拜耳法的原理和基本流程1
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01简介-sn
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。
拜耳法氧化铝溶出的原理和工艺
拜耳法氧化铝溶出的原理和工艺摘要拜耳法用于生产氧化铝是目前生产氧化铝的主要工业方法，生产氧化铝的工艺有原矿浆制备、高压溶出、压煮矿浆稀释及赤泥分离和洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级和洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发及苏打苛化等主要生产工序。
关键词拜耳法；氧化铝；原理工艺拜耳法用于氧化铝生产已有近百年的历史，几十年来已经有了很大的发展和改进。
目前仍是世界上生产氧化铝的主要工业方法。
拜耳法用在处理低硅铝土矿（一般要求A/S为7～10），特别是用在处理三水铝石型铝土矿时流程简单，作业方便、能量消耗低，产品质量好等优点。
现在除了受原料条件限制的某些地区外，大多数氧化铝厂都采用拜耳法生产氧化铝。
拜耳法处理一水硬铝石型铝土矿时工艺条件要苛刻一些。
拜耳法最主要的缺点是不能单独地处理氧化硅含量高的矿石。
1 拜耳法生产氧化铝的原理基本原理是拜耳法精心研究出来的。
他在1889年的第一专利谈到用氢氧化铝的晶粒作为种子，使铝酸钠溶液分解，也就是种子分解法。
1892年提出第二个专利系统地闸述了铝土矿所含氧化铝可以在氢氧化钠溶液中溶解成铝酸钠的原理，也就是今天所采用的溶出工艺方法。
此法用在处理低硅铝土矿，特别是处理三水铝石型优质铝土矿，其经济效果远非其他生产方法所能比拟。
直到现在工业生产上实际使用的拜耳法工艺还是以上述两个基本原理为依据。
为了纪念拜耳称之为拜耳法。
原理归纳如下。
用苛性碱溶液溶出铝土矿中氧化铝而制得铝酸钠溶液，采用溶液降温、加晶种、搅拌的条件下，从溶液中分解出氢氧化铝，将分解后母液（主NaOH）经蒸发用来溶出新的一批铝土矿，溶出过程是在加压下进行的。
拜耳法的实质也就是下一反应在不同的条件下交替进行：2 拜耳法生产氧化铝的工艺由于各地铝土矿成份和结构的不同所以采用的技术条件各有特点，各个工厂的具体工艺流程也常有差别。
拜耳法处理一水硬铝石型铝土矿的基本流程如图1所示。
拜耳法生产氧化铝有原矿浆制备，高压溶出，压煮矿浆稀释及赤泥分离和洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级和洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发及苏打苛化等主要生产工序。
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。
拜耳法工艺 -回复
拜耳法工艺-回复拜耳法工艺(Bayer Process)是一种用于铝土矿矾解析出铝的工艺，被广泛应用于全球铝生产工业。
它是由奥地利化学家卡尔·拜耳在19世纪末发明的，被认为是目前最主要的铝的生产方法之一。
下面我们将逐步介绍拜耳法工艺的步骤和原理。
首先，让我们了解一下铝土矿。
铝土矿是一种含有铝氧化物(铝石)的矿石，主要存在于热带和亚热带地区。
铝土矿中最常见的类型是赤铝土，含有纯度较高的铝氧化物。
赤铝土矿经过矿石的开采、选矿和粉碎后，就可以进行拜耳法工艺。
拜耳法工艺的第一步是将矿石粉碎成细粉，并与石灰石一起混合。
这个混合物被称为矾石泥浆，并被送入高压消化器。
在高压消化器中，矾石泥浆与热的碱液(通常是氢氧化钠)反应。
这个反应的温度可以达到200摄氏度以上，压力也非常高。
这种高温高压的环境有助于将铝氧化物从矿石中溶解出来。
在这个反应过程中，铝氧化物经过水合反应，形成氢氧化铝。
接下来，矾石泥浆和氢氧化铝的混合物被输送到沉降池中。
在沉降池中，物质的比重差异会使固体和液体分离。
固体部分主要是未反应的矿石残渣和氢氧化铝，而液体部分是含有已溶解铝的溶液。
分离后，液体部分被抽出并转移到蒸发器中。
在蒸发器中，液体通过蒸发水分，使溶液浓缩。
这个过程中，水蒸汽会被采集和冷凝，以重复使用。
浓缩后的溶液被称为铝氧化物浸出液。
浸出液被输送到溶解池，通过碳酸化反应氢氧化铝转变回氢氧化铝石，同时反应中放出二氧化碳。
然后，将氢氧化铝石进行分离和干燥，得到氧化铝。
最后，氧化铝经过精炼和提纯，得到最终的铝金属。
这个过程通常称为电解铝法，需要使用大量的电能。
拜耳法工艺的核心原理是利用高温高压的条件，以及化学反应的特性，将铝氧化物从铝土矿中分离出来。
通过一系列的物理和化学过程，将铝从矿石中提取出来，并转化成氢氧化铝和氧化铝的形式，最终得到纯净的铝金属。
总结一下，拜耳法工艺是一种非常重要的铝的生产工艺。
它通过将铝氧化物从铝土矿中提取出来，并经过一系列的物理和化学过程，最终得到纯净的铝金属。
拜耳法的原理和基本流程
也有写成下式的 Al(OH) 3 NaOH 100C NaAlO 2 2H2O
Al2O3 • 3H2O 2NaOH aq 100C 2NaAlO 2 aq
• 三水铝石典型的主要溶出条件：
溶出温度 溶出压力 溶出碱浓度
140～145℃ 4kg/cm2 120～140g/L
铝土矿中氧化铝的理论溶出率：
n = [w(Al2O3) – w(SiO2)]/ w(Al2O3)×100%
={[ A/S] – 1}/[A/S] ×100%
=[1-1/(A/S)] ×100%
式中A/S为铝土矿的铝硅比（质量比）
∴ A/S越高，矿石越容易溶解，理论溶出率越高。
3.1.2．拜耳法的基本流程
• 拜耳法的实质就是使下一反应在不同的条件下朝
不同的方向交替进行：
溶出
Al2O3(1或3)H2O+2NaOH(aq>)=1分4=0解=℃=2NaAl(OH)4(aq)
<70℃
• 首先是在高温下在压煮器中以NaOH溶液溶出 铝土矿，将其中氧化铝水合物溶浸出来；使反 应向右进行，得到铝酸钠溶液，杂质则进入残 渣中。往彻底分离赤泥后的铝酸钠溶液中添加 晶种，在不断搅拌的条件下进行晶种分解，使 反应向左进行析出氢氧化铝。分解后的母液 （循环母液）再返回用以溶出下一批矿石。氢 氧化铝经煅烧后便得到产品氧化铝。
在拜耳法溶出过程中，赤铁矿实际上不溶于 碱，全部进入沉淀中，成为赤泥的重要组成。
TiO2在溶出过程中的行为
3.2.4 TiO2在溶出过程中的行为
TiO2在铝土矿中通常以金红石、锐钛矿和板钛 矿的形态存在。TiO2先于一水硬铝石与碱反应生成 钛酸钠，其呈胶态包围在矿粒表面，阻止一水硬铝 石与碱反应，导致氧化铝不能溶出，加石灰，生成 钛酸钙，破坏钛酸钠的膜。消除TiO2的有害作用。
拜耳法工艺
拜耳法工艺
拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程。
基本原理是用浓氢氧化钠溶液将氢氧化铝转化为铝酸钠，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出，剩余的氢氧化钠溶液重新用于处理下一批铝土矿，实现了连续化生产。
拜耳法的优点主要包括流程简单、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）。
此外，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。
然而，拜耳法也存在一些缺点，最主要的是不能单独地处理氧化硅含量太高的矿石。
此外，拜耳法对赤泥的处理也很困难。
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200℃ αk=1.65
30℃
αk=3.40
5
0 5
D ’ D 10 15 20 25 30 35 40 45 Na2O %(质量)
• 从以上的分析可见，在拜耳法生产氧化铝的过 程中，最重要的是在不同的工序控制一定的溶
液组成和温度，使溶液具有适当的稳定性。
数应为：
A 1 .6 4 5 ( N
2
N
1
) 1 .6 4 5 N
1 2 1 2• 源自为1m3循环母液中含有NkgNa2O，所以循环效率：
E 1 .6 4 5
1 2 1 2
• 循环碱量
生产一吨氧化铝在循环母液中所必须含有的碱
量。它是E的倒数。
1 2 1 2
1 拜耳法的基本原理
• （1）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。
黄铁矿对设备的危害：硫在铝酸钠溶液中 的积累对大部分工序产生不利，使钢质设备加 快腐蚀。
3.2.4 TiO2在溶出过程中的行为
TiO2在铝土矿中通常以金红石、锐钛矿和 板钛矿的形态存在。TiO2只在Al2O3含量未达 到饱和的铝酸钠溶液中才能与NaOH相互作用 产生钛酸钠。
• 危害 在拜耳法生产中，TiO2是很有害的杂质，它 引起Na2O的损失和Al2O3溶出率的降低。特别是在 原矿浆预热器和压煮器的加热表面生成钛结疤， 增加热能的消耗和清理工作量。 • 消除方法 铝土矿溶出时添加石灰是减少和消除TiO2危 害的有效措施。
所有含硅矿物与铝酸钠溶液反应后，都有SiO2 进入溶液。以高岭石为例，它与铝酸钠母液发生 如下反应：
Al2O3· 2SiO2· 2O+6NaOH(aq) 2H ==2NaAl(OH)4+2Na2SiO3(aq)
反应生成的铝酸钠和硅酸钠都进入溶液。当 硅酸钠浓度达到最大值（2-10g/L）之后，两者相
• 一水硬铝石主要溶出条件 溶出温度 220～260℃
溶出压力
溶出碱浓度
28～34kg/cm2
250～280g/L
溶出后液苛性比（α）
1.65～1.71
3.2.2 含硅矿物在溶出过程中的行为 SiO2是铝土矿中最常见的杂质，也是碱法 生产氧化铝最有害的杂质。铝土矿中的含硅矿 物有无定形的蛋白石、石英等一类的氧化硅及 其水合物以及高岭石等。
AlOOH NaOH NaAlO
2
H 2O
• 一水软铝石的主要溶出条件： 溶出温度 200～240℃
溶出压力
溶出碱浓度 溶出后液苛性比（α）
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 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。
三水铝石型溶出反应式
Al(OH)
3
2NaOH
2NaAl(OH)
100 C
4
也有写成下式的
Al(OH)
3
NaOH NaAlO
100 C
2
2H 2O
2
Al 2 O 3 3 H 2 O 2NaOH
aq 2NaAlO
100 C
到矿物表面上来，使反应继续进行。
3.2.9 影响铝土矿溶出过程的因素
• 1．溶出温度
• 2．循环母液碱浓度及苛性比值
• 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。
泥的沉降分离，铝酸钠溶液中的晶种分解，母液
的蒸发等工序都是不利的。
3.2.7 对溶出过程的工艺要求
• Al2O3的理论溶出率 理论上矿石中可以溶出的Al2O3量与矿石中Al2O3 量的比值。 • Al2O3的实际溶出率 在溶出时，实际溶出的Al2O3量与矿石中Al2O3量 的比值。
美国铝业公司提出的溶出条件为： • 一水软铝石矿 温度235℃，苛性碱溶液Na2O浓度135g/L, 时间15min • 一水硬铝石矿 温度300℃，苛性碱溶液Na2O浓度200g/L, 时间30min 从工艺上说，在溶出过程中，除了要求达
2 Na2O-Al2O3-H2O系中的拜耳法循环图
• 拜耳法生产氧化铝的工艺有许多个工序组成，
其中主要有：铝土矿的溶出、溶出浆液的稀释、 晶种分解和分解母液蒸发等四个工序。
铝土矿的溶出
溶出浆液的稀释 晶种分解
分解母液蒸发 铝酸钠溶液的温度、 浓度、苛性比值等 各不相同
40
至Al2O3· 35 至Al2O3· H2O点 3H2O点 30
3.2.3 含铁矿物在溶出过程中的行为
铝土矿中含铁的矿物有氧化物、硫化物、硫
酸盐、碳酸盐以及硅酸盐。最常见的是氧化物，
其中包括赤铁矿α–Fe2O3、水赤铁矿α–Fe2O3· aq、
针铁矿α–FeOOH和水针铁矿α–FeOOH· aq、纤铁
矿γ–FeOOH、褐铁矿Fe2O3· nH2O、铁胶以及磁
铁矿FeO· 2O3和磁赤铁矿γ-Fe2O3。 Fe
aq
• 三水铝石典型的主要溶出条件： 溶出温度 溶出压力 溶出碱浓度 140～145℃ 4kg/cm2 120～140g/L
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 H 2 O 2NaAl(OH)
200 C 4
• 也可写为
3 循环效率
• 循环效率 一吨Na2O在一次拜耳法循环中所产出的Al2O3 的 量(吨)，用E表示，E的数值越高说明碱的利用率越好。 • 假定在生产过程中不发生Na2O和Al2O3的损失，1 m3循环母液中的苛性碱（ Na2O）含量为Nkg，那么1 m3循环母液经过一次拜耳法循环后产出的氧化铝的kg
互反应生成水合铝硅酸钠逐渐析出，这一反应使
溶液的SiO2含量降低，因而称为脱硅反应：
1.7Na2SiO3+2NaAl(OH)4=
Na2O· 2O3· Al 1.7SiO2· 2O+3.4NaOH+1.3H2O H
• 行为 各种形式的含硅矿物与苛性碱反应，均有 硅酸钠进入溶液，然后与溶液中的铝酸钠反应， 生成溶解度很小的水合铝硅酸钠沉淀，造成Al
堆场
洗液
• 从矿山运来的铝土矿经破碎后，与石灰和种分蒸发母液
（循环母液）磨制成原矿浆，然后在高温下将矿石中的
Al2O3 溶出，得到铝酸钠溶液和不溶残渣（赤泥）组成的 溶出料浆。料浆用赤泥洗液进行稀释，再在沉降槽中将铝 酸钠溶液和赤泥分离，赤泥经洗涤后排往赤泥堆场。净化 后的铝酸钠溶液加入氢氧化铝种子进行分解，析出氢氧化
到尽可能的Al2O3溶出率外，还要求Na2O的化
学损失尽可能地减少。
• 3.2.8 溶出过程的动力学
• (1)含Al2O3矿物的表面被溶剂——含大量游离
NaOH的循环母液所湿润；
• (2)含Al2O3矿物与OH-相互作用生成铝酸钠；
• (3)铝酸根离子通过在矿物表面上生成的扩散层
扩散到整个溶液中去，而OH-通过扩散层扩散
铝。氢氧化铝与母液分离后，洗净煅烧即得成品氧化铝。
母液和洗液通过蒸发浓缩。在蒸发时有一定数量的 Na2CO3· 2O从母液结晶析出。将其分离出来用Ca(OH)2 H 苛化成NaOH溶液与蒸发母液一同送往湿磨配料。
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)
3.1.2．拜耳法的基本流程
补充 苛性碱
铝土矿
破碎 石灰 石灰乳 苛化 蒸发母液 母液 蒸发 溶解
湿磨 溶出
溶出矿浆 稀释 稀释浆液 沉降分离 粗液 叶滤 精液 稠浓赤泥浆 热水 赤泥洗涤
晶种分解
氢氧化铝浆液 沉降分离 晶种
氢氧化铝 洗涤 氢氧化铝
分离 Na2CO3· 2O结晶 H
洗液
煅烧
氧化铝
赤泥
回顾：
氧化铝的主要生产方法：碱法、酸法、 酸碱联合法、热法
碱处理
铝土矿
铝酸钠溶液 分解 煅烧
Al2O3
Al(OH)3
第三章 拜耳法生产氧化铝
3.1 拜耳法原理和基本流程
3.1.1拜耳法的基本原理和实质
拜耳法是澳大利亚化学家拜耳（Karl Josef Bayer） 在1889~1892年间所发明的。拜耳法用在处理低硅铝土 矿，特别是处理三水铝石型铝土矿时，流程简单、产 品质量好，因而得到广泛的应用。
3.2.5 含钙、镁的矿物在溶出过程中的行为
在铝土矿中有少量的方解石CaCO3和白云石
CaCO3· MgCO3。碳酸盐是铝土矿中常见的有害 杂质它们在碱溶液中容易分解，使苛性钠转变 为碳酸钠。
3.2.6 有机物和某些微量杂质在溶出过程中的行为
有机物可以分为腐植酸及沥青两大类。后者 实际上不溶解于碱溶液，全部随同赤泥排出。腐 植酸类的有机物与碱作用生成各种腐植酸钠，然 后逐渐转变为易溶的草酸钠（Na2C2O4 ）或蚁酸钠， 在流程中循环积累，使溶液粘度显著升高，容易 产出泡沫。溶液中的有机物对铝土矿的湿磨，赤