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。
工业氧化铝生产工艺
工业氧化铝生产工艺工业氧化铝是以铝矿石为原料，通过一系列工艺步骤加工而成的一种重要工业原料。
它具有高熔点、耐磨性强、化学稳定等优点，被广泛应用于电子、陶瓷、玻璃、医药、化工等多个行业中。
下面将介绍一般工业氧化铝的生产工艺。
一、铝矿石的选矿工业氧化铝的原料主要是含铝矿石，如赤铁矿、脱硅赤铁矿、高岭土等。
在选矿过程中，首先需要将矿石经物理或化学方法进行破碎、磨矿，以便提高矿石中的铝含量。
然后通过浮选、重选等方法，将矿石中的非铝矿物分离。
最后，经过干燥、研磨等工艺步骤，得到细粉末的铝酸盐。
二、铝酸盐的烧结将铝酸盐通过烧结工艺进行加热，使其结晶成纯净度较高的氧化铝。
一般的烧结工艺有制砂法、烧结法、酸法等。
制砂法是将铝酸盐粉末与其他辅助原料混合，并通过热处理，使其烧结成球形的粒子。
烧结法是将铝酸盐粉末进行加热，使其结晶成固态的氧化铝颗粒。
酸法是将铝酸盐溶液加入盐酸或硫酸中反应，得到氧化铝沉淀。
三、氧化铝的粉磨和分级经过烧结工艺得到的氧化铝颗粒尺寸较大，需要经过粉磨和分级工艺进行加工，使其具备所需的颗粒粒度和颗粒形状。
粉磨一般采用球磨机、棒磨机等设备，通过不同的研磨介质和研磨时间，使得颗粒变得更加细小。
分级则通过风力或震荡筛进行，将不同尺寸的颗粒分离出来，得到粒度均匀的氧化铝粉末。
四、氧化铝的综合加工得到粉末状的氧化铝后，还需要进行综合加工，以得到符合使用要求的工业氧化铝产品。
一般综合加工工艺包括漂白、除铁、筛分、烘干、包装等环节。
漂白是为了去除粉末中的杂质，提高纯度。
除铁是为了去除粉末中的杂质铁，以免对产品造成影响。
筛分是将粉末分为不同颗粒大小的产品，以满足不同用户的需求。
烘干是为了去除粉末中的水分，提高产品的稳定性和储存期限。
最后，经过包装工艺，将氧化铝产品打包，以便储存和运输。
以上是一般工业氧化铝的生产工艺。
不同的原料和工艺要求可能会有所差异，但总体的流程和步骤大致相同。
工业氧化铝的生产过程需要严格控制各个环节的参数和条件，以确保产品的质量和性能。
氧化铝冶炼工艺流程简介
氧化铝的主要冶炼工艺介绍氧化铝的冶炼工艺大致可以分为烧结法、拜耳法和烧结-拜耳联合法等。
一、烧结法1.1烧结法的基本原理将铝土矿与一定数量的纯碱、石灰（或者石灰石）、配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅和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，经过焙烧后产出氧化铝。
分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液经过蒸发后返回配料。
1.2烧结法工艺过程简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、氢氧化铝的分离以及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。
生料浆制备：将铝土矿、石灰（或石灰石）、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。
熟料烧结：配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200℃-1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化，主要生产使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。
熟料窑烧结过程通常在熟料窑（回转窑）内进行，氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝和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，有用成分氧化铝和氧化钠进入溶液，成为铝酸钠溶液，而杂质铁和硅则进入赤泥。
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氧化铝和氧化钠，将赤泥进行多次反向洗涤再排入堆场。
氧化铝粉低温烧结工艺生产实践
氧化铝粉低温烧结工艺生产实践摘要：氧化铝粉具有较高的表面自由，想要达到整体晶格稳定，提高制备质量，低温烧结技术是关键，因此，本文主要分析氧化铝粉低温烧结工艺生产实践。
关键词：氧化铝粉；低温；烧结工艺；生产实践引言氧化铝材料功能在很大程度上由原料与烧制温度硬性，通过分析从而证明低温烧结工艺能够有效提高氧化铝材料质量。
1、概述高品质氧化铝是当今世界快速发展的新材料之一，可制备耐火材料、透明陶瓷、锂电池隔謝料、高性能陶瓷、人造宝石和精密抛光材料及半导体材料等产品。
目前，高品质氧化错的应用前景广阔，发展潜力巨大，但我国生产的高品质氧化错与国外知名公司（例如日本“住友”、日本“大明化学＂和法国“Baikowski”等）相比还存在较大的差距，主要表现在国内产品的纯度、粒度和分散性不能满足市场需求。
利用拜耳法生产的工业氧化错存在同样的问题：颗粒粗大、纯度低、钠含量高，严重制约了氧化钥产品的应用。
氢氧化错产品是拜耳法制备氧化钥的中间原料，氢氧化铝粉体原料的品质（粒度和纯度）直接影响氧化铭产品的品质，因此制备高品质氢氧化错产品是制备高品质氧化错的关键。
氢氧化错中氧化纳含量有３种：①晶格碱，水无法洗去；②挂酸钠结合喊，此部分喊含量极少，主要由精液脱桂指数决定；（SAH附碱，主要由平盘的洗漆效果决定。
夹杂在氢氧化钥水合物中的钠在烧结过程中会形成高铝寧钠（xNa2O*yAI2203），降低a－AI203的转化率和活率，进而影响麟产物氧化钥的物化性能。
因此，除去氢氧化钥中的钠已成为制备高纯氧化错工艺中的重飘节。
目前，制备高纯氧化错除钠主要有以下方法：①4氢氧化错烧结环节中加入除钠剂。
烧结过程中，加入除钠剂与钠反应形成易挥发的化合物，但在此过程中释放氟化物等有害气体，污染环境，工作条件恶化。
②s氢氧化水热电过程添加剂，目前主要年龄耐药是水溶液酸性物质，清洗氢氧化键。
但是在现有文献中，单一酸洗方法一般只能在02%左右的水平上去除裸露，制造的高纯氧化密钥难以获得99%以上的纯度。
氧化铝生产工艺
拜耳法需要使用大量的碱液，生产过程中会产生大量的废水和废渣，对环境造 成一定的影响。同时，拜耳法对于原料的品质要求较高，对于低品位铝土矿的 处理能力有限。
03
烧结法生产工艺
烧结法原理
1
烧结法是一种通过高温烧结来合成氧化铝的方法 。
2
在烧结过程中，铝酸盐、铝硅酸盐或其他含铝原 料与氢氧化铝混合，经过高温烧结转化为氧化铝 。
晶体结构
氧化铝具有多种晶体结构 ，其中最为常见的是αAl2O3和γ-Al2O3，它们 具有不同的物理和化学性 质。
热稳定性
氧化铝具有良好的热稳定 性，可在高温下保持稳定 的性能。
氧化铝的用途
陶瓷和耐火材料
氧化铝陶瓷和耐火材料广 泛应用于高温工业领域， 如钢铁、有色金属、玻璃 和化工等。
磨料和研磨剂
联合法优缺点
优点
联合法结合了拜耳法和烧结法的优点 ，提高了氧化铝的提取率和纯度，同 时降低了能耗和生产成本。
缺点
联合法工艺流程较为复杂，需要严格 控制工艺参数，同时对原料质量和设 备要求较高。
05
氧化铝生产的环境 影响与可持续发展
氧化铝生产的环境影响
资源消耗
氧化铝生产过程中需要大量的铝土矿，导致 资源开采过度。
氧化铝被用作磨料和研磨 剂，用于研磨、抛光和清 洁等加工领域。
催化剂载体
氧化铝作为催化剂载体广 泛应用于石油、化工和环 保等领域。
氧化铝的生产方法
1 2
酸碱联合法
酸碱联合法是氧化铝生产中常用的方法之一，通 过酸碱反应将铝土矿中的氧化铝提取出来。
碱法
碱法是利用苛性钠溶液与铝土矿中的氧化铝反应 ，生成氢氧化铝，再经过焙烧得到氧化铝。
04
联合法生产工艺
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
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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：
OH-+ CO2=HCO3OH-+ HCO3-=H2O+CO32-
3. 影响碳分 NaAl(OH)4+aq=Al(OH)3+NaOH+aq 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 3. 影响碳分 过程的主 要因素
5 铝酸钠溶液的碳酸化分解
第一段：分解初期 第二段：分解中期
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
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
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。
烧结法
1. 不加石灰 的脱硅过 程 2. 添加石灰 的溶出过 程
4 铝酸钠溶液脱硅
脱硅原理：
铝酸钠溶液不添加石灰脱硅其精液的硅量指
数一般只能达到350～450，满足不了碳分过程生 产优质高产的要求。当添加一定数量的石灰时， SiO2以溶解度更小的水化石榴石析出，精液硅量 指数可提高到1000以上。用化学方程式表示为：
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。
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
（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。
0 50％
碳分分解率
100％
烧结法
1. 碳酸化分 解的原理
5 铝酸钠溶液的碳酸化分解
精液的成分和碳酸化深度（分解 率） 分解时间通气速度和二氧化碳气体 浓度 温度 晶种 搅拌
2. 碳分过程 中SiO2的 行为
3. 影响碳分 过程的主 要因素
烧结法
8 母液蒸发
烧结法的碳分母液和拜耳法的种分母液都需 要蒸发。蒸发的目的主要是：
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：
脱硫措施
3. 烧结过程工
艺
4. 影响熟料的 主要因素
另外还发生副反应
烧结法
1. 熟料烧结主
要反应 2. 烧结过程中
2 熟料烧结
硫对氧化铝生产造成的危害
（1）生料中含有的硫能使碱耗增加。
（2）熟料中的Na2SO4升高对大窑操作带来 硫的行为和 困难。
脱硫措施
3. 烧结过程工 （3）母液中Na2SO4含量升高给蒸发操作带
熟料 调整液
二段湿磨 溶出湿磨
分级机 一段分级机 返砂 二段分级机 溢流 返 砂 一段湿磨 泥洗液 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。
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
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
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
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。
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)。
Al2 3. 从水化石 3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+xNa2SiO3+aq=3CaO· O3· xSiO2· yH2O+2(1+x)NaOH+aq 榴石中回 收氧化铝
烧结法
1. 不加石灰 的脱硅过 程
4 铝酸钠溶液脱硅
二段脱硅得到的水化石榴石渣中含 Al2O3量约为26％。采用碳酸钠溶液来 提取其中的Al2O3较为合适。
3CaO· Al2O3· xSiO2· yH2O+3Na2CO3+aq=3CaCO3 2. 添加石灰 +X/2(NaO· Al2O3· SiO2· 2H2O)+(2的溶出过 x)NaAl(OH)4+NaOH+aq