 添加石灰(CaO)的作用

矿石中含有少量的CaO，主要来源于工艺流程中添加的石灰。

CaO是拜耳法溶出过程中必须添加的物质，作用为：

添加CaO是消除TiO2的危害有效措施：

2CaO+TiO2+2H2O=2CaO·TiO2·2H2O

避免了钛酸钠的生成，从而消除了TiO2的危害，显著提高氧化铝的溶

出速率和浸出率。

促进针铁矿转变为赤铁矿，使其中的氧化铝充分溶出，并使赤泥沉降性能改善

活化一水硬铝石的溶出反应。

生成水化石榴石，减小氧化钠的损失，降低碱耗。

碱石灰烧结法：

1.NaAlO2+2H2O=NaAl(OH)4(90℃,3~5min,100 g/L S,Nc, Ns,稳定性)

2.2NaFeO2+2H2O=2NaOH+Fe2O3·H2O(低铁，低苛性比值溶出)

3.CA+NaOH→C3AH6+……C12A7+NaOH→C3AH6+……

CA+Na2CO3+aq→2NaAl(OH)4+CaCO3+aq

C12A7+Na2CO3+aq→NaAl(OH)4+CaCO3+NaOH+aq

C3AH6+Na2CO3+aq →NaAl(OH)4+CaCO3+NaOH+aq

4. C2F+aq →C3FH6+Fe(OH)3+aq

CF+NaAl(OH)4+aq →C3AH6+Fe(OH)3+aq

CF+H2O →Ca(OH)2+Fe(OH)3

Ca(OH)2+Fe(OH)3→C3FH1.5+H2O (注:铁酸钙溶出速度<原硅酸钙)二次反应：

1.2CaO·SiO2+1.17H2O= 2CaO·SiO2 · 1.17H2O （致密膜）

2CaO·SiO2 +2Na2CO3+aq=Na2SiO3+2CaCO3↓+2NaOH+aq

2CaO·SiO2+2NaOH+aq=2Ca(OH)2↓+ Na2SiO3 +aq

Ca(OH)2 + Na2SiO3 +a q= 2CaO·SiO2 · H2O （致密膜）

这些反应都不致造成二次反应损失。

1. 3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4=3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH

2. 3CaO·Al2O3·6H2O+x Na2SiO3= 3CaO·Al2O3·x SiO2 ·(6-2x)H2O+2x NaOH

(x=0.5~0.8)

3. (2+n)NaAl(OH)4+2Na2SiO3+aq=Na2O·Al2O3 ·2SiO2 ·n Na Al(OH)4 ·x H2O +4Na OH+aq

4. 3Ca(OH)2+2Na Al(OH)4 +x Na2SiO3 +aq=3CaO·Al2O3·x SiO2 ·(6-2x)H2O+

2(1+x)Na OH+aq

- 含水铝硅酸钠和水化石榴石的形成,C2S表面致密膜破坏；

- 反应（4）中x比反应（3）大许多。

二次反应的影响因素和抑制措施

1. 溶出温度：70~80℃，溶出过程是放热的

2. 溶出的苛性比值：低苛性比值(苛性比值为1.20~1.25)溶出

3. 碳酸钠浓度：适当地提高Na2O C浓度

4. 二氧化硅浓度

5. 溶出时间：熟料中有用成分在15 min左右便已溶出完毕，C2S的分解是在这以后才趋于强烈。

我国采用低苛性比值、高Na2CO3浓度，二段湿磨粉碎溶出工艺。

四、赤泥的分离与洗涤

五、铝酸钠溶液的分解

拜耳法：种分(只需予脱硅即可)

NaAl(OH)4+x Al(OH)3（晶种）→(x+1)Al(OH)3+NaOH

碱石灰烧结法：碳分为主(对硅量指数要求高，有专门的脱硅工序)，种分为辅六、母液蒸发

拜耳法：母液蒸发后需苛性化返回配料

碱石灰烧结法：直接蒸发浓缩即可返回配料

七、工艺特点

拜耳法：优点：工艺简单，成本低，建设投资少，操作方便，产品质量好。

缺点：对矿石质量要求高，不能处理低品位矿石。处理一水硬铝石型矿石时，能耗为15~18 GJ/t Al2O3

碱石灰烧结法：优点：能处理低品位矿石

缺点：流程复杂，能耗高达43 GJ/t Al2O3以上，产品质量差

拜尔法复习题

1、铝土矿中的主要化学成分有哪些？ 答：有Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2等主要化学成分。 2、根据铝土矿中含铝矿物存在的形态可将铝土矿分为哪几种类型？为什么要这样分类？答：可分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型和混合型四种类型。之所以这样分类是因为不同矿石形态对生产工艺有很大影响。 3、我国铝土矿质量方面有何特点？ 答：我国铝土矿资源以一水硬铝石为主，其储量占全国铝土矿总储量的98.46%，特点是含铝、高硅、低铁，铝硅比值偏低。 4、不同矿物类型对氧化铝的溶出性能有何影响？ 答：不同矿物类型对氧化铝的溶出性能影响很大，其中三水铝石型铝土矿中的氧化铝最容易被苛性碱溶液溶出，一水软铝石型次之，一水硬铝石型的溶出则较难。另外，铝土矿类型对溶出以后各湿法工序的技术经济指标也有一定的影响。 5、碱法生产氧化铝按生产流程特点，可分为哪几种方法？ 答：可分为拜耳法、烧结法和联合法三种。 6、根据氧化铝的物理性质可将氧化铝分为哪几种类型？ 答：可分为砂状氧化铝、粉状氧化铝和中间状氧化铝三种类型。 7、用于表征氧化铝物理性质的指标有哪些？ 答：有安息角、a-Al2O3含量、容积密度、粒度和比表面积以及磨损系数等。 8、铝土矿中最有害的杂质是什么？ 答：是二氧化硅（SiO2） 9、碱一石灰烧结法的生产原理是什么？ 答：碱一石灰烧结法生产氧化铝的原理是：将铝土矿与一定量的矸、石灰配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙（2CaO.SiO2），使氧化铁与纯矸化合成可以水解的铁酸钠（Na2O.Fe2O3），而氧化铝与纯矸化合成可溶于水的固体铝酸钠（Na2O.Al2O3），将烧结物——熟料用水或稀矸溶液溶出时，Na2O.Fe2O3水解放出矸，而氧化铁则以水合物的形态与2CaO.SiO2 一道进入赤泥外排，以后再用二氧化碳分解铝酸钠溶液，便可以排出氢氧化铝，分解氧化铝后的碳分母液经蒸发后返回配料循环利用，氢氧化铝经焙烧制得产品氧化铝，这就是矸——石灰烧结法生产氧化铝的基本原理。 10、拜耳法生产氧化铝的基本原理是什么，包括哪些主要生产工序？ 答：拜耳法生产氧化铝的原理是：用苛性碱溶液溶出铝土矿中的氧化铝而制得铝酸钠溶液，采用对溶液降温，加晶种搅拌的条件下，从溶液中分解出氢氧化铝，将分解后的母液经蒸发用来溶出新的一批铝土矿，溶出过程是在加压条件下进行的。拜耳法的实质是以下反应在不同条件下的交替进行： Al2O3·H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq 拜耳法生产氧化铝包括原矿浆制备、高压溶出、鸭煮矿浆稀释及赤泥分离洗涤、精种分解、氢氧化铝洗涤、氢氧铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。 11、影响铝酸钠溶液稳定性的因素有哪些？这些因素对溶液的稳定性是怎样影响的？ 答：影响铝酸钠溶液的稳定性因素有： （1）溶液的苛性比值：在任何情况下，提高工业铝酸钠溶液的苛性比值，可以使溶液的稳定性提高。 （2）溶液温度：当铝酸钠溶液的可性比值以及浓度都相同时，溶液的稳定性随着温度的降低而下降，直到温度降到30度为止，温度低于30度时溶液又变得比较稳定。（3）溶液氧化铝浓度：氧化铝浓度低于25g/L的稀释溶液和高于是250g/L的浓溶液都具有很高的稳定性。中等浓度的溶液的稳定性较小。

氧化铝生产标准试题(附答案)

一、选择题： 1.氧化铝的分子式为 C 。 A、Al (OH)3 B、Na2O C、Al2O3 D、Na2O〃Al2O3 2.氧化铝是 C 。 A、酸性氧化物 B、碱性氧化物 C、两性氧化物 D、盐类化合物 3.氧化铝的同素异构体中常见的是 A C 。 A、α—Al2O3 B、β—Al2O3 C、γ—Al2O3 D、δ—Al2O3 4. A 是Al (OH)3在较高温度下焙烧的产物， C 是Al (OH)3在较低温度 下焙烧的产物。 A、α—Al2O3 B、β—Al2O3 C、γ—Al2O3 D、δ—Al2O3 5.三水铝石的分子式为 A B 。 A、Al (OH)3 B、Al2O3〃3H2O C、γ—AlOOH D、γ—Al2O3〃H2O 6.一水软铝石的分子式为 A B 。 A、γ—AlOOH B、γ—Al2O3〃H2O C、α—AlOOH D、α—Al2O3〃H2O 7.一水硬铝石的分子式为 C D 。 A、γ—AlOOH B、γ—Al2O3〃H2O C、α—AlOOH D、α—Al2O3〃H2O 8.氧化铝水合物在无机酸和碱性溶液中，溶解性最好的是 A ，溶解性最差 的是 C 。 A、三水铝石 B、一水软铝石 C、一水硬铝石 D、刚玉 9. D 是氧化铝生产最主要的矿石资源。 A、刚玉 B、明矾石 C、霞石 D、铝土矿 10.铝土矿的类型有 A B C D 。 A、三水铝石型 B、一水软铝石型 C、一水硬铝石型 D、混合型 11.铝土矿质量的好坏可依据哪项进行评价 A B C 。 A、氧化铝含量 B、A/S C、矿石的类型 D、硬度 12.对我国铝土矿质量特点的描述，哪项是正确的 A B C D 。 A、铝硅比较低 B、高硅 C、低铁 D、一水硬铝石型 13.铝属于 D 。 A、重金属 B、贵金属 C、稀有金属 D、轻金属 14.烧结法和拜耳法都属于 B 。 A、酸法 B、碱法 C、酸碱联合法 D、热法 15.目前，工业上几乎全部是采用 B 法生产AO。 A、酸法 B、碱法 C、酸碱联合法 D、热法 16.目前世界上95%以上的Al2O3均是用 A 法生产的。 A、拜耳法 B、烧结法 C、联合法 D、酸法 17. A 法生产氧化铝工艺流程简单，产品质量好，产品成本低，但只适宜 于处理优质铝土矿。

烧结法

烧结法生产氧化铝的基本原理 烧结法生产氧化铝的基本原理是将铝土矿与一定量的纯碱、石灰（或石灰石）配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙2CaO·SiO2,氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠Na2O·Al2O3、而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠Na2O·Fe2O3，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na2O·Al2O3便进入溶液，Na2O·Fe2O3水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。再用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝。经过焙烧后产出氧化铝。分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液（主要成分为Na2CO3），经蒸发后返回配料。 烧结法生产氧化铝工序 ?生料浆的制备 ?熟料烧结 ?熟料溶出 ?铝酸钠溶液脱硅 ?碳酸钠分解 ?氢氧化铝分离、洗涤 ?氢氧化铝焙烧 ?碳分母液蒸发 碱比是指生料浆中氧化钠与氧化铝和氧化铁的分子比。 ?钙比是指生料浆中氧化钙与氧化硅的分 子比。 ?铁铝比是指生料浆中氧化铁和氧化铝的 分子比。 熟料烧结目的 ?烧结过程的目的就是要使调配合格后的 生料浆在回转窑中高温烧结，使生料各成 分互相反应。使其中的Al2O3尽可能转变 成易溶于水或稀碱溶液的Na2O·Al2O3， 而使Fe2O3转变成易水解的 Na2O·Fe2O3，SiO2等杂质转变为不溶于 水或稀碱溶液的2CaO·SiO2，并形成具有 一定容积密度和孔隙率、可磨性好的熟 料，以便在溶出过程中将有用成份与有害 杂质较好的进行分离，最大限度提取氧化 铝和回收碱。 熟料溶出的主要目的 ?熟料溶出的目的就是将熟料中的A12O3 和Na2O最大限度地溶解于溶液中，制取 铝酸钠溶液（粗液），而熟料中的原硅酸 钙转入固相赤泥中。实现有用成份氧化钠 和氧化铝与杂质进行分离，并为赤泥分离 洗涤创造良好的条件。混联法碱循环， 充分说明了混联法工艺特点和生产组织 状况。A、混联法工艺是密闭型的，所 以拜耳……烧结两系统间生产能力有一 定制约。就是说，混联法的主要联合点： 拜耳法产出的赤泥，必须为烧结法所平衡 (消耗)；烧结法向拜耳法供应的种分母液 必须满足拜耳法系统的碱输出(含损失)需 要，混联法才能平衡。其生产波动的缓冲 靠熟料仓、种分槽和碱赤泥浆贮槽。从这 方面看，混联法同串联、并联联合法一样， 烧结法从属于拜耳法。 B、烧结法有完整的生产流程，有独立的碱循环系统，除对拜耳法系统有从属的一面外，尚有独立的一面。就是说，当烧结法生产能力有富余时，可以加大其流量，从而扩大其碱循环量，获得比与拜耳法平衡的更多的氧化铝产量。这一点，不同于串联、并联联合法。混联法命名之根据，就在于此。 C、原则上，拜耳法流程不能独立，受烧结法生产能力，即烧结法向拜耳法补碱量和烧结法本身碱循环量的限制。就是说，当烧结法生产能力不足时，拜耳法富余的生产能力将不能充分发挥，如果以外排赤泥来挖掘其富余能力，只有在拜耳法以烧碱补充碱输出量，才能不破坏混联法的碱平衡关系。从混联法碱平衡特点出发，发挥其综合生产能力的途径是选择与碱循环有关的主工技术指标。主要技术指标的选择，要考虑矿石A/S，拜耳……烧结两大系统设备能力，经综合平衡来确定。 混联法碱循环工艺流程 碱法生产氧化铝存在一个碱循环问题。所谓碱循环，实际上就是氧化铝生产中液量(碱、水)的循环。生产方法不同，碱循环方式不同，循环碱量与 生产规模成正比。 混联法工艺碱循环最为复杂。它依靠补充纯碱来弥补生产过程中碱的化学、机械损失，保持多个(主要是两个)碱循环系统的平衡，周而复始，溶出一批一批铝土矿，获得氧化铝，排出赤泥。混联法两个主要的碱循环系统是：

石灰在铝生产过程的利弊

石灰对氧化铝生产的影响 石灰在石灰拜耳法氧化铝生产中起着重要的作用，石灰烧成质量、成分对配料、预脱硅、溶出率、碱耗等方面都有重要影响。因此，拜耳法生产中使用优质的石灰能减少外排损失、节约能耗、降低生产成本。 一、石灰的主要成分 石灰的主要成分是CaO，但由于烧成质量不好往往还含有一定量的CaCO3，同时由于各地石灰矿的不同，含有一定量的Mg、Si等，这些杂质都会对氧化铝生产造成一定的影响。 二、石灰的主要作用 1、消除二氧化钛的危害。铝土矿在高压溶出过程中表面会形成一层致密的钛酸钠包裹层，影响铝土矿的进一步溶出。加入石灰将二氧化钛生成不溶性的钛酸钙沉淀，避免了二氧化钛的危害。 2、提高溶出率。加入一定量的石灰可以提高铝土矿的活性，促进铝土矿的高压溶出反应，提高溶出率。 3、降低碱耗。石灰能与SiO2反应生成稳定的水化石榴石 （3CaO.Al2O3.xSiO2.yH2O），减少钠硅渣（Na2O.Al2O3.1.7SiO2.2H2O)的生成，降低碱耗。 4、由于石灰的催化作用，可以使针铁矿向赤铁矿发生转变，提高赤泥的沉降性能，进而提高溶出率。 5、作精滤介质。精滤过程中，通过加入一定量的石灰乳和粗液中的SiO2生成水化石榴石，水化石榴石是疏松多空的结构，可以起到过滤效果，既叶滤机的工作原理。 三、石灰的主要危害 1、石灰中的Si会造成氧化铝和氧化钠的损失。 2、石灰中的Mg能促进脱钛反应，一定量的Mg也能促进高压溶出反应，但过量的Mg会抑制高压溶出反应，从而降低溶出率。 3、石灰与SiO2反应生成水化石榴石在降低碱耗的同时，会增加氧化铝的损失，降低回收率。 4、利用石灰乳做精滤介质会造成氧化铝的损失，使精液苛性比升高，影响分解率和回收率。 5、石灰中未烧成的Ca2CO3会发生反苛化反应，生成Na2CO3，造成有效碱的损失，同时Na2CO3的富集会造成管道结疤和设备，影响设备的使用寿命。 综上所述，石灰对拜耳法生产氧化铝有利也有弊，但总体来说利大于弊。在拜耳法生产中，我们可以通过提高石灰烧成质量、优化石灰添加量、控制石灰中有害杂质（Mg、Si等）的含量等方法，提高溶出率、节约生产成本、降低能耗、减少污染。

轻金属冶金学习题

轻金属冶金学习题 1．铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可以分为：三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型、刚玉以及混合型铝土矿。 2．按照氧化铝的物理特性，可将其分成粉状、中间状和砂状三种。 3．生产氧化铝的方法可大致分为碱法、酸法、酸碱联合法和电热法。 4．碱法生产氧化铝又有拜耳法、碱石灰烧结法和拜耳—烧结联合法等多种流程。5．拜耳-烧结联合法根据其工艺流程可分为并联法、串联法和混联法。 1．铝土矿的铝硅比：铝土矿的铝硅比是指铝土矿中的氧化铝和二氧化硅的质量分数比，即A/S=矿石中的氧化铝质量分数/矿石中的二氧化硅质量分数。通常写为：A/S=ω(Al2O3)/ω(SiO2)。 2．拜耳法：拜耳法是直接利用含有大量游离苛性碱的循环木业处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶液的，往铝酸钠溶液中添加氢氧化铝（晶种）经长时间搅拌便可分解洗出氢氧化铝结晶。分解母液经蒸发后再用于溶出下一批铝土矿。 3．碱石灰烧结法：碱石灰烧结法师在铝土矿中胚乳石灰石（或石灰）、纯碱（含大量碳酸钠的碳分母液），在高温下烧结得到含有固态铝酸钠的熟料，用水或稀碱液溶出熟料得出铝酸钠溶液。铝酸钠溶液脱硅净化后，通入二氧化碳气体便可分解结晶氢氧化铝。分解后的母液经蒸发后循环使用。 1．我国铝土矿的特点有哪些？（5分） 我国铝土矿的特点是：资源丰富，储量大（1分）；高铝、高硅、低铁；铝硅比较低，中低品位铝土矿居多，多数铝土矿是一水硬铝石型铝土矿（3分）。矿石的铝硅比多数在4~7之间，铝硅比在10以上的优质铝土矿相对少些（1分）。6．工业铝酸钠溶液的主要成分是NaAl(OH)4、NaOH、Na2CO3、Na2SO4等。通常把NaAl(OH)4和NaOH形态存在的Na2O叫做苛性碱，以Na2CO3形态存在的Na2O叫做碳酸碱，以Na2SO4形态存在的Na2O叫做硫酸碱。以Na2O K和Na2O C 形态存在的碱的总和称为全碱。 7．在拜耳法生产过程中，循环母液的主要成分有NaOH、NaAlO2、Na2CO3和Na2SO4。 8．铝酸钠溶液的稳定性通常是用从这种过饱和的铝酸钠溶液开始分解析出氢氧

利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖及其性能研究

N E W B U I L D I N G M A T E R I A L S 赤泥是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物，因其 为赤红色泥浆状而得名，是氧化铝厂最大的污染物。目前，全世界每年产生约6000万t 赤泥，我国的赤泥排放量每年为400万t 以上，且随着新厂投产和老厂增产改造，赤泥总量有上升的趋势，预计2011年我国氧化铝产量将达到1100万t ，赤泥量将达到900万～1200万t/年。对于赤泥的处理，国内外氧化铝厂大都将赤泥在堆场堆放，筑坝湿法堆存，靠自然沉降分离对溶液返回再用，易使大量废碱液渗透到附近土地中，造成土壤碱化、沼泽化，污染地表和地下水源。还有的将赤泥干 燥脱水后干法堆存。 晒干的赤泥形成的粉尘到处飞扬，破环生态环境，造成严重污染。这2种方法均占用了大量的土地和耕地、耗费较多的堆场建设和维护费用，使基础建设投资增加，还使赤泥中的许多可利用成分不能得到合理的利用，造成资源的二次浪费。赤泥的堆放不仅对企业造成资源浪费、经济损失，而且对工厂周围的环境景观造成严重污染[1-4]。赤泥的开发利用一直是一个世界性的难题，特别是由于拜耳法赤泥的硅含量比烧结法赤泥更低，化学成分极不均衡，其利用的难度更大；赤泥中含有很高的碱金属及碱土金属氧化物，在制备免烧制品的时候很难避免出现返霜现象，导致制品无法使用；此外还有部分地区赤泥放射性较高，就限制了在墙体材料方面的掺量，同时也限制了其在建材行业的应用。因而，现有技术对赤泥的利用量还是很低，对赤泥的开发利用还不够理想[5-6]。 拜耳法赤泥主要含有硅铝酸钠、硅铝酸钙、水化石榴石、赤铁矿等矿物，其物理力学性能和胶结性差，且在贵州等地拜 利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖 及其性能研究 彭建军1，2，刘恒波1，2，高遇事1，2，万军1，张乃从1，顾汉念3，贾韶辉1， 2 （1.贵州省建筑材料科学研究设计院，贵州贵阳550007；2.贵州工业废渣综合利用研发测试中心，贵州贵阳 550007； 3.中国科学院地球化学研究所，贵州贵阳 550002） 摘要： 对利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖工艺和产品性能进行研究，并提出免烧砖返碱现象解决办法。试验结果表明，利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖是可行的，所测性能指标符合相关标准要求。 关键词： 拜耳法赤泥；路面砖；免烧砖；工业废渣；综合利用中图分类号：TU522.1+9文献标识码：A 文章编号：1001-702X （2011）04-0021-03 Study on preparation and performance of unburned paving brick by Bayer red mud PENG Jianjun 1，2，LIU Hengbo 1，2，GAO Yushi 1，2， WAN Jun 1，ZHANG Naicong 1，GU Hannian 3，JIA Shaohui 1，2 （1.Guizhou Building Materials Research &Design Institute ，Guiyang 550007，Guizhou ，China ；2.Guizhou Industrial Waste Utilization R &D Test Center ，Guiyang 550007，Guizhou ，China ；3.Institute of Geochemistry ，Chinese Academy of Sciences ，Guiyang 550002，Guizhou ，China ） Abstract ： This paper studies on technology and performance of unburned paving brick by Bayer red mud ，and studies the phenomenon of re-alkali and its solution.Through this research ， we find that it is feasible to make unburned paving brick by Bayer red mud ，and all the properties can meet the requirements of relevant standards. Key words ： Bayer red mud ；paving brick ；unburned brick ；industrial waste residue ；comprehensive utilization 基金项目：贵州省工业攻关项目（黔科合CY2008） 贵阳市科学技术计划项目（[2008]筑科工合字第30号） 收稿日期：2011-01-14 作者简介：彭建军，男，1963年生，工程师，江西樟树人，主要从事新型建筑材料研究。通讯作者：刘恒波。 全国中文核心期刊 21··

氧化铝理论题库

氧化铝专业理论复习题 一、填空 1、根据铝土矿中含铝矿物存在的形态不同将铝土矿分 __、 __、 一水硬铝石型及混合型四种类型。 2、铝电解生产用氧化铝主要由 __和 __所组成。 3、评价铝土矿的质量不仅看它的 __、 __而且还要看铝土 矿的类型及杂质。 4、我国铝土矿的主要类型是 __ ，矿石的特点是 __。 5、根据氧化铝的物理性质，通常又可将氧化铝分为 __、 __ 和中间状三种类型。 6、高压溶出后所得的矿浆称 __，经稀释分离赤泥后的铝酸钠溶液， 生产上称 __。 7、铝酸钠溶液中所含 __与 __的摩尔比叫做铝酸钠溶液的苛 性比值。 8、工业上把 ___和_ ___合称为全碱。 9、拜耳法循环主要包括溶出、 __、 __、蒸发四个过程。 10、高压溶出的目的就是用 __迅速将铝土矿中的 __制成铝酸 钠溶液。 11. 氧化铝生产过程就是从铝矿石中 __氧化铝使之与杂质 __ 的过程。 12、衡量分解作业效果的主要指标是 __，分解率以及 __ 。 13、蒸发是靠把溶液 __，使溶液中的水分部分汽化，而使溶液 __过程。 14、工业上生产的湿氢氧化铝在焙烧过程中，要经过 __、 __、 相变三个过程。 15、高压溶出浆液用 _ 进行稀释，目的是为了回收其中的 __。 16.工业生产上是采取将溶液 __的变温分解制度，这样有利于在保证 较高 __的条件下，获得质量较好的氢氧化铝。 17.在种分过程中，控制产品质量主要是要保证分解产物具有所要求的 和 __。 18.拜尔法循环效率Ｅ值越高，单位体积的循环母液就可以产出 __ 的氧化铝，设备产能按比例的 __，而处理溶液的费用也都按比例的降低。 19.氢氧化铝焙烧的目的是在高温下，脱除氢氧化铝中的__ 和结晶水，并发生 __的转变，制成满足电解生产需要的氧化铝产品。 20.评价铝土矿的质量不仅看矿石中的 __含量， __的高低， 而且还要看铝土矿的类型和杂质含量。 21.铝土矿的类型对氧化铝的可溶性影响很大，在碱中最易溶出的是 _， 最难溶出的是 __。 22.为了保证原矿浆的细度，应严格控制球磨机内矿浆的 __，分级机 __的液固比和返砂量。 23.高压溶出浆液用 __进行稀释，目的是为了回收其中的 __

氧化铝生产工艺复习资料

铝土矿是目前氧化铝生产中最主要的原料，主要成分为Al 2O 3，SiO 2，Fe 2O 3，TiO 2等，氧化铝主要以三水铝石，一水软铝石，或一水硬铝石状态存在，按氧化铝水合物类型可分为三水铝石型，一水软铝石型，一水硬铝石型或各种混合型 衡量铝土矿质量的标准为:铝硅比、氧化铝含量、矿物类型。铝硅比是指矿石中Al 2O 3含量与SiO 2含量的质量比. 我国铝土矿的主要特点:是高铝、高硅、低铁的一水硬铝石型铝土矿。 生产氧化铝的方法:有碱法、酸法、酸碱联合法、热法。在工业上得到应用的只有 碱法 ，其重要的中间产物是铝酸钠溶液；碱法生产氧化铝主要有拜耳法、碱石灰烧结法和拜耳-烧结联合法，联合法流程有串联、并联和混联。 电解炼铝用的氧化铝必须在氧化铝的纯度和氧化铝的物理性质上符合一定的质量要求。 硅量指数是指铝酸钠溶液中Al 2O 3与SiO 2的质量比，以A/S 表示。 拜耳法的循环效率指一吨Na 2O 在一次拜耳法循环中所产出的Al 2O 3的量（吨），用E 表示，E 的数值越高说明碱的利用率越好。E=1.645×(MR m -MR a )/MR m ·MR a 拜耳法的循环碱量:指生产一吨氧化铝在循环母液中所必须含有的碱量（不包括碱损失），它是循环效率的倒数。 铝酸钠溶液的分子比（苛性比值）是指:铝酸钠溶液中Na 2O 与Al 2O 3的摩尔比，它表示铝酸钠溶液中氧化铝的饱和程度和稳定性。MR=1.645×[Na 2O]/[Al 2O 3] 铝酸钠溶液中的碱分为:苛性碱NaO k 、碳酸碱NaO c 和硫酸碱NaO s :苛性碱NaO k 和碳酸碱NaO c 的和称为全碱NaO T 氧化铝实际溶出率：铝土矿与NaOH 反应实际溶出到溶液中的Al 2O 3量与铝土矿中Al 2O 3总量之比 氧化铝理论溶出率：理论上矿石中可以溶出的Al 2O 3量与矿石中Al 2O 3总量之比。 氧化铝相对溶出率：氧化铝实际溶出率与理论溶出率之比 赤泥的产出率：每处理1t 铝土矿所生成的赤泥量 碱耗：铝土矿溶出过程，每溶出1tAl 2O 3所损失的碱量 铝酸钠溶液的稳定性通常是用从过饱和的铝酸钠溶液开始分解析出氢氧化铝所需时间的长短来衡量的。 配料分子比指:预期矿石中Al 2O 3充分溶出时，溶出液所应达到的分子比 氢氧化铝晶粒附聚：就是在范德华力、自粘力、附着力以及毛细管力和物质之间的紧密接触而形成的表面张力等力的作用下，氢氧化铝晶粒自发和定向的连接在一起的现象。 拜耳法溶出工艺目前分为:压煮器和管道化两大类溶出技术，其中管道化溶出技术是目前比较先进的溶出技术，根据我国一水硬铝石铝土矿的溶出特点，我国形成了具有自主知识产权的管道预热-停留罐溶出技术 一水碳酸钠的苛化是在拜耳法生产过程中，由于苛性碱与矿石中的碳酸盐以及空气中的二氧化碳作用的结果，母液每一次循环都有一部分苛性碱变成了一水碳酸钠。使这部分一水碳酸钠从新变成苛性碱称为一水碳酸钠的苛化。 熟料溶出的副反应指在熟料溶出过程中赤泥中的原硅酸钙2CaO·SiO 2可以与铝酸钠溶液发生一系列的化学反应，使已溶出来的Na 2O 和Al 2O 3又有一部分重新转入赤泥而损失。这些反应称为二次反应或副反应。二次反应所造成的Na 2O 和Al 2O 3的损失称为二次反应损失或副反应损失。 熟料溶出二次反应的主要产物是 水合铝硅酸钠、水化石榴石。 我国碱石灰烧结法采用:低苛性比值、高碳酸钠浓度、二段磨料溶出工艺。 碱比、钙比：碱石灰烧结法生料配方中，[N]/([A]+[F])称为碱比；[C]/[S]称为钙比。 饱和配方是指在烧结法配料过程中采用碱比等于1，钙比等于2的炉料配方称为饱和配方。在碱石灰烧结法生产氧化铝时，我国采用低碱高钙配方，这和我国生料掺煤工艺相符合。 判断熟料质量好坏的标准有:标准溶出率、熟料的密度和粒度、负二价硫含量S 2-。衡量熟料溶出过程好坏的标志是净溶出率 回转窑熟料烧结时，根据物料沿窑长的温度变化分为窑体分为:烘干带、预热带、分解带、烧成带、冷却带五个带。 烘干带：脱附着水干燥。 窑气800→250℃，炉料80 →200℃ 预热带：脱结晶水，Na 2SO 4开始分解 窑气1200→800℃，炉料200 →750℃ 分解带:Na 2CO 3+Al 2O 3→ Na 2O?Al 2O 3+CO 2↑ Na 2CO 3+Fe 2O 3→ Na 2O?Fe 2O 3+CO 2↑ Na 2CO 3+Al 2O 3?2SiO 2→ Na 2O?Al 2O 3?2SiO 2+ CO 2↑ 窑气1400→1200℃，炉料750 →1200℃ 烧成带: 2CaO+Na 2O?Al 2O 3?2SiO 2→Na 2O?Al 2O 3+2CaO?SiO 2 窑气1500℃以上 ，炉料1250-1300℃ 冷却带：熟料逐渐冷却到900-1000 ℃ 左右经下料口进入冷却机 碱石灰烧结法生产氧化铝的基本原理 将铝土矿与一定数量的苏打、石灰、循环母液配成炉料，在回转窑内进行高温烧结，炉料中的Al 2O 3与Na 2CO 3反应生成易溶于水或稀碱溶液的铝酸钠 (Na 2O ?Al 2O 3)，杂质氧化铁生成易水解的铁酸钠(Na 2O ?Fe 2O 3)，二氧化硅和氧化钛分别生成不溶性的原硅酸钙(2CaO ?SiO 2)和钛酸钙(CaO ?TiO 2) 。将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na 2O·Al 2O 3便进入溶液，Na 2O·Fe 2O 3水解放出碱，原硅酸钙(2CaO ?SiO 2)和钛酸钙(CaO ?TiO 2)不溶进入赤泥，从而实现杂质矿物与有用矿物的分离。 % 100)/()/)/(%100A Q A Q A Q ?-= ?-= 矿 泥 矿矿 矿泥 泥矿矿实（S A S A S A η%100)/A 1 1%100A ?- =?-= S A S （理η%1001 )/)/()/?--==矿泥 矿理实相（（S A S A S A ηηη泥 矿泥 S S = η )/kg 1 /608 100008.60][3222O tAl O Na S A S A S O Na （损失-=?-= %100Al CaO CaO Al Al 323232?????? ? ? ?? -=熟 泥熟泥熟净 O O O A η

拜耳法讲课内容

氧化铝知识培训内容 ——————氧化铝技术经济指标计算 第一节：概述 铝从十九世纪末才开始工业生产，在此以前，曾被认为是贵金属，地位甚至黄金之上，但其发展十分迅速，从1890年至1900年，全世界金属铝的总产量约为2.8万吨，而到二十世纪中叶，铝的产量已居世界有色金属之首，仅次于钢铁。而1990年一年，世界原铝产量已达到1600多万吨，约占世界有色金属产量的40%。1999年月日2209.7万吨。 二十世纪以来，全世界原铝产量迅速增长，铝的应用领域也日益广泛，目前，铝已广泛应用在日常生活以及现代工业的许多部门，如航天工业、交通运输业、建筑业等行业中。正是由于铝金属肯有优越的性能和丰富的资源，它将成为21世纪的世纪金属或结构金属，在国民经济中占有重要位置。 1.1、金属铝产量和需求量 由上表可知，原铝年产量在逐年递增，而原铝人格却在下降，但1999年后，铝价开始回升，供求关系发生变化，供不应求，一是因为美国凯撒公司的格雷默西氧化铝厂于1999年7月5日发生爆炸，丧失了100万吨/年的产能；二是印度两大氧化铝厂检修，丧失15万吨/年的产能。8月份全球氧化铝供应紧张，价格上涨。 截止到2002年6月国内已建成电解铝厂122家，年产量已达400万吨。 1.2、氧化铝量和需求量的变化 氧化铝是电解铝的主要原料，各国的氧化铝产量的90%左右用于生产金属铝，因此随着铝工业的发展，氧化铝工业也发展起来。 我国的氧化铝工业是伴随着电解铝生产的发展而建立和发展起来的。我国铝工业建立以来，

其内部各环节基本上是均衡发展的。直到1983年，氧化铝产能与电解铝产能，特别是产量上出现严重不平衡，主要是由于地方及乡镇企业兴建小型铝电解厂而造成的。 根据资料统计，只有当氧化铝：原铝=2.3时，才能满足国内氧化铝的需要。 表2 氧化铝与原铝比值变化情况 为补充缺口，我国从1983年开始进口氧化铝，到1999年累计进口氧化铝1397.04万吨，占同期我国氧化铝产量的45.75%。 由上表可知，我国氧化铝产量严重不足，每年需要进口大量氧化铝，且在数年内，我国仍将是氧化铝进口国。因此，国家九五计划和2010年远景目标纲要中明确指出：重点发展氧化铝。

轻金属复习资料 (1)

1 氧化铝生产方法有哪些？ 碱法酸法酸碱联合法热法 2 根据铝土矿的矿物成分，铝土矿分为哪些类型？ 铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可分为： 三水铝石型铝土矿；一水软铝石型铝土矿；一水硬铝石型铝土矿；混合型铝土矿。 3 铝土矿的主要化学成分有哪些？如何评价铝土矿的质量？ 铝土矿是一种以氧化铝水合物为主要成分的复杂铝硅酸盐矿石，铝土矿的主要化学成分有：Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2，少量的CaO、MgO和硫化物，微量的镓、钒、磷、铬等元素的化合物。铝土矿中的硅是碱法处理铝土矿制取氧化铝过程中最有害的杂质，铝土矿的铝硅比是衡量铝土矿质量的主要指标之一。 4 什么是铝土矿的铝硅比？高好还是低好？ 铝硅比是指铝土矿中的氧化铝和二氧化硅的质量比：即A/S=矿石中的氧化铝质量/矿石中的二氧化硅质量。通常写为：A/S= Al2O3/ SiO2 5 我国铝土矿的特点是什么？ 我国铝土矿资源丰富，储量大；高铝、高硅、低铁；铝硅比较低，中低品位铝土矿居多；多数铝土矿是一水硬铝石型铝土矿。 6、简述碱法生产氧化铝的工艺过程 碱法生产氧化铝，就是用碱(NaOH或Na2CO3)处理铝土矿，使矿石中的氧化铝水合物和碱反应生成铝酸钠溶液。铝土矿中的铁、钛等杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的化合物进入固体残渣中。这种残渣被称为赤泥。铝酸钠溶液与赤泥分离后，经净化处理，分解析出Al(OH)3，将Al(OH)3与碱液分离并经过洗涤和焙烧后，即获得产品氧化铝。 7、什么是铝酸钠溶液的分子比？ 铝酸钠溶液分子比（苛性比）铝酸钠溶液的分子比是指溶液中的苛性碱与氧化铝的摩尔比，表示铝酸钠溶液中氧化铝的饱和程度，用MR表示。MR变化范围为：1.25-4.0，不存在MR小于1的铝酸钠溶液。 8、简述拜耳法提取氧化铝的基本原理和工艺过程。 原矿浆制备；高压溶出；赤泥分离、洗涤；晶种分解；氢氧化铝分离、洗涤；氢氧化铝焙烧 9、简述拜耳法生产氧化铝工艺中SiO2的危害。 由于SiO2的存在，溶出时造成氧化铝和苛性碱的损失，生成的铝硅酸盐绝大多数进到赤泥之中而排除。但还有少量仍残留在溶液之中。在生产条件发生变化时，SiO2在溶液之中过饱和而析出，导致整个工厂管道和设备器壁上产生结疤，妨碍生产。残留在铝酸钠溶液中的SiO2在分解时会随同氢氧化铝一起析出，影响产品质量。因此，在生产过程要控制和减少SiO2的有害作用。

回顾拜耳法和碱石灰烧结法

回顾：拜耳法与碱石灰烧结法 一、原理 拜耳法：K. J. Bayer 1889-1892 提出, 实质为两项专利: ?低温低ακ铝酸钠溶液, 加晶种时AH析出; ?高温高ακ铝酸钠溶液, 铝土矿的溶出。 实质：使下列反应在不同的条件下朝不同方向交替进行 Al2O3(1或3)H2O + 2NaOH + aq 2NaAl(OH)4 + aq 碱石灰烧结法： 1. 高温焙烧把铝土矿中的Al2O3与加入的纯碱Na2CO3反应形成易溶于水或稀碱的固体铝酸钠(Na2O·Al2O3)，同时使杂质硅、铁、钛等生成原硅酸钙(2CaO·SiO2)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3)、钛酸钙(CaO·TiO2)等。 2. 用调整液溶出熟料中的Na2O与Al2O3，得到铝酸钠溶液，与进入赤泥的原硅酸钙、钛酸钙以及Fe2O3·H2O等不溶性残渣分离。 3. 熟料的溶出液(粗液)进行专门的脱硅净化，脱硅后的精液碳分产出Al2O3。碳分母液蒸发浓缩后返回配料。 二、流程 拜耳法：四个循环，六个工序 原矿浆制备、高压溶出(循环一)、溶出矿浆稀释和赤泥分离和洗涤(循环二)、晶种分解(循环三)、AH分级与洗涤、AH煅烧、母液蒸发及苛化(循环四)等。 碱石灰烧结法：九个工序，六个比 九个工序：生料浆制备；熟料烧结；熟料溶出；赤泥分离及洗涤；粗液脱硅；精液碳酸化分解；氢氧化铝分离与洗涤；氢氧化铝的煅烧；分解母液蒸发浓缩六个比：碱比(Na2CO3/Al2O3+Fe2O3)；钙比(CaO/SiO2)；铝硅比(A/S)；铁铝比(F/A)；生料浆液固比；溶出液固比 三、溶出主要反应 拜耳法： 1.主反应：三水铝石：Al(OH)3 + NaOH + aq = NaAl(OH)4 + aq 一水铝石：AlOOH + NaOH + aq = NaAl(OH)4 + aq 2. SiO2： 溶解：Al2O3·2SiO2·2H2O + 6NaOH + aq → 2NaAl(OH)4 + 2Na2SiO3 + aq 析出： 1.7Na2SiO3 + 2NaAl(OH)4+ aq → Na2O·Al2O3·1.7SiO2·H2O↓+ 3.4NaOH + H2O ①引起Al2O3和Na2O 的损失;

指标使用手册

氧化铝三分厂指标实用手册 一、生产概况介绍 氧化铝生产实质上是利用氧化铝自身性质将铝土矿中的氧化铝与杂质进行分离的过程，其自身性质是由奥地利人K·J·Bayer（拜耳）于1889～1892年发现的并申报了专利，专利的主要内容就是我们所用拜耳法的生产原理：铝土矿中的氧化铝和苛性碱溶液在高温高压条件下反应生成铝酸钠溶液，铝酸钠溶液在降温、加晶种、搅拌条件下分解析出氢氧化铝。化学方程式如下： Al2O3·H2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq 完成铝土矿中氧化铝和苛性碱溶液反应的生产工序就是八车间高压溶出，它实现了铝土矿中的氧化铝与杂质分离进入铝酸钠溶液的目的；精制车间的主要任务就是将溶出后铝酸钠浆液中的溶液与赤泥实现彻底分离：溶出后矿浆含有100g/l左右杂质通过分离沉降洗涤、沉降槽溢流通过叶滤机变成浮游物≤15mg/l的铝酸钠精液送种分系统，沉降槽底流通过过滤机变成含水率≤40%的滤饼送烧结法系统；分解析出氢氧化铝后的母液经袋滤机回收浮游物后送蒸发车间经过蒸发器组以提高母液Nk浓度，从而与铝土矿中的氧化铝进行下一批溶出反应。七车间的主要任务是将烧结法系统碳分母液和种分母液经过蒸发器组以达到生产 - 1 -

- 2 - Nc AO 001865.00009.000144Nk .025.0+++需要的浓度。 二、指标概念介绍 1、铝酸钠溶液浓度指标： 1) 苛（性）碱浓度(Nk)：单位体积铝酸钠溶液中与氧化铝反应生成铝酸钠的Na 2O 和以游离的NaOH 形态存在的Na 2O 的质量。单位：g/l 2) 碳碱浓度(Nc)：单位体积铝酸钠溶液中以游离的Na 2CO 3形态存在的Na 2O 的质量。单位：g/l 3) 全碱浓度（Nt ）：单位体积铝酸钠溶液中以苛碱和碳碱形式存在的Na 2O 的总质量。单位：g/l 4) 氧化铝浓度（AO ）：单位体积铝酸钠溶液中与苛性碱反应生成铝酸钠的Al 2O 3质量。单位：g/l 2、铝酸钠溶液性质指标： 1) 苛性比值（αk ）：铝酸钠溶液中所含苛性碱和氧化铝的摩尔比，它相等于苛性碱和氧化铝的浓度比乘以系数 1.645。 2) 碳全碱比（Nc/Nt ）：一般是指拜耳法蒸发原母液中碳碱和全碱浓度的比值。单位：% 3) 硅量指数（A/S ）：单位体积铝酸钠溶液中氧化铝与二氧化硅的质量比值。 4) 密度： d 20＝0.5＋ 式中：Nk 、AO 、Nc 为溶液中各成分的g/l 浓度，溶液温度20℃。

拜耳法生产氧化铝车间题库

预脱硅岗位试题 1、脱硅槽共5台，哪几个是加热槽？ 答：1#、2# 槽。 2、加热槽的温度控制范围是多少？ 答：要求加热温度为102±2℃。 3、加热料浆温度不允许超过多少度？为什么？ 答：不允许超过105℃。超过105℃料浆会发生沸腾现象而喷溅伤人。 4、哪几个脱硅槽可以做出料槽？ 答3#、4#槽。 5、5#槽的作用是什么？ 答：作用是缓冲液量，因此，料位要保持低料位。 6、加热脱硅槽与停留槽的内部构造有何不同？ 答：加热槽内部有加热管束，而停留槽没有。 7、脱硅加热槽加热蒸汽来源有哪几个？ 答：Nt101来二次乏汽和低压管网来的低压蒸汽(溶出高闪蒸汽并入低压管网）。 8.为什么设计预脱硅系统？ 答：为了将铝土矿中以高岭石形态存在的SiO2在进入高压溶出之前预先生成铝硅酸钠，减少在加热管表面的结疤。因而要设立预脱硅。 9.预脱硅温度低的原因可能？ a.蒸汽压力低 b.冷凝水排放不畅 c.料位低。 10.预脱硅反应时间多长？ 8-10小时 11.脱硅效果不好的原因是？ a.温度低 b.反应停留时间短 c.矿浆细度不合格 12.预脱硅出料槽为什么必须保证一定的槽存，通常生产上采用什么方法？ 必须保证隔膜泵进口压力大于0.12MPa 。生产上通常采用出料槽满槽操作。 13.搅拌在预脱硅槽中起什么作用？ a.加速脱硅反应速度 b.防止料浆沉淀 c.对加热槽有利于热交换 14.来料固含低会造成哪些不利影响？ a.产能降低 b.液量大，流程通过困难 c.溶出难以调配 d.增加蒸发的负荷 15.在预脱硅料位计失灵不准时，如何估计预脱硅槽料位？ 可以通过搅拌电流的大小来估计料位。 16.矿石中的氧化钛在反应中有什么危害？如何消除？ 氧化钛会在矿石表面形成Na2TiO2保护膜，阻断溶出反应的继续进行。添加石灰可以清除Na2TiO2保护膜，促进溶出反应。 17.预脱硅槽加热管束破怎么判断？ 将蒸汽冷凝水隔离，当有料浆从冷凝水管中排出时，就是管束破，另外，管束破后一般温度会很高，并且容易出现沸腾现象。 18.隔膜泵开车前应进行哪些检查？ a.所有清理检修的设备管道阀门、仪表的工作是否完成， b.流程是否正确、畅通，各连接法兰是否密封，阀门是否灵活好用 c.动力端油槽油位是否正常

拜耳法石灰添加的作用

溶出添加石灰的作用 摘要 拜耳法溶出矿石时，增加石灰添加量，溶出赤泥N/S降低。石灰添加量大于矿石量的12%时，溶出赤泥N/S下降变缓。石灰添加量为矿石量的16%时，溶出赤泥N/S降至0.25左右。考虑石灰费用和赤泥量，宜取最佳石灰添加量为12%。此时，溶出赤泥N/S可达0.31，溶出赤泥A/S在1.19以下，氧化铝溶出率可达82.94%，其沉降速度，压缩性能及浮游物均能达到生产要求。石灰添加量在8%—10%时，氧化铝相对溶出率最高，达97%左右。本文通过对石灰添加量的讨论，找出最佳的添加量，为提高氧化铝溶出率提供有利的依据。 关键词：拜耳法溶出；一水硬铝石；石灰添加量；赤泥A/S;赤泥N/S

第1章石灰在氧化铝生产中的作用 在拜耳法处理一水硬铝石铝土矿时，需要加入一定量石灰，以消除二氧化钛的有害作用，提高氧化铝溶出率。近年来的研究表明，添加石灰可加速一水硬铝石型铝土矿的溶出，降低铝土矿溶出的碱耗。但是，当石灰添加量超过某一限度时，生成许多水化石榴石，氧化铝溶出率反而下降，可见，存在一最佳石灰添加量。事实证明，一水硬铝石型铝土矿添加石灰溶出速度和溶出率。 1.1溶出一水硬铝石型铝土矿添加石灰的意义 1933年，前苏联学者首先发现，溶出一水硬铝石型铝土矿必须添加石灰。这一重大发现，已在工业上得到普遍应用。由于添加石灰不仅使一水硬铝石的溶出容易进行，使氧化铝的溶出率提高，而且在处理一水软铝石型铝土矿和三水铝石型铝土矿时，也普遍添加少量石灰。事实证明，一水硬铝石矿，一水软铝石型铝土矿和三水铝石型铝土矿添加石灰溶出，都增大其溶出速度和溶出率。 1.2拜耳法高压溶出过程添加CaO的作用 1.2.1消除铝土矿中Tio2不良影响，避免了钛酸钠的生成 Ca0和Tio2生成几种化合物，石灰多时生成钛水化石榴石Ca0·(Al2O3·Tio2)·x(Tio2·Sio2)·(6—2x)H20。当Ca0配量较少时，且钛矿物非常弥散时，则有羟基钛酸钙CaTi04(0H)2生成。最稳定的产物是Ca0·Tio2。由于添加石灰生成钙钛化合物避免了钛酸钠的生成，从而消除了Ti02的危害。 1.2.2提高Al203的溶出速度 试验表明当不含钛的铝土矿溶出时，添加Ca0也能加速Al203的溶出，对这个问题有不同的解释。一种意见认为硅矿物在溶出过程中与母液作用生成的含水铝硅酸钠矿物也包裹在铝土矿表面，也阻止溶液与Al203的作用。加入Ca0后，使[H SiO]2-离子进入溶液转化为水化石榴石，于是使Al203

拜耳法生产氧化铝

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 拜耳法生产氧化铝 所谓“拜耳法”系奥地利化学家K·J·Bayer 于1887 年发明的处理优质铝土矿 制取氧化铝的一种方法。拜耳法就是用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝 土矿，溶出其中的氧化铝得到铝酸钠溶液，往铝酸钠溶液中添加氢氧化铝晶 种，经过一定时间的搅拌分解就可以析出氢氧化铝，分解母液经蒸发后用于溶 出下一批铝土矿。拜耳法生产中经常用到苛性比、硅量指数、循环效率、晶 种系数等概念。拜耳法就是用碱溶出铝土矿中的氧化铝。工业上把溶液中以NaAlO2 和NaOH 形式存在的Na2O 叫做苛性碱（记作Na2Ok），以Na2CO3 形式存在的Na2O 叫做碳酸碱（记作Na2Oc），以Na2CO4 形式存在的Na2O 叫做硫酸碱（记作Na2O），所有形态的碱的总和称做全碱（记作Na2Ot）。苛性比就是铝酸钠溶液中的Na2Ok 与Al2O3 的摩尔比，记作αko。美国习惯用铝酸钠溶液中的Al2O3 与Na2Ok 的质量比表示，符号A/N。硅量指数指铝酸钠溶液中的Al2O3 与SiO2 含量的比，符号A/S。循环效率指铝酸钠溶液中的1t Na2O 在一次拜耳法循环中产出的Al2O3 的量（t），用E 表示。它表明碱的利 用率的高低。晶种系数（种子比）指添加晶种氢氧化铝中的Al2O3 数量与分解原液中的Al2O3 数量之比。分解离指分解出氢氧化铝中的Al2O3 数量占精液中所含Al2O3 数量之比。计算式为：η=（1－αa/αm）×100%式中αa，αm-分别表示分解精液和分解母液的苛性比值。拜耳法生产包括四个过程：（1）用 αk=3.4的分解母液溶出铝土矿中的氧化铝，使溶出液的αk=1.6～1.5；（2）稀释溶出液，洗涤分离出精制铝酸溶液（精液）；（3）精液加晶种分解；（4） 分解母液蒸发浓缩至苛性碱的浓度达到溶出要求（230～280g/L）。拜耳法生产 氧化铝的工艺流程如图1 所示。图1 拜耳法生产氧化铝的工艺流程铝土矿的溶出是拜耳法的关键工序。铝土矿中的三水铝石在140℃就很快地溶入苛性碱