第三章氧化铝的生产案例.ppt

6.3 氧化铝生产 ;6.3 氧化铝生产 ;6.3 氧化铝生产 ;6.3 氧化铝生产 ;6.3 氧化铝生产 ;6.3 氧化铝生产 ;6.3.2 拜耳法生产氧化铝 ;;6.3.2 拜耳法生产氧化铝 ;内容回顾-粗锡精炼;;内容回顾-氧化铝生产 ;炼铝原料 铝硅比 铝的生产方法 电解炼铝对氧化铝质量的要求 粒度、安息角 、Al2O3含量、密度、容积密度、比表面积和强度 ;内容回顾;内容回顾-拜耳法生产原理;;拜耳法适于处理高品位 铝土矿，这是用苛性碱 溶液加温溶出铝土矿中 氧化铝的生产方法，具 有工艺简单，产品纯度 高，经济效益好等优点。;将铝矿石破碎至15mm 粒度，并且使化学成分 均匀地向湿磨供料，控制 指标是： 每七天的供矿量加权 平均值A/S（铝硅比） 波动在±0.5范围内。 ;工序控制的技术条件是： 石灰加入量为干铝矿量 的6%；循环碱液配入量 为控制溶出液的αK （苛性化系数）为1.55； 磨矿细度为+170号筛15% +100号筛5%。;铝土矿溶出的目的在于将 其中氧化铝充分溶解成为 铝酸钠溶液 ; 在工厂中面临的铝土矿不是单一的某个类型，因此 通常是通过实验来确定最适宜的溶出条件。;在三水铝石型铝土矿中，Al2O3主要以Al(OH)3形态存在，浸出 时，Al(OH)3与NaOH按下式发生反应： Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O; 氧化铁是铝土矿的主要成分之一，其含量可达6-25%。 在铝土矿溶出条件下，Fe2O3不与碱溶液作用，而以固相 进入残渣，使残渣呈粉红色，所以溶出所得残渣叫做赤泥。 ;铝土矿中的SiO2与苛性钠反应，以硅酸钠的形式进入溶液： SiO2 + 2NaOH = Na2O·SiO2 + H2O; 铝土矿中V2O5含量约达 0.05-0.15%，浸出时约有三分 之一以钒酸钠形式进入溶液： V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O; 镓与铝极相似化学性质，镓经常以Al2O3水合物的类质同晶混合物 形态存在于铝土矿中，其量甚微在0.0001%~0.001%之间，但却是获得 镓的主要来源。浸出时，铝土矿中的镓以（偏） NaGaO2形态进入溶液： NaOH + Ga(OH)3 = NaGaO2 + 2H2O; 铝土矿普遍含有2%左右或更多的TiO2。在拜耳法生产过程中， TiO2也是有害的杂质，它能引起Na2O的损失和Al2O3溶出率下降。; 碳酸盐是铝土矿中常见的杂质，主要以 CaCO3、MgCO3 、FeCO3 等形式存在。高压浸出铝土矿时，碳酸盐与NaOH溶液作用生成碳酸钠。 其反应式为： CaCO3 + 2NaOH = Ca(OH)2 + Na2CO3 (1) MgCO3 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2CO3 (2) FeCO3 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2CO3 (3) 反应（l）、（2）都是可逆反应，当溶液中OH-浓度很低时，碳酸盐的 溶解度小于氢氧化物的溶解度，反应向左进行，而生成NaOH，叫做苛性 化作用。浸出铝土矿时，OH-浓度很高，碳酸盐的溶解度超过相应氢氧化 物的溶解度，反应便向右进行而使NaOH变成Na2CO3，此反应叫做 反苛性化作用。;（2）铝土矿的溶出 ;（2）铝土矿的溶出 ;（2）铝土矿的溶出 ;图6-4为用蒸气间接加热的高压溶出器组。2原矿浆先在套管预热器内由 自蒸发蒸气间接预热至423K后进入预热压煮器，3再在预热压煮器中由 自蒸发蒸气间接预热至513K后进入预热压煮器，4由新蒸气间接加热至 溶出温度（538K）。然后料浆再依次流过其余各个压煮器，料浆在这 些压煮器中停留的时间就是所需的浸出时间。5由最后一个压煮器流出的 料浆进入自蒸发器。6由最后一级自蒸发器出来的浆液在分离赤泥前进行稀释。 ; 由最后一个压煮器流出的料浆进入自蒸发器。由于自蒸发器 内压力逐渐降低，故浆液在那里激烈沸腾，放出大量蒸气。水分 蒸发时消耗大量的热，使浆液温度降低。经过10~11级自蒸发以 后，由最后一级自蒸发器出来的浆液，温度已经降到溶液的沸点 左右，浓度很高，含 Na2O 300g/L及Al2O3 260~280g/L左右， 在分离赤泥前需先进行稀释，目的是： 1)使铝酸钠溶液进一步脱硅，以保