国内氧化铝的生产及发展状况[精选].doc

国内氧化铝的生产及发展状况 　 1 氧化铝的生产方法 氧化铝的生产方法大致可分为4种，即碱法、酸法、酸碱联合法和热法。目前世界各国生产氧化铝的工业装置几乎全用碱法。碱法生产氧化铝又分为拜尔法、烧结法和拜尔-烧结混联等几种流程。 1.1 拜尔法 用烧碱处理矿石是德国化学家K.J.Bayer博士于1889年提出的，故称为拜尔法。它适于处理低硅铝土矿，尤其是在处理三水铝石型铝土矿时，具有其他方法无可比拟的优点。目前，全世界90%以上的氧化铝和氢氧化铝是采用拜尔法生产的。因处理的矿石不同，拜尔法又分高温拜尔法和低温拜尔法。 拜尔法的基本流程：用烧碱处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液，矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分硅则成为不溶解的化合物；将不溶解的残渣（由于含氧化铁而显红色，故称为赤泥）与溶液分离，洗涤后弃去或回收综合利用其中的有用组分；纯净的铝酸铺溶液分解析出氢氧化铝；氢氧化铝与母液分离，洗涤后进行焙烧，得到氧化铝产品；分解母液可循环利用处理另一批矿石。 拜尔法的特点是适用于高铝硅比(9)的矿石，流程简单，能耗低，成本低。 拜尔法工艺主要包括以下过程。 (1)原矿浆制备。把原料（如铝土矿、石灰、铝酸钠溶液）按一定比例配制成化学成分、物理性能都符合溶出要求的原矿浆。 (2)溶出。溶出的目的是将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液。溶出效果直接影响拜尔法氧化铝的经济技术指标。溶出工艺的选择取决于铝土矿的化学组成及矿物组成的类型：三水铝石型铝土矿采用低温拜尔法路线（印度尼西亚和澳大利亚所产铝土矿几乎全是三水铝石型矿石）；一水铝石型铝土矿宜采用高温拜尔法路线（我国所产铝土矿几乎全部为一水铝石型矿石）；有的企业采用高温法和低温法串联工艺以应对矿石组分的变化，提高矿石中氧化铝成分的回收率。 (3)赤泥分离洗涤。溶出矿浆经稀释后，进行赤泥沉降分离，赤泥用压滤机压出，在堆场堆存或进行综合利用，分离出的溶液送往晶种分离（种分）系统。 (4)种分。将上述铝酸钠溶液进行降温，并加入氢氧化铝作晶种，在搅拌条件下，不断从溶液中析出氢氧化铝。 (5)氢氧化铝分离、洗涤。氢氧化铝浆液在过滤机内分离，大部分氢氧化铝不经洗涤直接返回种分槽作晶种，其余的经洗涤后得半成品氢氧化铝。 (6)种分母液蒸发。将结晶后多余的水分排出，保持循环系统液量平衡，使母液浓度符合拜尔法溶出铝土矿配制原矿浆的要求。 (7)焙烧氧化铝。在较高温度下脱去氢氧化铝的附着水和分子水，并使其晶型发生改变，制得符合不同用途的氧化铝。 1.2 烧结法 烧结法是法国人勒·萨特里在1858年提出的，比拜尔法工艺早提出30年左右。 烧结法的基本流程：高温烧结炉料，使其中的氧化物转变为铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3)、原硅酸钙(2Ca0·SiO2)、钛酸钙(CaO·TiO2)；用水或稀碱溶液溶解，铝酸钠溶解进入溶液，铁酸钠水解为烧碱和Fe2O3·H2O沅淀，而原硅酸钙和钛酸钙不溶而成为泥渣；分离出泥渣，得到铝酸钠溶液；向铝酸钠溶液中通入CO2进行碳酸化分解，析出氢氧化铝；碳分母液（主要含纯碱）经蒸发浓缩后可返回配烧结料，循环使用；氢氧化铝经焙烧得氧化铝产品。 烧结法的特点是适用于低铝硅比(3-6)的矿石，流程复杂，能耗高，成本高。 烧结法工艺主要包括如下过程。 (1)原料准备。用铝土矿、石灰石、纯碱、循环母液等组分制取细磨料浆。 (2)熟料烧结。上述细磨料浆在熟料窑中高温煅烧，制取主要含铝酸钠、铁酸钠和硅酸二钙等组分的熟料。 (3)熟料溶出。将熟料中的铝酸钠转入溶液，经分离、洗涤后去除不溶性残渣（赤泥）。 (4)脱硅。使进入溶液的氧化硅生成不溶性化合物，并进行分离，生产高硅量指数的铝酸钠溶液。 (5)碳酸化分解。用二氧化碳分解脱硅后的铝酸钠溶液得到氢氧化铝，氢氧化铝饱和后析出，与碳酸钠母液分离，洗涤，得到中间产品氢氧化铝。 (6)分解母液蒸发。氢氧化铝分离洗涤过程中排出的碳酸钠母液经蒸发排出过量水分，得到的浓缩纯碱溶液循环回原料准备工序。 (7)氢氧化铝焙烧。同拜尔法流程。 1.3 混联法工艺 混联法是烧结法和拜尔法的结合，主要目的是采用2种工艺路线提高矿百的溶出率，适用于品位高但单一工艺条件下的溶出率低、排出赤泥中氧化铝含量高的铝土矿。 其工艺过程是：混合磨制好的铝矿石与石灰循环碱液，经螺旋分级得到合格原矿浆，矿浆经旋流除砂后送预脱硅工序。在脱硅后的矿浆中加入循环碱液，然后进入溶出工序，溶出后的矿浆经闪蒸降温后用赤泥液稀释，再经旋流