氧化铝-烧结法
氧化铝生产工艺(碱石灰烧结法)
12CaO·7Al2O3，CaO·Al2O3，3CaO·5Al2O3， 12CaO·7Al2O3和CaO·Al2O3 可以溶于碳酸钠溶液，对氧化铝生产有意义。 可以溶于碳酸钠溶液，对氧化铝生产有意义。 制取同时含铝酸钠和铝酸钙的熟料是不合理的。因为 制取同时含铝酸钠和铝酸钙的熟料是不合理的。因为: 溶出铝酸钙时，溶出液中 浓度不应超过70g/L，Na2Oc浓 溶出铝酸钙时，溶出液中Al2O3浓度不应超过 ， 度为50-60g/L 度为 溶出铝酸钠熟料时，溶出液中 浓度为120g/L，Na2Oc浓 溶出铝酸钠熟料时，溶出液中Al2O3浓度为 ， 度小于40g/L 度小于 熟料烧结时， 数量足以和Al 化合时， 熟料烧结时，当Na2CO3数量足以和 2O3化合时，铝酸钙不至 于生成，而生成铝酸钠。 于生成，而生成铝酸钠。
第13章 烧结法生产氧化铝的原理和基本流程 章
学习要求 掌握碱石灰烧结法生产氧化铝的基本原理 掌握碱石灰烧结法生产氧化铝的工艺流程 熟悉碱石灰烧结法生产氧化铝的主要设备
第13章 烧结法生产氧化铝的原理和基本流程 章 碱石灰烧结法的原理
将铝土矿与一定数量的苏打、石灰、循环母液配成炉料， 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 窑内进行高温烧结，炉料中的Al2O3与Na2CO3反应生成易溶于水 或稀碱溶液的铝酸钠 (Na2O•Al2O3)，杂质氧化铁生成易水解的铁 Al 酸钠(Na 酸钠(Na2O•Fe2O3)，二氧化硅和氧化钛分别生成不溶性的原硅酸 Fe (CaO•TiO 钙(2CaO•SiO2)和钛酸钙(CaO TiO2) 。 (2CaO SiO 和钛酸钙(CaO 将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na Al 便进入溶液， 将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na2O·Al2O3便进入溶液， 水解放出碱，原硅酸钙(2CaO (2CaO•SiO Na2O·Fe2O3水解放出碱，原硅酸钙(2CaO SiO2)和钛酸钙 Fe (CaO•TiO 不溶进入赤泥。 (CaO TiO2)不溶进入赤泥。
烧结法生产氧化铝
烧结法生产氧化铝
烧结法生产氧化铝的工艺流程图： Nhomakorabea烧结法生产氧化铝
（二）、烧结法生产氧化铝各工序分述 烧结法生产氧化铝有生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离以及洗涤、粗液 脱硅、精液碳酸化分解、AH的分离以及洗涤、AH培烧、母液蒸发等主要生产工 序。 生料浆制备 将铝土矿、石灰（或者石灰石）、碱粉、无烟煤、以及碳分母液按一 定的比例，送入原料磨中 磨制成生料浆，经过料浆槽的三次调配成各项指标合 格的生料浆，送熟料窑烧结。配料是基础，同时为了消除流程中S的危害，配有 一定数量的无烟煤。 配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200~1300度的高温下发生一系列的物理化学变 1200~1300 化，主要生成使氧化硅与石灰化合成不溶于水的熟料烧结 熟料窑烧结过程通常 在熟料窑（回转窑）内进行，调原硅酸钙，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固 体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，并且烧至部分熔融，冷 却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。 熟料溶出 熟料经过破碎达到要求的粒度后，用稀碱溶液（生产上称调整液），在 湿磨内进行粉碎性溶出，有用成分AO和NO转入溶液，成为铝酸钠溶液，而杂 质FE和SIO2则转入赤泥。 赤泥分离和洗涤 为了减少溶出过程中的化学损失，赤泥和铝酸钠溶液必须快速分 离，为了回收赤泥附液中所带走的有用成分AO和NO，将赤泥进行多次反向洗 涤再排入堆场。
烧结法生产氧化铝
总述 拜尔法只适宜处理优质铝土矿，这是由于原理决定的。随着优质矿石的减少和 矿石品位的降低，烧结法的优势渐渐显露出来。特别是处理高硅铝土矿更 加行之有效，因为矿石中的二氧化硅主要转变为原硅酸钙。特别是处理我 国独特的一水硬铝石。可以获得较低的碱耗和较高的铝氧回收率。 分述 （一）烧结法生产氧化铝的工艺流程图（下页） 烧结法生产氧化铝的基本原理 : 将铝土矿与一定数量的纯碱、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，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化 合成可以水解的铁酸钠，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时固体铝酸 钠便进入溶液，铁酸钠水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入 赤泥。在用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝，经过培烧后产 出氧化铝。分离AH后的母液成为碳分母液经过蒸发后返回配料。所以烧结 法的碱也是循环使用的。
烧结法主要技术指标和操作条件
一、指标概念介绍
14、脱硅指数或硅量指数（A/S）：指经脱 硅后溶液中氧化铝与二氧化硅的重量比。 15、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。 16、含水率：单位体积浆液中水份重量和固 相液相物质总重量的比值。单位：% 17、附液损失：随赤泥附液带走的碱和氧化 铝损失。单位：kg/t-干赤泥。
四、五车间技术指标和操作条件
3、技术操作条件： 滤饼含水率： 是衡量过滤机效率的一个重要指标，滤饼含 水率直接影响到过滤机的产能和沉降槽稳定 运行。滤饼含水率升高，随滤饼进入烧结法 系统的氧化铝和氧化钠量增加，造成物料在 烧结法系统重新处理，使氧化铝生产成本升 高；滤饼含水率降低，随滤饼进入烧结法系 统的氧化铝和氧化钠量减少，减少了物料在 烧结法系统重新处理量。
四、五车间技术指标和操作条件
3、技术操作条件： 精液浮游物： 精液浮游物主要成分有钠硅渣 (Na2O· Al2O3· 1.7SiO2· 2H2O)和钙硅渣 (3CaO· Al2O3· xSiO2· yH2O)及铁水化合物 (Fe2O3· nH2O)等，它在分解初期就全部混 入Al(OH)3中，它是是产品氧化铝中杂质氧 化铁最主要来源，是SiO2和Na2O的来源之 一。所以说精液浮游物超标将严重将直接影 响到产品质量，必须严格控制在0.012g/l以 下。
四、五车间技术指标和操作条件
3、技术操作条件：
⑴新蒸汽总管压力1.0±0.05MPa ⑵每组1#脱硅机罐内压力0.8±0.05MPa ⑶每组2#脱硅机罐内温度为155～165℃ ⑷自蒸发器压力：≤0.15MPa，缓冲槽压 力≤0.05 MPa
四、五车间技术指标和操作条件
烧结法生产氧化铝溶出及副反应研究
烧结法生产氧化铝溶出及副反应研究白鹏翔（神华准能资源综合开发有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 ０１０３００）摘 要：采用烧结法生产氧化铝，熟料中原硅酸钙含量较高，高压溶出时同铝酸钠溶液发生反应，造成Ａｌ２Ｏ３和Ｎａ２Ｏ进入白泥导致氧化铝、苛性钠溶出率下降，副反应也无法避免。
本文以中铝中州分公司熟料为实验原料，通过对比试验，对烧结法生产氧化铝熟料溶出时间、溶出温度、溶出液液固比及碳酸钠浓度等因素进行了研究，得出烧结法生产氧化铝最佳溶出条件。
关键词：氧化铝；烧结法；副反应；溶出率；铝酸钠中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１６）２３－００２９－３Research of dissolution and side reaction in alumina sintering productionBAI Peng-xiang（Ｓｈｅｎｈｕａ Ｚｈｕｎｎｅｎｇ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｅｒｄｏｓ ０１０３００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｃａｌｃｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ， ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｃａｌｃｉｎｉｎｇ ａｌｕｍｉｎａ ｃｌｉｎｋｅｒ ｃｅｎｔｒａｌ ｐｌａｉｎｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ， ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒｅａｃｔ ｗｉｔｈ ｓｏｄｉｕｍ ａｌｕｍｉｎａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ， Ａｌ２Ｏ３ ａｎｄ Ｎａ２Ｏ ｉｎｔｏ ｗｈｉｔｅ ｃｌａｙ ｔｏ ａｌｕｍｉｎａ， ｃａｕｓｔｉｃ ｓｏｄａ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ， ｔｈｅ ａｄｖｅｒｓｅ ｅｖｅｎｔ ｉｓ ｕｎａｂｌｅ ｔｏ ａｖｏｉｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｈａｌｃｏ ｚｈｏｎｇｚｈｏｕ ｂｒａｎｃｈ ｃｌｉｎｋｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｔｅｓｔ， ｆｏｒ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｌｕｍｉｎａ ｃｌｉｎｋｅｒ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｉｍｅ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｌｉｑｕｉｄ ｌｉｑｕｉｄ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ， ｃａｌｃｉｎｉｎｇ ａｌｕｍｉｎａ ｂｅｓｔ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Keywords: ａｌｕｍｉｎａ； ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ； ｓｉｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ； ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ； ｓｏｄｉｕｍ ａｌｕｍｉｎａｔｅ1 烧结法生产氧化铝溶出概述1.1 国内氧化铝生产现状我国是铝土资源大国，且大部分铝土矿为一水硬铝石型铝土矿，占全国总量的99%以上，铝硅比通常在4~7[1]，不适合拜耳法生产氧化铝，针对一水硬铝石型铝土矿，国内大部分企业普遍采用烧结法。
氧化铝的生产原理和方法
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载氧化铝的生产原理和方法地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容第一章氧化铝的生产原理和方法第一节氧化铝和铝矿烧结法和拜耳法是目前工业生产氧化铝的主要方法。
国外生产氧化铝绝大多数采用拜耳法生产氧化铝，中国结合自己的资源情况，首创了拜耳-烧结混联法，极大地提高了氧化铝的总回收率。
随着生产技术的不断提高，石灰拜耳法、选矿拜耳法等一些新的生产方法不断被应用到生产中来。
一、、氧化铝的特性存在于自然界中的氧化铝称为刚玉（α-Al2O3），是在火山爆发过程中形成的。
它在岩石中呈无色的结晶，也可与其他氧化物杂质（氧化铬和氧化铁等）染（形）成带色的结晶，红色的叫红宝石，蓝色的叫蓝宝石。
工业氧化铝是各种氧化铝水合物经加热分解的脱水产物，按照它们的生成温度可以分为低温氧化铝和高温氧化铝两类。
通常电解炼铝用的氧化铝是α-Al2O3和γ-Al2O3的混合物。
α-Al2O3它属六角晶系，由于有完整坚固的晶格，所以它是所有氧化铝同质异晶体中化学性最稳定的一种，在酸或碱液中不溶解。
γ-Al2O3属于立方晶系，具有很大的分散性，化学性质较为活泼，易与酸或碱溶液作用。
氧化铝的化学纯度成品氧化铝除主要成分是Al2O3外，往往含有少量的SiO2、Fe2O3、Na2O 和H2O等杂质。
氧化铝中残存的结晶水以灼减表示，它也是有害杂质。
因为水与电解质中的AlF3作用而生成HF，造成了氟盐的损失，并且污染了环境。
此外，当灼减高或吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解质接触时，则会引起电解质暴溅，危及操作人员的安全。
氧化铝质量的分级根据标准YS/7274-1998分为4个等级，如表1-2所示。
表1-2氧化铝质量等级标准氧化铝的物理性质用于表征氧化铝物理性质的指标有：安息角、α-Al2O3含量、容量、粒度和比表面积以及磨损指数等。
氧化铝生产方法简介
工艺简介1常规拜耳法用苛性碱液直接浸取铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液的氧化铝生产方法。
这种方法流程简单，能耗低，产品质量高，是国际上普遍采用的一种氧化铝生产方法。
目前世界上90%以上的氧化铝是由该法生产的。
由于矿石中的氧化硅在溶出过程中与铝酸钠溶液反应生成铝硅酸钠进入赤泥造成碱和氧化铝的消耗，故该法仅适于含活性氧化硅量较低的铝土矿。
2石灰拜耳法石灰拜耳法是指在拜耳法生产工艺的溶出过程中添加与常规量相比过量石灰的生产方法。
石灰拜耳法生产氧化铝工艺，是针对品位相对较低的矿石，为了使其能采用较简单经济的拜耳法生产，在溶出过程中添加过量石灰，使矿石中的大部分硅以水化石榴石（3CaO·Al2O3·nSiO2·(6-2n)H2O）的形式析出，减少生成含水铝硅酸钠（Na2O·Al2O3·1.7SiO2·2H2O）导致的Na2O损失。
石灰拜耳法生产氧化铝工艺的主要特点是可以大幅度降低化学碱耗。
石灰拜耳法和常规拜耳法的主要区别在于前者的石灰添加量大。
在拜耳法溶出过程中，随着石灰添加量的增加，溶出赤泥Na2O/SiO2迅速下降，达到降低化学碱耗的目的。
但是，随着石灰添加量的增加，溶出赤泥Al2O3/SiO2则呈上升趋势，使Al2O3回收率下降，还会因为赤泥量增大而使赤泥附碱损失较为明显。
3选矿拜耳法选矿拜耳法，对氧化铝工艺而言就是常规的拜耳法。
拜耳法加上选矿二字，因其所用铝土矿是来自选矿提升铝硅比后的选精矿。
选矿拜耳法是针对中国铝土矿A/S比较低的特点，直接采用常规拜耳法生产不经济的现实情况而开发的一项新的氧化铝生产新工艺。
选矿拜耳法是通过选矿的方法将铝土矿中的含铝矿物与含硅矿物有效地分离，从而提高含铝矿物的A/S，使得高A/S的选精矿能够用拜耳法经济地处理。
这种选矿与拜耳法联合生产氧化铝的方法就是选矿拜耳法。
由于选矿尾矿不能得到充分利用，因此选矿拜耳法的Al2O3回收率较低，矿耗较高，其经济性在很大程度上取决于矿耗、矿石和苛性碱的价格。
氧化铝生产工艺(碱石灰烧结法).
第14章 铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应
固相反应：是以固体物质中质点的相互交换（扩散）来实现的，是在
远低于原料及最终产物熔点的温度下进行。铝土矿熟料烧结过程是固态 反应过程。 A固→A气， A固+X固→AX液， A气+B固→AB固 AX液+B固→AB固+X固
熟料烧结过程是复杂的多相固相反应过程，硅酸盐和铝酸盐的形成 都是经过各种中间相最后形成熟料的矿物组成。固态物质开始烧结的温 度与其熔点间存在大致一定的规律： 金属：T烧结≈（0.3-0.4）T熔点 盐类： T烧结≈0.57T熔点 硅酸盐及有机物： T烧结≈（0.8-0.9）T熔点
酸钠溶液中最稳定的形态，结晶应该粗大
熟料应有一定的强度和气孔率
第14章 铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应
判断熟料质量好坏的标准
标准溶出率：熟料中的Al2O3和Na2O在 反应烧结强度和气孔率。 标准溶出条件下的溶出率。 密度：烧结法厂1.2-1.3g/L;联合法厂 标准溶出条件：是为了使熟料中可溶性 2->0.25%的熟料是黑心多孔，质量好； S 1.2-1.45g/L 的 Al2O3和Na2O能够全部溶出来，而且 S2-<0.25%的熟料黄心或粉状黄料，质量 不再进入赤泥而制定的溶出条件。 粒度：粒度应均匀， 30-50mm。 差。 烧结法厂：ηA标>96%，η N标>97%；
第13章 烧结法生产氧化铝的原理和基本流程
碱石灰烧结法的主要工序
生料浆的制备（原料准备） 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
第14章 铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应
2011烧结法生产氧化铝3
二、碱石灰铝土矿熟料烧结
熟料烧结回转窑的缺点 • 热效率低。熟料烧结反应所耗热量仅占燃料燃烧热量的 12～18%，料浆水分蒸发热耗约30%，故熟料烧结的理 论热耗（即化学反应热耗与水分蒸发热耗之和）不到总 热耗的50%。废气带走热量亦达20～30%。 • 对湿法熟料烧结窑来讲，热负荷最重的是蒸发水的烘干 带和碳酸钙分解的分解带，即这两个带需要的热量最多， 但回转窑却不能完全适应这种要求。
Al2 O 3 + Na 2 CO 3 → Na 2 O • Al2 O 3 + CO 2
Fe 2O 3 + Na 2 CO 3 → Na 2O • Fe 2O 3 + CO 2
Na 2 O • Al2 O 3 • 2SiO 2 + 2CaO → Na 2 O • Al2 O 3 • SiO 2 + 2CaO • SiO 2
Na 2 S + CaO + Al 2 O 3 = Na 2 O • Al 2 O 3 + CaS
17
二、碱石灰铝土矿熟料烧结
生料加煤的效果：
• 当烧结物料进入到窑的高温带后，处于氧化气氛下，暴露在料层表 面的二价硫化物与空气接触又会被氧化而成Na2SO4，只有约半数的 硫以二价硫化物形式存在于熟料中。熟料溶出时排入赤泥。 • 铝土矿中部分氧化铁还原成FeO和FeS，可以减少配料中碱的配比， 无必要使Fe2O3全部与Na2O结合，故可降低碱耗。 • 加入还原剂能强化烧结过程，因为生料加入的煤在窑内燃烧带以前 燃烧，等于增加了窑的燃烧空间，提高窑的发热能力。
碱石灰烧结法熟料的物相组成，对熟料的溶出性能有重要影 响。 熟料的物相组成 铝酸钠（Na2O·Al2O3）、铁酸钠（Na2O·Fe2O3）、 硅酸二钙（2CaO·SiO2）、钛酸钙（钙钛石CaO·TiO2）
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（1）排除流程中的多余水份，保持循环系统的水
量平衡；
（2）使母液蒸浓到符合铝土矿脱硅（种分母液）
或配制生料浆（碳分母液）的浓度要求；
（3）排除生产过程积累的杂质。
烧结法
5 铝酸钠溶液的分解
1. 采取两种分解过程的原因
2. 碳酸化分解的原理
3. 碳分过程中SiO2的行为
4. 影响碳分过程的主要因素
烧结法
1. 碳酸化分 解的原理 2. 碳分过程 中SiO2的 行为
5 铝酸钠溶液的碳酸化分解
铝酸盐的碳酸化分解包括CO2与铝酸钠溶液的 反应和Al（OH）3的结晶析出等物理化学过程。 对于碳酸化分解的机理至今还没有一致的观点。 一般认为：
艺 4. 影响熟料的 主要因素
来困难，并且增加汽耗。 排硫措施：加固体还原剂（生料加煤）
烧结法
1. 熟料烧结主
要反应 2. 烧结过程中 硫的行为和 脱硫措施
2 熟料烧结
五个阶段
烘干
预热
3. 烧结过程工
艺 4. 影响熟料的 主要因素
分解
烧成
冷却
烧结法
3 熟料溶出
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。
是使铝酸钠溶液中过饱和溶解的SiO2经过长 时间的搅拌后成为水合铝硅酸钠析出。
用化学方程式表示为： 1.7Na2SiO3+2NaO· Al2O3· 4H2O+aq=Na2O· A12 O3· 1.7SiO2· H2O+3.4NaOH+aq
为了加快脱硅反应速度，一次脱硅是在高温、 高压和添加晶种的条件下进行的，称为压煮脱硅。
0.24
初期
第三段：分解末期
溶 液 中 SiO2 浓 度
0.12
中期 末期
0 50％
碳分分解率
100％
烧结法
1. 碳酸化分 解的原理 2. 碳分过程 中SiO2的 行为 3. 影响碳分 过程的主 要因素
5 铝酸钠溶液的碳酸化分解
0.24
溶 液 中 SiO2 浓 度
0.12
350 470
710 970
8. 碳分母液蒸发
成品氧化铝
烧结法
1 生料浆的制备
配料：为了保证炉料中各组分在烧结时 能生成预期的化合物，因此各组分间必 须严格地保持一定的配合比例，即配料。 配料指标：烧结法生料浆的配料指标主 要根据烧结反应来确定。即使各原料经 烧结过程形成Na2O· Al2O3 和 Na2O· Fe2O3，以及2CaO· SiO等。
1
熟料溶出
赤泥洗液
分离赤泥 粗铝酸钠溶 液 脱硅 新蒸气 石灰乳
洗涤赤泥
3. 熟料溶出
弃赤泥
硅渣
分离硅渣
4. 铝酸钠溶液脱硅
精液 2
5. 分解：种分+碳分
碳酸化分解
加品种分解 3 晶种
6. 氢氧化铝分离、洗涤
种分母液
氢氧化铝
碳分母液
7. 氢氧化铝焙烧
6
软水
洗涤
蒸发
重油
煅烧
蒸发母液 氢氧化铝洗 液 5
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。
烧结法
2 熟料烧结
烧结过程的目的就是要使调配合格后的生 料浆在熟料烧结窑中高温烧结，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。
2. 溶出时原硅 酸钙的行为 和二次反应 3. 熟料溶出工 艺
1. 铝酸钠（Na2O· Al2O3）
Na2O· A12O3+4H2O+aq=2NaAl(OH)4+aq
2. 铁酸钠（Na2O· Fe2O3）
Na2O· Fe2O3+2H2O+aq=2NaOH+Fe2O3· 3H2O↓+aq
烧结法
的铁酸钠、原硅酸钙、钛酸钙等化合物，以便在
下一步溶出过程中将有用成分和有害杂质分离出
来。
Al2O3+Na2O → NaAlO2
焙烧
→ NaAlO2
溶解
碳酸钠 铝土矿
石灰石
煅烧 破碎 石灰 湿磨配料
CO2气体
烧结法工艺流程
1. 生料浆的制备
2. 熟料烧结
料浆调整 煤粉 （重油）
净化
烧结
调整液制备 4
第四章
烧结法生产氧化铝
4.1 碱石灰烧结法的原理和工艺流程 4.2 烧结法工序
1.
2. 3. 4. 5.
生料浆的制备
熟料烧结 熟料溶出 铝酸钠溶液脱硅 分解制备氧化铝
4.1 碱石灰烧结法的原理和基本流程
烧结是使原料中的Al2O3转变为易溶于水或 稀碱液的化合物(Na2O· Al2O3)从而使二氧化硅和 氧化铁、氧化钛等杂质转变为不溶于水或稀碱液
1. 熟料溶出的 主要反应
3 熟料溶出
溶出过程中的二次反应
2. 溶出时原硅 酸钙的行为 和二次反应 3. 熟料溶出工 艺
2CaO· SiO2+2NaOH=Na2SiO3+2Ca(OH)2↓ 2CaO· SiO2+2Na2CO3+aq=Na2SiO3+2NaO H+2CaCO3↓+aq 3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+aq=3CaO· Al2O3· 6 H2O+2NaOH+aq 3CaO· Al2O3· 6H2O+xNa2SiO3+aq=3CaO· Al 2O3· x SiO2· yH2O+2xNaOH+aq 3Ca(OH)2+NaAl(OH)4+xNa2SiO3+aq=3Ca O· Al2O3· xSiO2· yH2O+2(x+1)NaOH+aq
熟料 调整液 二段湿磨
溶出湿磨
分级机
返 砂
一段湿磨
泥洗液
返 砂 二段分级机 溢流
一段分级机
返砂
赤泥沉降过滤
溢流 分离沉降槽
赤泥
粗液
洗涤沉降槽
一段磨料溶出工艺流程图
二段磨料溶出工艺流程图
熟料溶出工艺
烧结法
4 铝酸钠溶液脱硅
在熟料溶出过程中，由于2CaO· SiO2与溶液中 NaOH，Na2CO3和NaAl(OH)4相互作用而被分解， 使得SiO2进入溶液，所以得到的铝酸钠溶液中含有较 多SiO2。 在碳酸化分解或晶种分解之前，必须要进行脱硅 处理。使得溶液中的SiO2尽可能转变为固相，并分离 出来。我们将这个过程叫做脱硅，经过脱硅净化处理 的铝酸钠溶液，在生产中叫做精液。它的脱硅程度用 硅量指数（A/S）来表示，精液的硅量指数越高，表 示溶液中SiO2含量越低，脱硅越彻底。
A12O3熟 —熟料中A12O3含量 A12O3泥 —赤泥中A12O3含量
Na2O熟 —熟料中Na2O含量
Na2O泥 —赤泥中Na2O含量
烧结法
2 熟料溶出
熟料溶出的主要反应
溶出时原硅酸钙的行为和二次反应
熟料溶出工艺
烧结法
3 熟料溶出
1. 熟料溶出的 溶出用的原液：赤泥洗液、氢氧化铝洗液、 一定数量的碳分母液调配而成的调整液。 主要反应
烧结法
2 熟料烧结
熟料烧结主要反应 烧结过程中硫的行为和脱硫措施 烧结过程工艺
影响熟料的主要因素
烧结法
1. 熟料烧结主 要反应 2. 烧结过程中 硫的行为和
2 熟料烧结
熟料烧结发生的主要反应是：
(1) A12O3与Na2CO3反应，生成铝酸钠 固溶体； (2) SiO2与CaO反应，生成2CaO· SiO2； (3) Fe2O3和Na2CO3反应，生成铁酸钠 固溶体。 (4) TiO2和CaO烧结反应的生成物是 CaO· TiO2(钙钛矿)。
烧结法
1. 熟料溶出的 主要反应
2. 溶出时原硅 酸钙的行为 和二次反应 3. 熟料溶出工 艺
3 熟料溶出
溶出过程中的二次反应结果：
使已经进入到溶液中的氧化铝、氧化钠 又重新生成溶解度很小的水化石榴石和 水合铝硅酸钠进入赤泥而损失；
使溶液中的SiO2浓度达到8～10g/L，必
须采取脱硅工序；
熟料 调整液
烧结法
4 铝酸钠溶液脱硅
目前的脱硅方法：
• 使SiO2成为水合铝硅酸钠析出
• 添加石灰使SiO2成为水化石榴石析出
实质：使铝酸钠溶液中的SiO2转变为溶解度很小
的化合物析出。
烧结法
1. 不加石灰 的脱硅过 程 2. 添加石灰 的溶出过 程 3. 从水化石 榴石中回 收氧化铝
4 铝酸钠溶液脱硅
脱硅原理：
烧结法
3 熟料溶出
溶出率的计算：
根据洗净后的赤泥组成计算出的Al2O3和 Na2O 的溶出率(η A净和η N净)是衡量熟料溶出过程
好坏的标志。（以CaO作内标）
CaO熟 Al2 O 3熟－Al2 O 3泥 CaO泥 A净＝ Al2 O 3熟 CaO熟 Na O － Na O 2 2 泥 熟 CaO泥 N净＝ Na 2 O熟 100 ％ 100 ％