拜耳法生产氧化铝01简介-sn.pptVIP

第一章  拜耳法生产氧化铝简介 一、拜耳法基本原理 拜耳法是因为K.J.拜耳在1889-1892年提出而得名的。几十年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用这个名称。目前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝有90%以上是用拜耳法生产的。 拜耳法的实质就是下面反应在不同条件下的交替进行： Al2O3·(1或3)H2O+2NaOH+aq →2NaAl(OH)4+aq 二、各主要工段简介 2.1 原矿浆制备： 原矿浆制备是氧化铝生产的第一道工序。所谓的原矿浆制备，就是把拜耳法生产氧化铝所用的原料，如铝土矿、石灰、铝酸钠溶液等按一定的比例配制出化学成分、物理性能都符合溶出要求的原矿浆。对原矿浆制备的要求是： 1) 参与化学反应的物料要有一定的细度； 2) 参与化学反应的物质之间要有一定的配比和均匀混 合。 因此原矿浆制备在氧化铝生产中具有重要作用。能否制备出满足氧化铝生产要求的矿浆，将直接影响到氧化铝的溶出率，影响赤泥沉降性能、种分分解率以及氧化铝的产量等技术经济指标。 2.2高压溶出 溶出是拜耳法生产氧化铝的两个主要工序之一。溶出的目的在于将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液。溶出效果好坏直接影响到拜耳法生产氧化铝的技术经济指标。 溶出工艺主要取决于铝土矿的化学成分及矿物组成的类型。 溶出过程的主要技术条件和经济指标有：溶出温度、溶出时间、Al2O3溶出率、热耗等。 2.3 溶出矿浆的稀释及赤泥的分离洗涤 所谓赤泥就是溶出铝土矿得到的泥渣，由于其中常常含有大量氧化铁，呈红色，习惯上称为赤泥。 溶出矿浆稀释的目的如下： ①溶出矿浆是由铝酸钠溶液和赤泥组成，是铝土矿与铝酸钠溶液在高温下反应的产物。当溶出过程结束后为了进行后面的分解过程，溶出矿浆的稳定性就不能太大，否则不便于分解过程的进行。为了促进铝酸钠溶液发生分解，就必须进行溶出矿浆的稀释。 ②由于溶出后的矿浆要进行赤泥沉降分离，对溶出矿浆进行稀释，可降低铝酸钠溶液的黏度，以便于赤泥的沉降分离。 ③促使铝酸钠溶液进一步脱硅。由于铝酸钠溶液中氧化硅的平衡浓度随氧化铝浓度升高而增大，为了保证氢氧化铝质量，必须要求精液中氧化硅的硅量指数在250以上。由于分离后的赤泥附带有一部分铝酸钠溶液，为了减小Al2O3和Na2O的损失，所以要对赤泥进行洗涤。 2.4 晶种分解 晶种分解就是将铝酸钠溶液降温，增大其过饱和度，再加人氢氧化铝作晶种，并进行搅拌，使其析出氢氧化铝的过程。它是拜耳法生产氧化铝的另外一个关键工序。该工序对产品的产量、质量以及全厂的技术经济指标有着重大的影响。晶种分解除得到氢氧化铝外，同时得到苛性比较高种分母液，作为溶出铝土矿的循环母液，从而构成拜耳法生产氧化铝的闭路循环。 种分过程的主要技术指标有：氧化铝浓度、分子比、种分初温、终温、种子比、分解时间等。衡量种分过程效率的技术经济指标是：种分分解率、分解槽单位产能以及所得到Al(OH)3的质量。砂状氧化铝要求的物理性能主要取决于种分过程的控制。 2.5 氢氧化铝的分离与洗涤 经晶种分解后得到的氢氧化铝浆液，要进行分离才能得到所需要的氢氧化铝和种分母液。分离后得到的氢氧化铝大部分不经洗涤返回流程作晶种，其余部分经洗涤回收氢氧化铝附带的氧化铝和氧化钠后成为氢氧化铝成品。种分母液则返回流程中重新使用。 为了达到氢氧化铝和母液分离的目的，可采用不同点方法，如沉降或过滤等。料浆液固比打的可用沉降法，液固比小的可以过滤。由于料浆液固比影响过滤效率，因此，在一般情况下，都先将氢氧化铝料浆进行浓缩，然后再进行过滤分离。 2.6 氢氧化铝焙烧 焙烧就是将氢氧化铝在高温下脱去附着水和结晶水，并使其晶型转变，制得符合电解要求的氧化铝的工艺过程。所以氧化铝的许多物理性质，特别是比表面积、α- Al2O3含量、安息角、密度等主要决定于煅烧条件。粒度和强度与煅烧条件也有很大关系。煅烧过程对氧化铝产品的杂质（主要是SiO2）含量也有影响 2.7 蒸发工序 种分母液蒸发的任务 种分母液蒸发是拜耳法生产氧化铝工艺中一个十分重要的工序，其任务是： （1）排除流程中多余的水分，保持循环系统中 液量平衡； （2）排除杂质盐类，苛化回收碱。 拜耳法生产氧化铝是一个闭路循环流程，溶出铝土矿的苛性碱液是生产中反复使用的，每次作业循环只需补加上次循环中损失的部分（碱耗）。但是，每次循环中有：赤泥洗水、氢氧化铝洗水、原料带入的水分、蒸汽加热的冷凝水的加入，除随赤泥带走以及在氢氧化铝焙烧排除部分水外，多余的水分会降低溶液的浓度，而在生产各阶段对于溶液的浓度又有不同的要求，所以必须由蒸发工序来平衡水量。 2.8 排盐苛化工序 铝土矿中含有少量的碳酸盐（如石