铝土矿的溶出工艺
《溶出车间》
4.5 矿石细磨程度的影响
• 氧化铝矿石粒度越细小时，其比表面积就越大。 这样矿石与溶液接触的面积就越大 ， 即反应的 面积增加了 ，在其他溶出条件相同时 ，溶出速 率就会增加 。另外矿石的磨细加工会使原来被 杂质包裹的氧化铝水合物暴露出来 ， 增加了氧 化铝的溶出率 。致密难溶的一水硬铝石型矿石 则要求细磨 。然而过分的细磨使生产费用增加、 降低产能 ，又无助于进一步提高溶出速度 ，而 且还可能使溶出赤泥变细 ，造成赤泥分离洗涤 的困难。
• 不同类型的铝土矿由于其氧化铝存在的结晶状态不 同 ，所以与铝酸钠溶液的反应能力自然就会不同 完整性也会有所不同 ，其溶出性能也就会不同。
3. 1 三水铝石型铝土矿
• 在三水铝石型铝土矿中 ，氧化铝主要以三水铝石 （Al2O3 ·3H2O）或［Al(OH)3 ］的形式存在 。三 水铝石型铝土矿是最易溶出的一种铝土矿 ，在溶 出温度超过85℃时 ，就会有三水铝石的溶出 ， 随 着温度的升高 ，三水铝石矿的溶出速度加快 。通 常情况下 ，三水铝石矿典型的溶出过程是温度为 140- 150℃、Na2O浓度为120- 140g/L ，矿石中的 三水铝石能迅速地进入溶液 ，满足工业生产的要 求。
• 当三水铝石矿与未饱和的铝酸钠溶液接触后， 发生的化学反应如下：
Al(OH)3+NaAl(OH)4→NaAl(OH)4+ aq • 当铝酸钠溶液达到饱和时，溶出过程将会停止。 如果改变条件使铝酸钠溶液过饱和， 则会发生 铝酸钠溶液的分解， 即：
NaAl(OH)4+ aq→Al(OH)3+NaAl(OH)4
多种铝土矿源溶出生产工艺的研发过程
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铝土矿硫酸法溶出及除杂研究
铝土矿硫酸法溶出及除杂研究我国的铝土矿有98%以上属于一水硬铝石型,一水硬铝石在浸出方面难度很大,这是因为一水硬铝石型的晶型很完整,晶格能很大,其化学活性很差。
由于用铝行业的迅速发展,导致我国的优质铝土矿资源减少,大部分铝土矿的铝硅比为3<sup>6</sup>,很难满足拜耳法处理铝土矿的要求,严重制约了我国的氧化铝工业发展,用拜耳法来处理低铝硅比的一水硬铝石铝型铝土矿时,能耗较高,流程复杂,成本较高。
本文用硫酸法处理中低品位的一水硬铝石型铝土矿,系统的研究了铝土矿硫酸法溶出的工艺条件;并在此基础上,对溶出液中的金属杂质进行去除,使其杂质含量降到了很低的水平;以除杂后的产物为原料,制取了氧化铝气凝胶,并初步研究了其制备工艺。
研究结果如下:（1）研究了研磨和焙烧等预处理手段对氧化铝溶出的影响,并分析了焙烧铝土矿的机理。
预处理的条件分别为铝土矿粒度100μm,焙烧温度650℃,焙烧时间为60min。
（2）通过单因素实验研究了硫酸法溶出氧化铝的影响因素,并用正交实验优化了工艺,最佳工艺为:溶出反应温度180℃、硫酸浓度90%、液固比为8:1、溶出反应时间120min,在此条件下,氧化铝的溶出率达到90.23%。
（3）溶出液为硫酸铝溶液,浓缩结晶分离出硫酸铝,分析可知硫酸铝中含有Al、Fe、Mg、Si、Ca、Na、K等元素。
对铝土矿和溶出液硫酸铝进行了除杂研究:钛的去除在焙烧时进行,通过添加氯化剂且在还原气氛中焙烧铝土矿可以除去钛;用DDTC络合沉淀法进行除铁,并研究其影响因素;硅的去除在硫酸溶出铝土矿后的尾液中进行,通过添加絮凝剂使硅酸自聚再分离开来;钙、镁的去除是利用其氟化物溶度积小的特点,采用NH4F为沉淀剂除去;用氨法将溶液中的铝离子沉淀并分离开来,通过反复洗脱沉淀可使钠钾离子含量降到很低的水平,逐步去除杂质后,产物中的杂质含量均降到了0.05%以下,产物纯度达到了99.91%。
铝土矿拜耳法流程
铝土矿拜耳法基本原理、步骤一、铝土矿拜耳法的基本原理1、用Na0H溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。
2、分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的一批铝土矿。
交替使用这两个过程就能够每处理一批矿石，便得到一批氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。
下图为铝土矿拜耳法具体流程图：二、铝土矿拜耳法的步骤1、铝土矿溶出:得到铝酸钠溶液，使氧化铝与杂质分离稀释:降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解，便于赤泥分离。
下图为铝土矿：图：铝土矿2、铝酸钠溶液分解:使铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝的形式析出蒸发:排出多余的水分，保持水量平衡，使蒸发母液达到浓度要求。
3、氢氧化铝煅烧:除去氢氧化铝的附着水和结晶水，并得到吸湿性较差的氧化铝以满足电解需求。
4、具体方程式：①、溶出:指把铝土矿中的氧化铝水合物(Al2O3·xH2O)溶解在苛性钠(NaOH)中,生成铝酸钠溶液。
Al2O3·xH2O + 2 NaOH = 2NaAlO2+ (x+1)H2OAl(OH)3 + NaOH == NaAl(OH)4（三水铝石的溶出）AlOOH + NaOH + H2O == NaAl(OH)4（一水软铝石或一水硬铝石的溶出）②、分解:析出固体氢氧化铝2NaAlO2 + 4H2O = 2NaOH +Al2O3·xH2O (添加晶种 Al2O3·3H2O)③、煅烧:Al2O3·3H2O = Al2O3+ 3H2O (高温1100℃)5、下图为步骤图解：。
国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析
化学化工C hemical Engineering铝土矿的溶出是拜耳法氧化铝生产的两个主要工序之一，不同类型铝土矿的溶出性能差别很大，需采用不同的溶出工艺[1]。
随着国内优质铝土矿储量日益降低，铝土矿品位逐年降低，国外进口铝土矿的使用占比越来越大。
2019年我国进口铝土矿首次突破亿吨，达到1.007亿吨，占我国铝土矿消耗总量的60%左右，主要来自几内亚、澳洲、印尼等国[2]。
进口铝土矿以三水铝石型铝土矿为主，高铝、低硅、高铁、高铝硅比，与我国高铝、高硅、低铁、中低铝硅比的一水硬铝石型铝土矿存在一定差异，其溶出工艺亦有一定差距[3]。
本文通过大量生产数据，分析国内外不同铝土矿拜耳法氧化铝溶出工艺的区别，为我国如何立足现有一水硬铝石型铝土矿溶出生产系统，改造生产设备，优化工艺技术参数，更好利用国外进口铝土矿，提供技术支撑。
1 铝土矿平均化学成分对比分析国内铝土矿以一水硬铝石型铝土矿为主，其平均化学成分如表1所示；国外进口铝土矿以三水铝石型铝土矿为主，其平均化学成分如表2所示。
从国内外铝土矿的平均化学成分对比分析可知，国内铝土矿氧化铝的平均绝对含量明显高于国外进口铝土矿，但氧化硅的平均含量远高于国外进口铝土矿，导致国内铝土矿的平均铝硅比远低于国外进口铝土矿，只有进口铝土矿铝硅比的44%，氧化铁、氧化钙等成分亦有一定差异。
因此，国内外铝土矿矿物类型及化学成分的差异，会造成其具体溶出工艺的不同。
2 铝土矿管道化矿浆固相A/S对比分析由于国内外铝土矿化学成分的差异，特别是铝土矿铝硅比（A/S）国产铝土矿只有进口铝土矿的一半不到，导致铝土矿的管道化矿浆固相A/S存在较大差异。
如图1所示，国产铝土矿的管道化矿浆固相A/S平均在4.30左右，而进国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析池清泉*1，金星1，戎慧2（１ 中铝矿业有限公司，河南 郑州４５００４１；２ 河南长城信息技术有限公司，河南 郑州 ４５００４１）摘 要：铝土矿的溶出是拜耳法氧化铝生产中最重要工序之一，不同类型铝土矿需采用不同的溶出工艺。
处理多种铝土矿溶出车间设计方案
化铝 的技术经济指标。铝土矿的化学成分和氧化铝水合 甚至有专家预计 ，到 ２ １ 年前后 ，我国铝土矿资源将基 ０５
用低 温溶 出，而混合型铝 土矿则要采用高温溶 出 ［］探 １。 － ２
讨 能 否 通 过 一 套 溶 出装 置 ， 既能 实 现 高 温 溶 出 混合 型铝
土矿 ，又能实现低温溶 出三水铝石型铝土矿 ，最大 限度 地 减少因矿石类型变化对氧化铝厂溶 出装置 的限制，同 时降低氧化铝厂建设的投资 。
摘要 ：溶出是拜尔法生产氧化铝的关键工序 ，铝土矿 中氧化铝水合物存在 的状态直接影响着
溶 出条件 的选择。结合近期所设计的某氧化铝厂项 目一套装置实现高温和低温两种溶出工艺 的设计方案 ，对如何通过一套溶出装置 ，实现两种溶 出工艺，以适应不 同矿石 的工艺方法和 装置，做详尽分析。
关键 词 ：拜 尔法 ；一套装 置 ；高 温溶 出 ；低 温溶 出 中 图分类号 ：Ｔ ８ １ Ｆ ２ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：２９ －７４２ １）５ ０ ６ ３ ０ ５１４ （ ２０— ４－ ０ ０ ０
水 口还与一个 冷凝水泵连通 。
多级 闪蒸 器 中第 一 个 闪蒸 器 到倒 数 第 二 个 闪蒸 器 的
出汽 口分别与前一级套管预 热器 的进 汽 口连通 ，最后一 个闪蒸器 的矿浆 出 口与料浆 输出管道 连通 ，其 中前半组 闪蒸器的最后一个 闪蒸器 的矿浆出 口还与另一个矿浆输 出管道连通 ，前半组 闪蒸器 的最 后一 个闪蒸器的 出汽 口
２ 一 套 溶 出装 置 实 现 两 种 溶 出工 艺 的 新 方 法
２１ 实施 方式 ．
２１１ 设备连接 ．． 可 实现 高低 温两种溶 出方 式 的氧化铝 溶 出装置 包 括 多级套管预热器 、保温罐组和多级 闪蒸器 。多级套管
铝土矿溶出.ppt
• 配料分子比:
预期矿石中氧化铝充分溶出时溶出液所能达到的苛性 分子比。
配料分子比比平衡分子比高0.2~0.3。
• 配料计算
Q＝
NK母－0.608 ak配 A母
100 kg/m3
b S矿 0.608 ak配 A矿
b:赤泥中Na2O与SiO2的质量比
3、碱配入量的计算 单位矿石所需要的循环母液量叫配碱量。
• 机械活化； • 予焙烧。
石灰配入量
▪ 拜耳法配料加入的石灰量是以铝矿石中含氧 化钛（Ti02）量计算的，按其反应式要求氧 化钙和氧化钛的克分子比为2.0。
5.5铝土矿溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
• 避免钛酸钠形成； • 提高氧化铝溶出速度； • 促进针铁矿转变； • 降低碱耗； • 清除杂质； • 改善沉降性能。
反苛化；增加AO损失。
溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
▪ 加速； ▪ 增大溶解度； ▪ 改善赤泥沉降性能； ▪ 减轻蒸发负担； ▪ 有利于生产砂状产品； ▪ 提高循环效率。
受制于设备和操作
溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
实=[ (A/S)矿－ (A/S)泥 ]100%,
(A/S)矿
进口铝土矿的拜耳法溶出工艺研究
冶金冶炼M etallurgical smelting 进口铝土矿的拜耳法溶出工艺研究李春焕1，曹阿林2,3*（１． 百色学院化学与环境工程学院，百色 ５３３０００； ２． 百色学院材料科学与工程学院，百色 ５３３０００；３． 广西铝基新材料工程研究中心，百色 ５３３０００）摘 要：我国铝工业的高速发展对铝土矿的需求急剧增加，致使我国铝土矿资源日趋匮乏，为保证我国铝工业的可持续发展，逐年加大了国外进口铝土矿的使用。
国内某企业在现有拜耳法系统中对国外进口铝土矿生产氧化铝进行了试验研究。
本文分析了此进口铝土矿的溶出苛性碱浓度、溶出矿浆分子比、赤泥铝硅比、溶出率等工艺技术参数，为进口铝土矿的有效使用积累了经验。
关键词：进口；铝土矿；拜耳法；溶出中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０８－０００７－２Study on Bayer digestion process of imported bauxiteLI Chun-huan1，CAO A-lin2,3*（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂａｉｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂａｉｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００；３． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｍａｔｒｉｘ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｒａｐｉｄｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｂａｕｘｉｔｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｙｅａｒ ｂｙ ｙｅａｒ． Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｆｒｏｍ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｎ Ｂａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ａ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ， ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｃａｕｓｔｉｃ ｓｏｄａ， ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｐｕｌｐ， ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｔｏ ｓｉｌｉｃｏｎ ｉｎ ｒｅｄ ｍｕｄ， ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ， ｅｔｃ．， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｕｓｅ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ．Keywords: ｉｍｐｏｒｔｅｄ； ｂａｕｘｉｔｅ； Ｂａｙｅｒ； ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ随着我国铝工业的高速发展，对铝土矿的需求急剧增加，造成铝土矿过度开采、无序开采，致使我国铝土矿资源日趋匮乏，资源保有储量及矿石质量的快速下滑，高铝富矿供给矛盾突出[1-3]。