氧化铝生产的基本方法
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。
氧化铝的生产

氧化铝的生产目前,生产铝的方法一般是采用先从含铝的矿石中制得氧化铝,然后以氧化铝为原料,用熔盐电解的方法制取金属铝。
一、从铝矿石中提取氧化铝从含铝矿石提取氧化铝的方法,目前有碱法和酸法两种。
碱法有拜尔法、碱石灰烧结法、石灰烧结法、拜尔-烧结联合法、高压水化学法等。
拜尔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90%以上。
酸法有硫酸法、盐酸法、硝酸法。
酸法是用无机酸溶出和处理含铝原料,原料中的氧化硅基本上不与酸反应而留在渣中,得到含铁的铝酸盐酸性水溶液,经除铁净化后的铝盐酸性溶液可通过不同方法得到铝盐水化合物结晶或氢氧化铝结晶,煅烧后得到氧化铝。
酸法主要用于处理粘土、高岭土等高硅低铁含铝原料。
含铝矿物有250余种,其中能用于工业生产的矿物主要是铝土矿、明矾石、霞石和高岭土等。
据统计,2002年,全世界已探明的铝土矿储量约246.9亿吨,储量丰富的主要国家有几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度等,其中几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度、圭亚那六国的储量约占世界铝土矿总储量的70%。
铝土矿床的赋存状态,大致分为三类:新生代红土型矿床、古生代岩溶型矿床、古生代(或中生代)其他型矿床。
红土型矿床以三水铝石型矿石为主,其次为三水铝石和一水软铝石混合型矿石。
矿石质量较好,以高铁、低硅、高铝硅比(铝和硅之比)为特点,是铝工业的优质原料,主要分布在赤道附近地区的国家,如几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度等国家。
岩溶型矿床以一水硬铝石为主,其次为一水硬铝石和一水软铝石混合型矿石。
矿石以高铝、高硅、中低铝硅比为特点。
主要分布在中国、南欧和加勒比海等一些国家。
其他型矿床的矿石类型与岩溶型矿床相似,但矿床规模较小,矿石质量较差,工业意义不大。
在欧、亚大陆及北美东西部有大量分布。
这里主要是介绍碱法生产氧化铝(一)拜尔法拜尔法是奥地利科学家拜尔(K.J.Bayer)于1889年发明的,其原理用苛性钠溶液在高温下溶解铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液。
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
氧化铝的生产方法

氧化铝的生产方法
1. 碱法生产氧化铝,这就像是烹饪中的奇妙魔法!看啊,把铝土矿和苛性钠放一起,经过一系列反应,氧化铝就慢慢诞生啦。
就像我们用食材创造出美味佳肴一样神奇,不是吗?
2. 拜耳法,哇哦,这可是很重要的一种方法呢!想想看,通过精细的控制和操作,让铝土矿在特定条件下发生变化,进而得到氧化铝,这简直和艺术创作一样令人惊叹呀!
3. 酸法生产氧化铝,这可不容易呢!就像是攀登一座陡峭的山峰,需要勇气和技巧。
把矿石用酸处理,逐步提取出氧化铝,多么了不起呀!
4. 热法生产氧化铝也很厉害呀!高温之下的神奇转变,就如同凤凰涅槃一般,氧化铝浴火而生。
这过程多让人着迷,难道不是吗?
5. 联合法生产氧化铝,这可是多种方法的完美结合呀!就像一个优秀的团队,各展其长,共同打造出氧化铝这个“明星”产物,多神奇呀!
6. 电熔法生产氧化铝,哇,电流的奇妙力量让氧化铝得以出现。
就像一道闪电,瞬间带来惊喜,这不是很震撼吗?
7. 氯化法生产氧化铝,这个过程就好像一场神秘的化学反应盛宴!通过氯化物的参与,让氧化铝现身,真的太有意思啦!
我觉得这些生产氧化铝的方法都各有神奇之处,都在为氧化铝的产生贡献着力量,真的太了不起啦!。
氧化铝生产流程

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熟料破碎与筛分:将冷却后的熟料破碎 至一定粒度,并进行筛分,得到不同粒 度的熟料产品
包装与运输:将筛分后的熟料进行包装 和标识,并进行运输和储存
氧化铝的冷却与输送
氧化铝焙烧后的冷却方式:自然冷 却、强制风冷、水冷等
输送设备选择依据:产量、物料特 性、地形等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
输送方式:皮带输送、斗式提升机、 刮板输送等
赤泥的分离:采用沉淀池或 沉降槽进行分离
赤泥的利用:作为建筑材料、 土地改良剂等资源化利用
赤泥的处置:合理堆放、填 埋等无害化处理方式
苛化产物的用途
氧化铝:用于制造陶瓷、 玻璃等
氢氧化铝:用于制造药物、 化妆品等
硫酸铝:用于制造肥料、 纸张等
硝酸铝:用于制造炸药、 染料等
Part Six
氧化铝焙烧与冷却
氧化铝的用途
用于制造耐火材料
用于制造陶瓷和玻璃
用于制造铝盐和催化剂
用于制造电池和电子器件
氧化铝生产流程简介
原料准备: 选用合适的 铝土矿,进 行破碎、磨 细和调配等 处理,以便 进行下一阶 段的反应。
熟料烧成: 将处理后的 原料与石灰 石、白云石 等添加剂混 合,经过高 温烧结,形 成熟料。
熟料溶出: 将熟料放入 高压釜中, 用硫酸、硝 酸等酸类溶 剂进行溶出, 使氧化铝从 矿石中溶解 出来。
氧化铝焙烧工艺流程
原料准备:将铝土矿破碎至一定粒度, 并进行筛分和除杂处理
配料与混合:按照一定比例将破碎后的 铝土矿和其他添加剂进行混合,确保成 分均匀
熟料烧成:将混合料送入回转窑中进行 焙烧,在高温下进行固相反应,生成铝 酸三钙等化合物
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。
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从矿山胶带输送机送来的铝土矿直接进入预均化堆场,由堆料机纵向分层平铺于堆场,取料机从横向端面取料,以完成铝土矿均化过程。
本工序设置1条均化堆场,采用长条形双料堆,料堆293m,储量为59000t,储存天数为13天。保证堆取料机运行线路的畅通,对堆、取料机每三个月进行一次小修,每六个月进行一次大修。
中 间 状
≤44μm的粒级含量/%
20~50
10
10~20
平均直径/μm
50
80~100
50~80
安息角/(˙)
> 45
30~35
30~40
比表面积/(m2/g)
< 5
>35
>35
密度/(g/m3)
3.90
≤3.70
≤3.70
堆积密度/(g/m3)
0.95
>0.85
0.85>
四、氧化铝厂方案比较
生产规模及产品方案
石灰 铝矿石 石灰石 纯碱
第一赤泥及附液
煤
灰
洗液
洗液
热水
CO2
循环碱液
结晶碳酸钠
硅渣及附液
热水
弃赤泥
蒸汽
晶种及附液
分解母液
热水
洗涤液 热水
成品氢氧化铝
去配料
三、电解炼铝对氧化铝的质量要求
电解炼铝对氧化铝的质量要求:
1)、氧化铝的纯度;
2)、氧化铝的物理性质。
氧化铝的纯度是影响原铝质量的主要因素,同时也影响电解过程的技术经济指标。
1、氧化铝中含有更正电性元素的氧化物Fe2O3、SiO2、TiO2、V2O5等,这些元素在电解过程中将首先在阴极上析出而使铝的质量降低,同时,电解质中含有磷、钒、钛、铁等杂质,还会使电流效率降低。
2、氧化铝中含有比铝更负电性的元素(碱金属及碱土金属)的氧化物,则在电解时这些元素将与氟化铝反应,造成氟化铝耗量增加。根据计算,氧化铝中Na2O含量每增加0.1%,每生产1t铝需要多消耗价格昂贵的氟化铝3.8Kg.
拜耳法流程比较简单,所得产品质量高,成本低,综合能耗低。
图1 工艺流程图
本项目的主要的工艺过程描述如下所述。
4.1.4.2铝矿均化堆场
工序任务
铝矿在本工序均化入磨铝土矿的成分并连续稳定地供应生产用矿量,使全厂均衡定生产。
设备描述
本工序主要设备有B=1000,Q=800t/h的胶带输送机,1台Q=800t/h的定臂式混匀堆料机,1台Q=600t/h的桥式混均取料机,料堆及设备均布置在防雨棚内。
SiO2
2.75
Fe2O3
19.63
CaO
0.003
TiO2
2.32
K2O
0.0044
S
0.073
Ga2O3
0.008
LOI
25.6
CO2
0.15
湿度
10
表4矿石组成表
矿石类型
代 号
含 量(%)
三水铝石
Al(OH)3
69.21
Gotit
FeO(OH)
10.19
赤铁矿
a-Fe2O3
10.47
高岭石
Al2SIO5(OH)4
拜耳法的特点是:
(1)适合高A/S矿石,A/S>9:
(2)流程简单,能耗低,成本低。
(3)产品质量好,纯度高。
拜耳法分类:由于铝土矿的类型不同,在世界上形成了两种不同的拜耳法方案。
(1)美国拜耳法以三水铝石型铝土矿为原料。由于三水铝石型铝土矿中的Al2O3很容易溶出,因而采用低温、低碱浓度溶出,一般情况下为Na2O110g/L以下。溶出的温度为140~145℃,停留时间不足1h ,分解初温高(60~70℃),种子添加量较小(50~120g/L),分解时间30-40h,产品为粗粒氢氧化铝,但产出率低,仅为40~45g/L。这种氢氧化铝焙烧后得到砂状氧化铝。
0.04
0.60
0.8
三级
98.4
0.06
0.04
0.65
0.8
四级
89.3
0.08
0.05
0.70
0.8
五级
98.2
0.10
0.05
0.70
1.0
六级
97.8
0.15
0.06
0.70
1.2
注:本表摘自GB8178-87
2、氧化铝的物理性质
美洲国家用三水铝石矿为原料,以低浓度碱液溶出,生产砂状氧化铝,欧洲则用一水铝石矿为原料以高浓度碱溶液溶出,生产面粉状氧化铝。到70年代中期,电解炼铝采用了大型中间下料预培槽和干法烟气净化技术,并得到推广应用。这种电解槽电流效率高、电耗低、环境污染轻而生产效率高,但对氧化铝物理性质要求严格。
≥96
≤2.5
≤1.4
≤0.01
≤0.60
液体碱
表7液体碱的特性
成 分
单 位
数 值
NaOH
%
≥42
Na2CO3
%
≤0.4
NaC1
%
≤1.8
Fe2O3
%
≤0.007
4.1.2燃料和电力
1)焙烧用的发生炉煤气
氢氧化铝焙烧采用的发生炉煤气性质如表8所示
表8发生炉煤气规格
性质
单位
平均值
CO2
%质量
6
CO
%质量
因此,电解炼铝用的氧化铝必须具有较高的纯度,其杂质含量应尽可能低。氧化铝质量与生产方法有关,拜耳法生产氧化铝的纯度要高于烧结法。
我国氧化铝的质量标准
表2 我国氧化铝的质量标准
等级
化学成分%
Al2O3≥
杂 质 ≤
SiO2
Fe2O3
Na2O
灼烧
一级
98.6
0.02
0.03
0.55
0.8
二级
98.5
0.04
碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和拜耳烧结联合法等多种流程。
1、拜耳法拜耳法是适于处理低硅铝土矿,尤其是在处理三水铝石型铝土矿时,具有其他方法所无可比拟的优点。目前,全世界生产的氧化铝和氢氧化铝,有90%以上是采用拜耳法生产。
拜耳法的两大过程;即分解与溶出。
(1)铝酸钠溶液的晶种分解过程分子比较低的(约1.6左右)铝酸钠溶液在常温下,添加氢氧化铝作为晶种,不断搅拌,溶液中的Al2O3便以氢氧化铝形式慢慢析出,同时溶液的分子比不断增大。
%
2~3
SiO2
%
≤1.0
粒度
mm
10~50
3)苛性碱
苛性碱购自Ho Chi Minh城或来自Saigon港口采用进口苛性碱,然后由专用车运到氧化铝厂。如果铁路建成通车,则由火车运输。固体苛性碱和苛性碱溶液化学成如表6和7所示。
固定碱
表6固体碱的特性
NaOH
Na2Co3
NaC1
Fe2O3
SiO2
其它
参数
单位
含量
PH
6.7
TSS(总悬浮物)
mg/l
67
N-NO2
mg/l
0.01
N-NO3
mg/l
0.03
N-NH4
mg/l
0.01
DO
mgO2/l
6
BOD5
mg/l
4
COD
mg/l
6
C1-
mg/l
0.3
Pb
mg/l
<0.01
Hg
mg/l
KPH
Dau Mo
mg/l
0.01
Coli
MPN/100ml
4.500
氧化铝生产的基本方法
氧化铝生产方法大致可分为四类,但目前用于工业生产的几乎全属于碱法律。
一、碱法
碱法生产氧化铝的基本过程如图1所示。
熔烧
AL(OH)3AL2O3
铝酸钠溶液分解
碱处理分离分离蒸发
铝矿石氯酸钠浆液母液循环母液
赤泥(Fe、Ti、Si等杂质)
图1-1碱法生产氧化铝基本过程
碱法生产氧化铝,是用碱(NaOH或Na2CO3)来处理铝矿石,使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠铝液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合物,将不溶残渣(由于含氧化铁而呈红色,故称为赤泥)与溶液分离,经洗涤后弃去或综合利用,以回收其中的有用组分,纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝,经与母液分离、洗涤后进行焙烧,得到氧化铝产品。分解母液可循环使用,处理另外一批矿石。
详见拜耳法生产氧化铝工艺流程图
补充苛性碱铝土矿
石灰
溶出矿浆
粗液稠浓赤泥浆热水
精液
赤泥洗液
堆场
氢氧化铝浆液
母液
晶种氢氧化铝
Na2CO3·H2O
洗涤结晶
氢氧化铝蒸发母液
氧化铝
二、烧结法
碱石灰烧结法的基本原理是,使炉料中的氧化物经过高温烧结转变为铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3)、原硅酸钙(2CaO·SiO2)和钛酸钙(CaO·TiO2),用水或洗碱液溶出时,铝酸钠溶解进入溶液,铁酸钠水解为NaOH和Fe2O3·H2O沉淀,而原硅酸钙和钛酸钙不溶成为泥渣,分离出去泥渣后,得到铝酸钠溶液,再通入CO2进行碳酸化分解,便析出Al(OH)3,而碳分母液(主要成分为Na2CO3经蒸发浓缩后可返回配料烧结,循环使用。Al(OH)3经焙烧即为产品Al2O3(详见工艺流程图)
%
>98.6
SiO2
%
0.012
Fe2O3
%
0.010
TiO2
%
0.003
P2O5
%
0.001
Na2O
%
<0.35
CaO
%
0.015
Li2O+V2O5+ZnO+K2O