氧化铝生产工艺流程

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氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程氧化铝(Al2O3)是一种重要的无机化合物,广泛应用于陶瓷、耐火材料、磨料、催化剂等领域。

氧化铝的生产工艺流程通常包括以下几个步骤:矿石的选矿、氧化铝的制备和精炼。

下面将详细介绍氧化铝的生产工艺流程。

一、矿石的选矿氧化铝的主要原料是铝土矿(bauxite)。

矿石的选矿过程是将含铝矿石从其他杂质中提取出来,使其含铝量达到一定标准。

矿石的选矿流程包括以下几个步骤:矿石碎磨、物理选矿、化学选矿和浸出。

1.矿石碎磨:将原矿经过破碎设备进行粗碎和细碎,使其达到适合后续处理的粒度要求。

2.物理选矿:利用物理性质的差异,采用重选方法分离矿石中的杂质。

常用的重选设备有重介分离机、离心分选机和震动筛等。

3.化学选矿:通过化学方式改变矿石中各种成分的化学性质,使其在溶液中呈现不同的溶解度,从而达到分离杂质的目的。

常用的化学选矿方法有酸洗、碱洗和氧化等。

4.浸出:将经过选矿的矿石用稀硫酸浸出,使铝氧化物溶解在浸出液中。

二、氧化铝的制备经过选矿的矿石中含有一定数量的铝氧化物(Al2O3),但还存在有机质、杂质和无机结合物等。

所以,经过矿石的选矿后还需要进行炼制和制备氧化铝,常用的工艺流程有碳酸钠法、铝盐法和氨法等。

1.碳酸钠法:将经过选矿的矿石和合适比例的碳酸钠与水一起混合,并加热,使其反应生成碳酸盐。

然后,将碳酸盐与酸进行反应,使铝氧化物在溶液中析出。

最后,将沉淀分离出来,通过烘干和高温煅烧得到氧化铝。

2.铝盐法:将经过选矿的矿石先进行煅烧,使其进行脱水。

然后,将矿石与酸反应,生成铝酸盐。

再通过晶体分离和干燥得到氧化铝。

3.氨法:将经过选矿的矿石煅烧,使其脱除水分。

然后,将矿石与氧化铝碳酸铵溶液进行反应,生成氨铝酸盐。

再通过结晶和煅烧得到氧化铝。

三、氧化铝的精炼经过上述制备后得到的氧化铝还存在一定的杂质,如硅酸盐、铁、钠和镁等。

因此,还需要进行氧化铝的精炼,提高其纯度。

常用的精炼方法有硫酸法、溶剂萃取法和氟化法等。

氧化铝生产工艺技术规程

氧化铝生产工艺技术规程

1氧化铝生产工艺流程1.1工艺流程概述我厂氧化铝生产采用拜尔法。

矿山来的铝土矿在卸矿站卸入矿仓后转运到均化库布料。

石灰石经竖式石灰炉煅烧后送到石灰仓,用于石灰消化和原料磨配料。

均化库内的碎铝土矿用双斗轮取料机横向取料后经皮带运输机送至磨头仓。

铝土矿、石灰和蒸发来的循环母液按一定配比进入由棒、球二段磨和水旋器组成的磨矿分级系统。

分级溢流(原矿浆)进入原矿浆槽,然后泵送至高压溶出工序的溶出前槽。

溶出前槽内矿浆用G E H O泵送入溶出系统。

首先由单套管和压煮器组成的十级预热器预热,再用约60巴新蒸汽间接加热压煮器内矿浆到溶出温度,保温溶出45-60分钟,经十级自蒸发器闪蒸降温后,溶出矿浆用赤泥洗液稀释。

闪蒸产生的二次蒸汽用于十级预热,新蒸汽冷凝水经闪蒸成6巴蒸汽并入全厂低压蒸汽管网,新蒸汽不含碱冷凝水返回热电厂。

二次蒸汽冷凝水及新蒸汽含碱冷凝水送热水站。

稀释矿浆在Ф40m单层平底沉降槽内进行液固分离,底流进入洗涤沉降槽进行三次赤泥反向洗涤,再送入赤泥过滤机进行过滤洗涤,热水分别加入过滤机和末次洗涤,滤饼经螺旋输送进入再浆化槽,用离心泵向G E H O泵喂料,然后压送到赤泥堆场进行干法堆存。

分离沉降槽中添加由絮凝剂工序制备好的合成絮凝剂和天然絮凝剂。

一次、二次洗涤槽加合成絮凝剂。

分离沉降槽溢流经泵送粗液槽,再用泵送往385m2凯利式叶滤机或226m2立式叶滤机进行控制过滤,过滤时加入助滤剂(石灰乳或苛化渣)。

滤饼送二次洗涤槽,精液送板式热交换器。

精液经三级板式热交换器与分解母液和冷却水进行热交换冷却到设定温度。

再与种子过滤滤饼(晶种)在晶种槽内混合后用晶种泵送至由13台平底机械搅拌槽组成的分解系列的首槽(1#和2#槽)。

经连续分解后从11#(或10#)槽顶用立式泵抽取分解浆液去进行旋流分级,分级前加入部分过滤母液稀释,分级溢流进12#(或11#)分解槽。

底流再用部分母液冲稀后自压至产品过滤。

分解末槽(12#或11#)的分解浆液从槽上部出料自流至种子过滤机,滤饼用精液冲入晶种槽,滤液入锥形母液槽。

氧化铝的生产工艺流程

氧化铝的生产工艺流程

氧化铝的生产工艺流程氧化铝是一种重要的无机化工材料,广泛应用于陶瓷、电器、电子、冶金、建材等领域。

其生产工艺流程主要包括铝矾土的选矿、预处理、制酸、焙烧、浸渣、脱碱、结晶、过滤、洗涤、干燥、煅烧等环节。

以下是氧化铝的生产工艺流程的详细介绍。

1.铝矾土的选矿:首先需要对原料进行选矿处理,把与氧化铝相关度低的杂质进行去除,提高铝矾土的纯度。

2.铝矾土的预处理:将选好的铝矾土进行粉碎,然后通过烘干过程去除其中的水分,以便后续的制酸步骤。

3.制酸:将烘干的铝矾土与浓硫酸进行反应,产生硫酸铝,即铝矾石。

反应后形成的硫酸铝溶液需要进行澄清、过滤等处理,去除其中的杂质。

4.焙烧:将铝矾石进行焙烧,使其分解为氧化铝和硫酸铵。

焙烧的条件和温度需要严格控制,以确保得到高纯度的氧化铝。

5.浸渣:焙烧后的焦渣通过浸渍工艺,将其浸渍于一定的溶液中,使其中的硫酸铵溶解并得到回收。

6.脱碱:将溶液进行脱碱处理,将溶液中含有的氧化钠去除。

7.结晶:通过控制溶液的温度和浓度,使存在于溶液中的氧化铝逐渐结晶形成氧化铝晶体。

8.过滤:将结晶后的氧化铝晶体与溶液进行分离,通常采用过滤工艺进行固液分离。

9.洗涤:对过滤得到的氧化铝晶体进行洗涤处理,去除其中的杂质和残留的溶液。

10.干燥:洗涤后的氧化铝晶体需要进行干燥处理,以去除残留的水分。

11.煅烧:将干燥后的氧化铝晶体进行煅烧,使其变成具有特定晶态结构和物理化学性能的氧化铝颗粒。

以上便是氧化铝的生产工艺流程。

整个工艺流程中,各个环节的控制和操作对于提高氧化铝的纯度、晶态和物理化学性能至关重要。

目前,随着科技的不断进步和工艺的创新,氧化铝的生产工艺也在不断完善和优化,以提高生产效率和产品质量。

氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程氧化铝是一种重要的工业原料,广泛用于陶瓷、磨料、电子材料等领域。

其生产工艺流程主要包括矿石选矿、氧化铝的制备和氧化铝的精炼三个步骤。

一、矿石选矿氧化铝的主要原料是铝土矿,其主要成分是氧化铝矿石。

矿石选矿是生产氧化铝的第一步,其目的是从矿石中提取出氧化铝。

首先将铝土矿石经过破碎、磨矿等工艺处理,得到粉碎后的矿石。

然后通过重选、浮选等方法,将矿石中的氧化铝和其他杂质进行分离,得到含氧化铝较高的矿石精矿。

二、氧化铝的制备1. 煅烧矿石精矿经过煅烧处理,将其转化为氧化铝。

煅烧是将矿石精矿在高温下进行煅烧,使其发生化学反应,氧化铝矿石中的氢氧化铝转化为氧化铝。

煅烧的温度一般在1000℃以上,煅烧时间根据矿石的性质和工艺要求而定。

2. 碳酸化经过煅烧后的氧化铝矿石,其颗粒度较大,不利于后续的加工和应用。

因此需要进行碳酸化处理,将氧化铝矿石进行粉碎,并与碳酸钠进行反应,生成碳酸铝钠。

然后将碳酸铝钠进行水解,生成氢氧化铝沉淀。

经过过滤、洗涤等工艺处理,得到氢氧化铝产品。

三、氧化铝的精炼1. 氢氧化铝的煅烧将氢氧化铝进行煅烧,使其转化为氧化铝。

煅烧温度一般在1100℃以上,煅烧时间根据产品要求而定。

煅烧后的氧化铝颗粒度较大,需要进行粉碎和分级处理,得到符合要求的氧化铝产品。

2. 氧化铝的提纯经过煅烧后的氧化铝产品中可能还含有一定的杂质,需要进行提纯处理。

常用的方法包括盐酸法、碱法和氧化法等,通过这些方法可以将氧化铝产品中的杂质去除,得到高纯度的氧化铝产品。

以上就是氧化铝生产的主要工艺流程。

通过矿石选矿、氧化铝的制备和氧化铝的精炼三个步骤,可以生产出符合工业需求的氧化铝产品。

随着工艺技术的不断进步,氧化铝生产工艺也在不断优化,以提高产品质量和降低生产成本。

希望通过不断的研究和改进,能够进一步完善氧化铝生产工艺,为工业生产提供更优质的原料。

氧化铝的工艺流程

氧化铝的工艺流程

氧化铝的工艺流程氧化铝(Al2O3)是一种重要的无机化合物,广泛应用于陶瓷、磨料、耐火材料等工业领域。

以下是氧化铝的工艺流程。

首先,氧化铝的原料主要是铝矾土(Al2O3·nH2O)。

将铝矾土经过筛分、破碎等预处理工序,去除其中的杂质和石英等掺杂物,得到纯净的铝矾土粉末。

接下来,将铝矾土与酸溶液进行浸提反应。

通常使用硫酸(H2SO4)作为溶液,将铝矾土与稀硫酸反应,生成硫酸铝(Al2(SO4)3)。

这一步是将Al2O3从矿石中分离出来的关键过程。

该反应在酸解釜中进行,加热、搅拌,使溶解反应更加充分。

然后,将稀硫酸溶液进行中和反应。

通过加入适量的碱溶液(如氢氧化钠、氢氧化铵等),将硫酸铝溶液中的铝离子与碱反应,生成沉淀。

经过过滤、洗涤等处理,得到含有氧化铝的湿沉淀。

湿沉淀经过脱水干燥处理,可得到氧化铝的粉末。

干燥过程通常使用高温烘干炉进行,将湿沉淀加热至适当的温度,脱除其中的水分。

接着,粉末经过细磨处理,将颗粒尺寸进一步缩小。

细磨可以采用湿法磨机或者球磨机,通过研磨和混合作用,使氧化铝粉末的粒径更加均匀细小。

最后,对细磨后的氧化铝粉末进行煅烧处理,使其晶体结构发生改变,并提高其物理和化学性能。

煅烧温度通常在1000℃以上,持续时间可根据需要进行调整。

经过以上工艺流程,我们可以得到高纯度、细小颗粒、优良性能的氧化铝粉末。

氧化铝粉末在后续的加工过程中,可以通过压制、烧结等方法得到所需的陶瓷、磨料等产品。

总之,氧化铝的工艺流程主要包括原料处理、溶解、沉淀、干燥、研磨和煅烧等步骤。

每个步骤都需要精确控制条件和质量,以确保最终得到优质的氧化铝产品。

氧化铝生产工艺及计算

氧化铝生产工艺及计算

氧化铝生产工艺及计算氧化铝是一种重要的无机化工原料,广泛用于陶瓷、电子行业、建筑材料等领域。

下面将介绍氧化铝的生产工艺以及计算相关内容。

一、氧化铝的生产工艺1.工艺流程氧化铝的生产主要有两种常用工艺,即碱法和酸法。

碱法:以矾土为原料,经过粉碎、煅烧、鼓风、浸出、结晶、脱硅、破碎、超细加工等步骤,最终得到氧化铝。

酸法:以工业硫酸为主要原料,经过浸出、过滤、脱硅、煅烧、水洗、钝化、干燥等步骤,最终得到氧化铝。

两种工艺各有优缺点,碱法工艺流程简单成熟,但消耗大量碱用于中和,对环境有一定影响,酸法工艺对环境影响小,但消耗大量硫酸。

选择具体的生产工艺应根据实际情况进行考虑。

2.生产设备氧化铝的生产设备主要包括碱法炉、破碎机、粉碎机、过滤机、煅烧炉、结晶罐、产品粉碎机等。

其中,碱法炉和煅烧炉是关键设备,碱法炉用于矾土的煅烧,煅烧炉用于氧化铝的煅烧。

3.生产参数氧化铝的生产需要控制一系列参数,如煅烧温度、浸出时间、酸碱浓度等。

这些参数的合理控制可以提高生产效率和产品质量。

例如,在碱法工艺中,适宜的煅烧温度可以减少煅烧时间,提高氧化铝的产率。

二、氧化铝的计算1.确定产品质量指标氧化铝的质量指标主要包括氧化铝含量、比表面积、晶型等。

根据产品的具体要求和应用领域,确定相应的质量指标。

2.计算产率氧化铝的产率是衡量生产效果的重要指标,通常通过计算可得。

产率=(实际产量/理论产量)×100%其中,实际产量是指实际生产得到的氧化铝的质量,理论产量是根据原料的理论含量计算出来的氧化铝的质量。

3.浓度计算碱法工艺中,浸出液中的铝离子浓度是关键参数之一、可以通过测定浸出液中铝的含量,再根据浸出液体积计算浓度。

4.脱硅率计算氧化铝产品中的硅含量对产品质量有一定影响,因此需要计算脱硅率。

脱硅率=(进料硅含量-产物硅含量)/进料硅含量×100%总结:氧化铝的生产工艺包括碱法和酸法,选择适合的工艺应根据实际情况进行考虑。

氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程氧化铝的生产工艺流程从矿石提取氧化铝有多种方法:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。

拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法,其产量约占全世界氧化铝总产量的95%左右。

1.拜耳法原理是用苛性钠(NaOH)溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液,溶液与残渣(赤泥)分离后,降低温度,加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝,洗净,并在950~1200℃温度下煅烧,便得氧化铝成品。

析出氢氧化铝后的溶液称为母液,蒸发浓缩后可循环使用。

拜耳法的简要化学反应如下:现代拜耳法的主要进展:①设备的大型化和连续操作;②生产过程的自动化;③节省能量,如高压强化溶出和流态化焙烧;④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。

拜耳法的工艺流程见下图。

拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低。

拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量,主要是矿石中的SiO2含量,通常以矿石的铝硅比,即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。

因为在拜耳法的溶出过程中,SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O),随同赤泥排出。

2.碱石灰烧结法用于处理高硅的铝土矿,将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料,在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙(2CaO·SiO2)和钛酸钠(CaO·TiO2)成的熟料。

然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。

此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。

如果溶出条件控制适当,原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应,而与钛酸钙、Fe2O3·H2O等组成赤泥排出。

溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程,SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6-2x)H2O沉淀(其中x≈0.1),使溶液提纯。

氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程第一章焙烧Al(OH)3Al2O3铝酸钠分解碱处理分离溶液分离蒸发铝矿石───→铝酸钠──→母液循环母液浆液赤泥碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和联合法等多种流程。

拜耳法是直接用含有大量游离NaOH的循环母液处理铝矿石,以溶出其中的氧化铝而获得铝酸钠溶液,并用加晶种搅拌分解的方法,使溶液中的氧化铝以Al(OH)3状态结晶析出。

种分母液经蒸发后返回用于浸出另一批铝矿石。

矿石中的主要杂质SiO2是以水合铝硅酸钠(Na2O••••••Al2O3•1.7SiO2•nH2O)的形式进入赤泥,造成Al2O3和Na2O的损失。

因此,拜耳法适合处理高品位铝矿,铝硅比A/S大于9。

烧结法是将铝矿石配入石灰石(或石灰)、苏打(含有Na2CO3的碳分母液),在高温下烧结得到含固体铝酸钠的物料,用稀碱溶液溶出熟料便得到铝酸钠溶液。

经脱硅后的纯净铝酸钠溶液用碳酸化分解法使溶液中的氧化铝呈Al(OH)3析出。

碳分母液经蒸发后返回用于配制生料浆。

矿石中的主要杂质SiO2是以原硅酸钙(2CaO•SiO2)的形式进入赤泥,不会造成Al2O3和Na2O的损失。

因此,烧结法适合处理高硅铝矿,铝硅比A/S可以为3-5。

拜耳-烧结联合法兼有拜耳法和烧结法流程,兼收了两个流程的优点,获得更好的经济效果。

它适合处理A/S为6-8的中等品位铝矿。

由于流程较复杂,只有生产规模较大时,采用联合法才是可行和有利的。

酸法是用硝酸、硫酸、盐酸等无机酸处理含铝原料而得到相应的铝盐的酸性水溶液。

然后使这些铝盐成水合物晶体(蒸发结晶)或碱式铝盐(水解结晶)从溶液中析出,亦可用碱中和这些铝盐的水溶液,成氢氧化铝析出,煅烧后得无水氧化铝。

酸法适合处理高硅低铁铝矿,如粘土、高岭土等。

但它的缺点是耐酸设备昂贵,酸的回收困难,从溶液中除铁也困难。

酸碱联合法是先用酸法从高硅铝矿中制取含铁、钛等杂质的不纯氢氧化铝,再用碱法(拜耳法)处理。

这一流程的实质是用酸法除硅,碱法除铁。

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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。
原矿浆液固比调整


在磨矿中,球磨机的下料量要求稳定。因此,原矿浆 液比固的调节是调节循环母液的加入量来实现的。在 拜耳法磨矿中,循环母液由三个点加入,而磨机内和 分级机溢流的液固比在磨矿的操作中要求稳定。因此, 调节原矿浆的液固比,实际上是靠增减加人混合槽的 循环母液量来实现。 稳定循环母液的浓度和严格铝土矿的配矿制度, 是确保拜耳法正确配碱的有效措施。同时应尽量减少 非生产用水进入流程及提高石灰质量等,也是拜耳法 正确配料,达到良好溶出指标的重要保证。
氧化铝生产方法



碱法 酸法 酸碱联合法 热法
碱法生产氧化铝


碱法生产氧化铝,就是用碱(NaOH或Na2CO3) 处理铝土矿,使矿石中的氧化铝水合物和碱 反应生成铝酸钠溶液。铝土矿中的铁、钛等 杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的 化合物进入固体残渣中。这种残渣被称为赤 泥。铝酸钠溶液与赤泥分离后,经净化处理, 分解析出A1(OH)3,将A1(OH)3与碱液分离并 经过洗涤和焙烧后,即获得产品氧化铝。 目前工业上几乎全部采用碱法生产氧化铝。
铝酸钠溶液诱导期
铝酸钠溶液的诱导期即过饱和铝酸钠溶液自发 分解析出氢氧化铝的时间长短。诱导期即是 在开头一段时间内溶液不发生明显的分解, 在此期间溶液主要是发生内部变化—离子聚 合或晶核开始形成。 诱导期的长短取决于溶液的组成(浓度、αK杂 质和温度)等因素。αK和浓度高以及有机物 等存在时,诱导期长。添加晶种时也有诱导 期,但诱导期的延续时间比不添加种子时短 得多。以至在晶种量较多时延续时间只有几 分钟甚至完全消失。
铝土矿



铝土矿组成 铝土矿分类 铝土矿的铝硅比 我国铝土矿特点
铝土矿组成

铝土矿是一种以氧化铝水合物为主要成 分的复杂铝硅酸盐矿石,铝土矿的主要 化学成分有:Al2O3、SiO2、Fe2O3、 TiO2,少量的CaO、MgO硫化物、微量 的镓、钒、磷、铬等元素的化合物。
铝土矿分类

铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型 可分为:三水铝石型铝土矿;一水软铝 石型铝土矿;一水硬铝石型铝土矿和混 合型铝土矿。
配矿计算



假设已知两种铝土矿的成分如下: SiO2(%) Fe2O3(%) Al2O3(%) A/S 第一种 S1 F1 A1 K1 第二种 S2 F2 A2 K2 要求混矿的A/S为K,计算两种矿石的配矿比例。 根据条件必须是K1<K<K2或K1>K>K2,否则达不到调整要 求。 假设第一种矿石用1吨时,需要配入第二种矿石X吨,根据铝土 矿铝硅比的定义进行计算:





氧化铝外观为白色粉末,结晶状态为六方晶体结 构,分子式通常写为Al2O3,分子量为101.96。 氧化铝是典型的两性氧化物,不溶于水,可溶于 无机酸和碱性溶液,由于其结晶形式不同,在酸、 碱溶液中的溶解度及溶解速度也不同。 氧化铝有多种同素异构体,如:α-Al2O3、βAl2O3、γ-Al2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3、K-Al2O3、 δ-Al2O3。而常见稳定结构的氧化铝主要是αAl2O3、γ-Al2O3。 α-Al2O3性质稳定,熔点2050℃,沸点2900℃, 比重3.9-4.0g/cm3。 γ-Al2O3是将各种Al(OH)3加热脱水获得的, γ-Al2O3呈立方晶系。晶格常数α=7.91À。
铝酸钠溶液分子比
铝酸钠溶液的分子是指溶液中的苛性碱与 氧化铝的摩尔比,用MR表示: 分子比(MR)=苛性碱(Na2O)(mol) /氧化铝(Al2O3)(mol)=苛性碱(g) /氧化铝(g)×1.645
铝酸钠溶液结构
通过对铝酸钠溶液进行的大量的研究揭示,铝酸钠溶液是 离子真溶液,铝酸钠溶液能够完全解离为钠离子和铝酸 根离子。 关于铝酸钠溶液的结构问题,实质是指铝酸根离子的组成 及结构。 根据近年来的研究结果,可归纳为以下几点: (1)在一定温度下,中等浓度的铝酸钠溶液中,铝酸根 离子是以Al(OH)4-为主。据此,从铝或氢氧化铝转入溶 液的阳离子A13+与4个OH-化合时形成Al(OH)4-。3个 OH-离子与阳离子A1 3+以正常的价键结合,而第4个 OH-离子则以配价键结合Al(OH)4-离子有正规的四面结 体构。 (2)在稀溶液中且温度较低时,铝酸根离子以水化离子 [Al(OH)4-](H2O)x形式存在; (3)在较浓的溶液中或温度较高时,发生Al(OH)4-离子
第一讲 氧化铝的生产
1.绪论 2.氧化铝生产工艺 3.氧化铝生产新技术和综合利用
绪论
氧化铝及其水合物 氧化铝生产方法 铝土矿



氧化铝
氧化铝: 氧化铝外观为白色粉末,结晶状态为六方晶体结构,分 子式通常写为Al2O3,分子量为101.96。 氧化铝是典型的两性氧化物,不溶于水,可溶于无机酸 和碱性溶液,由于其结晶形式不同,在酸、碱溶液 中的溶解度及溶解速度也不同。 氧化铝有多种同素异构体,如:α-Al2O3、β-Al2O3、γAl2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3、K-Al2O3、δ-Al2O3。 而常见稳定结构的氧化铝主要是α-Al2O3、γ-Al2O3。 α-Al2O3性质稳定,熔点2050℃,沸点2900℃,比重 3.9-4.0g/cm3。 γ-Al2O3是将各种Al(OH)3加热脱水获得的,γAl2O3呈立方晶系。晶格常数α=7.91À。
酸法生产氧化铝



酸法生产氧化铝就是用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸处 理铝矿石,得到含铝盐溶液,然后用碱中和这些盐溶 液,使铝成氢氧化铝析出,焙烧氢氧化铝或各种铝盐 的水合物晶体,便得到氧化铝。 用酸法处理铝矿石时,存在于矿石中的铁、钛、钒、 铬等杂质与酸作用进入溶液中,这不但引起酸的消耗, 而且它们与铝盐分离比较困难。氧化硅绝大部分成为 不溶物进入残渣与铝盐分离,但有少量成为硅胶进入 溶液,所以铝盐溶液还需要脱硅,而且需要昂贵的耐 酸设备。 用酸法处理分布很广的高硅低铝矿(如粘土、高岭土、 煤矸石和煤灰)在原则上是合理的,在铝土矿资源缺 乏的情况下可以采用此法。
酸碱联合法生产氧化铝
酸碱联合法是先用酸法从高硅铝矿石中 制取含铁、钛等杂质的不纯氢氧化铝, 然后再用碱法处理。这一流程的实质是 用酸法除硅,碱法除铁。
热法生产氧化铝
热法适合于处理高硅高铁的铝矿,其实 质是在电炉中熔炼铝矿石和碳的混合物, 使矿石中的氧化铁、氧化硅、氧化钛等 杂质还原,形成硅合金。而氧化铝则呈 熔融状态的炉渣而上浮,由于密度不同 而分离,所得氧化铝渣再用碱法处理从 中提取氧化铝。

氧化铝生产工艺

拜耳法生产氧化铝 烧结法生产氧化铝
拜耳法生产氧化铝


拜耳法生产氧化铝工艺介绍 拜耳法生产氧化铝基本原理 拜耳法生产氧化铝工序
拜耳法生产氧化铝工艺流程
拜耳法生产氧化铝的基本原理


拜耳法生产氧化铝的基本原理是: (l)用NaOH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 呈氢氧化铝析出,即种分过程。 (2)分解得到的母液,经蒸发浓缩后在高温下可用 来溶出新的铝土矿,即溶出过程。 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。 用反应方程式表示如下: Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq2NaAl(OH)4+ aq
预脱硅



为了减轻拜耳法过程中,硅渣在溶出时析出,影响溶 出效果,在原矿浆进入溶出之前进行预脱硅,是减轻 结疤的有效途径。 预脱硅就是在高压溶出之前,将原矿浆在90℃以上 搅拌6-10h,添加钠硅渣晶种,使硅矿物尽可能转变 为硅渣,该过程称为预脱硅。 预脱硅过程并不是所有的硅矿物都能参加反应, 只有高岭石和多水高岭石这些活性的硅矿物才能反应 生成钠硅渣,保持较长时间,可以使生成钠硅渣的反 应进行得更充分。
铝土矿破碎




从矿山开采的矿石一般呈不规则形状。根据目前破碎设备的生 产性能,一次破碎成符合磨矿粒度要求的细颗粒很困难,所以, 破碎一般采用分段破碎,将破碎分成粗碎、中碎、细碎过程进 行。 由直径1500mm~500 mm的矿石破碎成400~125 mm,叫粗碎; 由400~125 mm破碎成100~25 mm叫中碎; 由100~25 mm破碎成25~5 mm叫细碎。 影响矿石破碎的因素很多,主要与矿石的结构、硬度、形状大 小以及均匀性等物理性质有关。 铝土矿破碎主要有以下几种方法:压碎、壁碎、折断、磨剥、 击碎。
氧化铝水合物
氧化铝水合物是由OH-、O2-、Al3+构成的化合 物,其中并不含水分子,是人们对该种化合物的俗称。 氧化铝水合物是铝土矿中的主要矿物。自然界中OH-、 O2-、Al3+构成的化合物主要有三水铝石、一水软铝 石、一水硬铝石和刚玉。其分子式为: 三水铝石:Al(OH)3、一水软铝石:γ-AlOOH、 一水硬铝石:α-AlOOH、刚玉:Al2O3。氧化铝水合 物的化学性质也由于其结构不同而有很大差别。化学 活性按下列次序递减: 三水铝石化学活性最大、一水软铝石次之、一水 硬铝石较弱、刚玉则是非常稳定的氧化铝。
矿石破碎方法




(1)压碎:利用两破碎工作面逼近时加压,使物料破碎。此法 的特点是作用力逐步加大,作用力的范围较大,适用于破碎较 硬的矿石。 (2)壁碎:破碎工作是由尖齿楔入物料的壁面而完成的。 其特点是作用力的范围较为集中而发生局部破裂。此法适用干 脆性矿石的破碎。 (3)折断:物料在破碎工作面间如同承受集中负荷的支点 梁,除在外力作用点处受壁力之外,矿石本身发生折屈而破碎。 (4)磨剥:破碎工作面在物料上相对移动,对物料施加剪 压力,这种力是作用在物料的表面上。此法适用于细粒物料的 磨矿。 (5)击碎:利用击碎力的瞬间作用于物料上使物料破裂,是动 力破碎。
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