拜耳法生产氧化铝的工艺流程
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2.2高压溶出 • 溶出是拜耳法生产氧化铝的两个主要工序之一。 溶出的目的在于将铝土矿中的氧化铝水合物溶解 成铝酸钠溶液。溶出效果好坏直接影响到拜耳法 生产氧化铝的技术经济指标。
• 溶出工艺主要取决于铝土矿的化学成分及矿物组 成的类型。
• 溶出过程的主要技术条件和经济指标有：溶出温 度、溶出时间、Al2O3溶出率、热耗等。
由于料浆液固比影响过滤效率，因此，在一
般情况下，都先将氢氧化铝料浆进行浓缩，
然后再进行过滤分离。
2.6 氢氧化铝焙烧
• 焙烧就是将氢氧化铝在高温下脱去附着水和结晶
水，并使其晶型转变，制得符合电解要求的氧化 铝的工艺过程。所以氧化铝的许多物理性质，特 别是比表面积、α- Al2O3含量、安息角、密度等主 要决定于煅烧条件。粒度和强度与煅烧条件也有
• ③促使铝酸钠溶液进一步脱硅。由于铝酸钠溶液
பைடு நூலகம்
中氧化硅的平衡浓度随氧化铝浓度升高而增大，
为了保证氢氧化铝质量，必须要求精液中氧化硅 的硅量指数在250以上。由于分离后的赤泥附带 有一部分铝酸钠溶液，为了减小Al2O3和Na2O的 损失，所以要对赤泥进行洗涤。
2.4 晶种分解 • 晶种分解就是将铝酸钠溶液降温，增大其过饱和 度，再加人氢氧化铝作晶种，并进行搅拌，使其 析出氢氧化铝的过程。它是拜耳法生产氧化铝的
二、各主要工段简介
2.1 原矿浆制备：
•
原矿浆制备是氧化铝生产的第一道工序。所谓的原矿浆 制备，就是把拜耳法生产氧化铝所用的原料，如铝土矿、 石灰、铝酸钠溶液等按一定的比例配制出化学成分、物 理性能都符合溶出要求的原矿浆。对原矿浆制备的要求 是：
1) 参与化学反应的物料要有一定的细度； 2) 参与化学反应的物质之间要有一定的配比和均匀混 合。 因此原矿浆制备在氧化铝生产中具有重要作用。能否 制备出满足氧化铝生产要求的矿浆，将直接影响到氧化 铝的溶出率，影响赤泥沉降性能、种分分解率以及氧化 铝的产量等技术经济指标。
拜耳法氧化铝生产工艺
拜耳法氧化铝生产工艺
拜耳法是一种常用的氧化铝生产工艺，下面是关于拜耳法氧化铝生产工艺的相关介绍。
拜耳法氧化铝生产工艺是指以铝土矿为原料，经过研磨、酸溶、饱和、沉淀、烘干等步骤制取氧化铝。
其工艺流程主要包括酸溶、过滤、烧结、冷凝等步骤。
首先是酸溶步骤。
将铝土矿与稀硫酸进行反应，生成含铝酸化物的溶液，并增加碱性物质调节溶液的pH值。
接下来是过滤步骤。
将酸溶液通过过滤设备，过滤出固体残渣和液相。
固体残渣中含有未被反应的铝土矿及其他杂质。
然后是烧结步骤。
将过滤后的液相通过加热设备进行脱水，脱除溶液中的水分，得到氧化铝的烧结体。
最后是冷凝步骤。
将烧结体经过冷却设备，冷却至室温，并通过气体分离装置分离出其中的气体组分。
拜耳法氧化铝生产工艺具有以下特点：1. 原料成本低。
铝土矿是一种广泛存在的矿石资源，具有丰富的储量。
2. 生产效率高。
拜耳法可以高效地将铝土矿转化为氧化铝，生产效率高。
3. 产品质量稳定。
拜耳法制取的氧化铝质量稳定，符合工业生产的要求。
拜耳法氧化铝生产工艺在铝工业中得到广泛应用，且不断进行技术改进，提高生产效率和产品质量。
拜耳法的原理和基本流程
溶出后液苛性比（α） 1.50～1.65
一水铝石溶出反应方程式：
AlOOH NaOH H2O 200C 2NaAl(OH) 4
• 一水软铝石的主要溶出条件：
溶出温度 溶出压力 溶出碱浓度 溶出后液苛性比（α）
200～240℃ 12～34kg/cm2 140～240g/L 1.5～1.75
• 对于一水铝石和一水硬铝石型铝土矿： 其溶出条件主要取决于一水硬铝石的含量，当以一水硬铝石
3.2 铝土矿溶出过程的化学反应
3.2.1 氧化铝水合物在溶出过程中的行为、
溶剂：循环母液中的主要成分有：NaOH、NaAlO2、 Na2CO3、 Na2SO4等。
Al2O3(1或3)H2O+2NaOH(aq)==2NaAlO2(aq)
• 溶出的目的 在于将其矿石中的氧化铝充分溶解成为铝酸钠溶液
形态存在的三氧化二铝含量在5%以上时，实际上上必须采取适 宜于一水硬石溶出的条件，这样才能保证得到满意的三氧化二 铝溶出率。
• 一水硬铝石的主要溶出反应方程式：
AlOOH NaOH CaOH H2O 240C NaAl(OH) 4 Ca (OH )2
• 反应式中的石灰的加入量，一般为铝土矿石总重量的3～7 %。
• 3．矿石磨细的程度
• 4．石灰添加量 • 5. 搅拌强度
3.3 赤泥的分离与洗涤
• 3.3.1 铝酸钠浆液的稀释 • 从自蒸发器出来的浆液，其Na2O浓度常在200～25
0g／L之间，用赤泥洗液将其稀释的作用为： 1.低铝酸钠溶出液的浓度，便于晶种分解， 2.铝酸钠溶液进一步脱硅， 3.便于赤泥分离， 4.有利于沉降槽的操作。
铝土矿中氧化铝的理论溶出率：
n = [w(Al2O3) – w(SiO2)]/ w(Al2O3)×100%
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介拜耳法适于处理高品位铝土矿,这是用苛性碱溶液在一定的温度下溶出铝土矿中的氧化铝的生产方法,具有工艺简单、产品纯度高、经济效益好等优点。
基本原理拜耳法的基本原理有两个。
一个是铝土矿的溶出；一个是铝酸钠溶液的分解。
溶出是用苛性碱溶液在一定的条件下（加石灰、碱浓度、温度、时间及搅拌等）溶出铝土矿中的氧化铝，反应为Al2O3·H2O+2NaOH=2NaAlO2+2H2OAl2O3·3H2O+2NaOH=2NaAlO2+4H2OSiO2+NaOH+NaAlO2=Na2O·Al2O3·2SiO 2·2H2O+H2O一水铝石或三水铝石溶解形成铝酸钠进入碱液中,而其它杂质不进入溶液中,呈固相存在,称赤泥。
三水铝石（Al2O3·3H2O）的溶解温度为105℃，一水硬铝石（α－Al2O3·H2O）为220℃,一水软铝石(γ－Al2O3·H2O)为190℃。
分解是利用NaAlO2溶液在降低温度、加入种子及搅拌的条件下析出固相Al(OH)3,分解反应为NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaOH 种子即为Al(OH)3,加入量(以Al2O3量计算)为溶液中Al2O3含量的一倍以上;温度控制为从75℃降到55℃;搅拌时间为60h左右。
所得Al(OH)3再经焙烧脱水变成Al2O3;并使Al2O3晶型转变,满足铝电解的要求,焙烧反应为Al2O3·3H2O 225℃γ－Al2O3·H2O + 2H2Oγ－Al2O3·H2O 500℃γ－Al2O3 + H2Oγ－Al2O3 900～1200℃α－Al2O3工艺流程及主要技术条件拜耳法的生产工艺主要由溶出、分解和焙烧三个阶段组成。
全流程主要加工工序为：矿石的破碎、均化及湿磨、高温高压溶出、赤泥分离洗涤、叶滤、种子分解、母液蒸发及氢氧化铝焙烧。
拜耳法生产氧化铝工艺流程
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拜耳法生产氧化铝工艺流程
铝酸钠溶液
一、铝酸钠溶液的Al2O3与Na2O比值 铝酸钠溶液的 比值 铝酸钠溶液的Al 比值， 铝酸钠溶液的 2O3与Na2O比值，可以用来表示铝酸钠溶液中氧化铝的饱和 比值 程度以及溶液的稳定性，是铝酸钠溶液的一个重要特征参数。 程度以及溶液的稳定性，是铝酸钠溶液的一个重要特征参数。对此参数有两种表示 方法。 方法。 铝酸钠溶液中所含苛性碱与氧化铝的摩尔比叫做铝酸钠溶液的苛性比值， 铝酸钠溶液中所含苛性碱与氧化铝的摩尔比叫做铝酸钠溶液的苛性比值，符 号为MR。铝酸钠溶液中所含氧化铝与苛性碱的质量比用 表示。 表示。 号为 。铝酸钠溶液中所含氧化铝与苛性碱的质量比用Rp表示 MR与Rp之间的关系如下： 之间的关系如下： 与 之间的关系如下 MR=1.645/Rp 二、铝酸钠溶液的稳定性 所谓铝酸钠溶液的稳定性， 所谓铝酸钠溶液的稳定性，是指从过饱和的铝酸钠溶液开始分解析出氢氧化铝 所需时间的长短。铝酸钠溶液过饱和程度越大，其稳定性也越低， 所需时间的长短。铝酸钠溶液过饱和程度越大，其稳定性也越低，影响铝酸钠溶液 稳定的主要因素是： 稳定的主要因素是： 铝酸钠溶液的Rp Rp值 在其他条件相同时，溶液的Rp值越大， Rp值越大 ⑴铝酸钠溶液的Rp值。在其他条件相同时，溶液的Rp值越大，其过饱和程度越 溶液的稳定性越低。 大，溶液的稳定性越低。 铝酸钠溶液的温度。当其他条件不变时， ⑵铝酸钠溶液的温度。当其他条件不变时，溶液的过饱和程度随温度的降低而 增大，因而溶液的稳定性减少，但是在30℃以下再降低温度， 30℃以下再降低温度 增大，因而溶液的稳定性减少，但是在30℃以下再降低温度，溶液的稳定性反而有 所增大。 所增大。
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拜耳法生产氧化铝的基本流程
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氧化铝加工精铝工艺流程
氧化铝加工精铝工艺流程咱先来说说氧化铝是啥吧。
氧化铝就是铝的氧化物啦，它可是铝加工的一个重要起始材料呢。
在大自然中，铝土矿里就有大量的氧化铝。
那怎么从氧化铝加工成精铝呢？这就有好几个步骤啦。
一、提纯氧化铝。
1. 拜耳法。
- 这个方法是氧化铝提纯的一个大功臣哦。
它是把铝土矿粉碎之后，用氢氧化钠溶液来溶解里面的氧化铝。
就像把氧化铝从它的小伙伴们中间挑出来一样。
这个过程中，氧化铝会变成铝酸钠溶液，而那些杂质呢，就留在残渣里啦。
然后呢，通过降温、添加晶种等办法，让铝酸钠溶液重新分解出氢氧化铝，再把氢氧化铝加热分解，就又得到氧化铝啦，不过这个氧化铝可比一开始纯净多啦。
2. 烧结法。
- 烧结法也很厉害哟。
它是把铝土矿和石灰石、纯碱等混合起来，然后加热烧结。
这样一弄，氧化铝就变成了可以溶解在碱液里的东西，再经过一系列的处理，也能得到比较纯净的氧化铝。
这两种方法有时候还会结合起来用，就为了把氧化铝弄得更纯，就像给氧化铝做了一个超级大扫除。
二、电解氧化铝得到粗铝。
1. 电解槽。
- 有了纯净的氧化铝之后呢，就要把它变成铝啦。
这时候就用到电解槽了。
电解槽就像是一个魔法工厂一样。
把氧化铝放到电解槽里，然后通电。
氧化铝在电流的作用下就开始分解啦。
在阴极上就会得到铝液，而在阳极上呢，会产生氧气。
不过这个时候得到的铝还不是精铝哦，它里面还含有一些杂质呢，所以叫粗铝。
三、精炼粗铝得到精铝。
1. 三层液电解精炼法。
- 这个方法可有趣啦。
它的电解槽里有三层液体呢。
下层是密度比较大的铝铜合金作为阳极，上层是密度比较小的纯铝液作为阴极，中间那层是电解质。
在这个特殊的环境下，粗铝中的杂质就会留在阳极或者电解质里，而纯铝就会在阴极聚集起来，慢慢地就得到精铝啦。
就像是把一群不太整齐的小伙伴重新分组，把那些调皮捣蛋（杂质）的分开，让听话（纯净）的铝小伙伴们在一起。
2. 区域熔炼法。
- 区域熔炼法也很独特哦。
它是把粗铝做成一根长长的棒状。
然后呢，用一个小加热器在棒的一端加热。
拜耳法生产氧化铝
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟拜耳法生产氧化铝所谓“拜耳法”系奥地利化学家K·J·Bayer 于1887 年发明的处理优质铝土矿制取氧化铝的一种方法。
拜耳法就是用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝土矿，溶出其中的氧化铝得到铝酸钠溶液，往铝酸钠溶液中添加氢氧化铝晶种，经过一定时间的搅拌分解就可以析出氢氧化铝，分解母液经蒸发后用于溶出下一批铝土矿。
拜耳法生产中经常用到苛性比、硅量指数、循环效率、晶种系数等概念。
拜耳法就是用碱溶出铝土矿中的氧化铝。
工业上把溶液中以NaAlO2 和NaOH 形式存在的Na2O 叫做苛性碱（记作Na2Ok），以Na2CO3 形式存在的Na2O 叫做碳酸碱（记作Na2Oc），以Na2CO4 形式存在的Na2O 叫做硫酸碱（记作Na2O），所有形态的碱的总和称做全碱（记作Na2Ot）。
苛性比就是铝酸钠溶液中的Na2Ok 与Al2O3 的摩尔比，记作αko。
美国习惯用铝酸钠溶液中的Al2O3 与Na2Ok 的质量比表示，符号A/N。
硅量指数指铝酸钠溶液中的Al2O3 与SiO2 含量的比，符号A/S。
循环效率指铝酸钠溶液中的1t Na2O 在一次拜耳法循环中产出的Al2O3 的量（t），用E 表示。
它表明碱的利用率的高低。
晶种系数（种子比）指添加晶种氢氧化铝中的Al2O3 数量与分解原液中的Al2O3 数量之比。
分解离指分解出氢氧化铝中的Al2O3 数量占精液中所含Al2O3 数量之比。
计算式为：η=（1－αa/αm）×100%式中αa，αm-分别表示分解精液和分解母液的苛性比值。
拜耳法生产包括四个过程：（1）用αk=3.4的分解母液溶出铝土矿中的氧化铝，使溶出液的αk=1.6～1.5；（2）稀释溶出液，洗涤分离出精制铝酸溶液（精液）；（3）精液加晶种分解；（4）分解母液蒸发浓缩至苛性碱的浓度达到溶出要求（230～280g/L）。
拜耳法生产氧化铝的工艺流程如图1 所示。
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1拜耳法生产氧化铝的工艺流程概述
拜耳法系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年发明。
其原理是用苛性钠（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，蒸发浓缩后循环使用。
拜耳法的简要化学反应如下：
由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。
三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。
现代拜耳法的主要进展在于：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，例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图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。
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。
矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。
铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。
2 主要生产原理及过程
2.1 预脱硅与铝硅比的提高
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。
通常采用预脱硅的方法来降低SiO2的含量，进而提高铝硅比。
预脱硅是在95一100℃的温度工况条件下，使铝土矿与苛性碱配成的原矿浆在脱硅槽中停留8--10小时，使铝土
矿中高岭石溶解并生成铝硅酸钠，最终降低Si02的含量。
主要方
程式有：AL203.2Sioz.2H20+6NaOH+aq ->2NaAL (OH) 4+2Na2[HZSi04l+aq xNa2[H2S104]+2NaAL (OH) 4+aq ->Na20.AL203S102.nH20+2xNaOH+aq 反应生成物NaAL (OH)4。
在一定的苛性钠浓度和温度下，可以
稳定存在,形成铝酸钠溶液，经过这一反应就可以将铝土矿中大
部分的AL203，提取出来，进入铝酸钠溶液。
2.2 铝酸钠溶液的制得
铝土矿的溶出过程一般是在高压（高温）条件下进行的。
高
压溶出的目的：用循环母液（苛性碱溶液）迅速将铝土矿中的
Al2O3溶入，制成铝酸钠溶液。
反应方程式如下：
Al2O3•（1或3）H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq
这是溶出过程的主反应。
2.3 溶液与赤泥的分离
赤泥是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物。
在拜耳法流
程中，铝土矿经破碎后，和石灰、循环母液一起进入湿磨，制成
合格矿浆。
矿浆经预脱硅之后预热至溶出温度进行溶出。
溶出后
的矿浆再经过自蒸发降温后进入稀释及赤泥（溶出后的固相残渣）的沉降分离工序。
自蒸发过程产生的二次汽用于矿浆的前期
预热。
沉降分离后，赤泥经洗涤进入赤泥堆场，而分离出的粗液送往叶滤。
2.4 氢氧化铝的析出
在铝酸钠溶液中加入氢氧化铝作晶种，是因为晶体可以产生凝聚现象，以便最大限度节约时间的析出氢氧化铝并且提高氢氧化铝的产量；同时，氢氧化铝晶体可以对发生的化学反应平衡造成影响，由于凝聚反应优先发生，所以析出的氢氧化铝大于消耗的氢氧化铝。
2.4 氧化铝的制得
将析出的氢氧化铝晶体洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便可以得到氧化铝的成品。
3 主要设备及工作原理。