拜耳法的原理和基本流程
第九次课拜耳法生产氧化铝课件.
——铝冶金学
2015年11月
铝冶金学
绪
论
1. 铝的特性与用途 2. 炼铝原料 3. 铝的生产方法 1. 拜耳法生产氧化铝 2. 烧结法生产氧化铝 3. 联合法生产氧化铝 1. 2. 3. 4. 铝电解用原材料制备 铝电解过程机理 铝电解生产过程 原铝的精炼
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氧化铝生产
金属铝生产
日常生活中的铝制品
铝合金门窗 饭盒 铝水壶 铝锅 自行车铝圈 铝汤匙 电饭煲内锅 摄影用三脚架 某些洗 衣机的内筒 铝芯电线 铝脸盆 但人类多吃铝，会造成脑中毒。如老年痴呆 铝箔广泛用于包装香烟、糖果等
铝的用途
铝在交通运输工业上的应用
近年来，汽车和铁路车辆的用铝量明显增多，其目的是为减轻车身的质量，以 求节省燃料。全铝汽车正在试制。电动汽车上用Al/空气电池作动力。因此，铝又被 誉为一种节能的材料。
分解母液蒸发的 目的 碳酸钠苛化的目 的 碳酸钠苛化的方 法
拜耳循环
高压溶出 溶出矿浆稀释
晶种分解
分解母液的蒸发
拜耳法循环图 200 ＝ ℃α 1.65
K
稀释矿浆
40
60 ℃
20
Al2O3/ ％ C
B
30 ℃
αK＝ 3.40
A D
10
20
Na2O ％
总结
拜耳法——主要内容
基本原理 工艺流程： 主要工序：原因、方法
高压溶出：各组分行为、添加石灰、苛性碱的原因、结疤现象 溶出矿浆稀释、赤泥洗涤：
晶种分解：机理
氢氧化铝分离、洗涤、焙烧 分解母液的蒸发与碳酸钠的苛化
第一篇铝冶金第3章
4）TiO2：
铝土矿石中一般含有2%的TiO2，铝土矿含钛矿物多以 金红石和锐钛矿物存在。为拜耳法溶出过程中的有害 杂质。 高压溶出铝土矿时，与NaOH作用生成钛酸钠： 3TiO2+2NaOH+aq=Na2O·3TiO2·2.5H2O+aq TiO2是有害杂质，它不但与碱液反应，造成Na2O损 失； 生成的钛酸钠成膜状覆盖在矿石表面，阻碍了碱液与 内部铝矿物反应，造成Al2O3损失。 当不加石灰时，含钛矿物能引起氧化铝溶出率降低和 氧化钠损失，还导致赤泥沉降性能变坏以及在加热设 备表面形成结疤。 在溶出一水硬铝石型铝土矿时，不添加石灰，氧化钛 与碱作用生成不溶性的钛酸钠 3TiO2+2NaOH+aq=Na2O·3TiO2·2.5H2O+aq
拜耳（K.J.bayer） 1889－1892年提 出拜耳法
拜耳法流程
拜耳法生产氧化铝详细工艺流程
3.1.2 拜耳法基本原理 （1）铝酸钠溶液的晶种分解过程： Na2O与Al2O3摩尔比为1.8的铝酸钠在常温下，只要添加氢氧化铝 作为晶种，不断搅拌，溶液中的Al2O3就可以呈氢氧化铝析出，直 到其中Na2O：Al2O3的摩尔比提高到6为止。
b.促进针铁矿（FeOOH）转变为赤铁矿（ Fe2O3 ）。 针铁矿在溶出矿浆中成为微小的氧化铁水合物颗粒，具有不 良的沉降和过滤性能，生成大量的沉降性能很差的赤泥。
c.使 矿石的Al2O3充分溶出，并使赤泥的沉降性能得到改善。 往铝酸钠溶液中添加石灰将生成铝硅酸钙（水化石榴石）减 少Na2O损失，降低碱耗 ：
第三章 拜耳法
生活永远大于我们对于
生活的认识和理解。
氧化铝生产工艺
1拜耳法生产氧铝 2烧结法生产氧化铝
三水铝石拜耳法
三水铝石拜耳法
（原创实用版）
目录
1.三水铝石拜耳法的定义与概述
2.三水铝石拜耳法的具体步骤与过程
3.三水铝石拜耳法的应用领域与价值
4.三水铝石拜耳法的优缺点分析
正文
三水铝石拜耳法是一种提取氧化铝的方法，该方法以三水铝石为原料，通过拜耳法工艺，将氧化铝从三水铝石中提取出来。
这种方法具有生产效率高、氧化铝纯度高等优点，广泛应用于氧化铝生产和相关领域。
三水铝石拜耳法的具体步骤与过程如下：
1.原料准备：选用高品质的三水铝石作为原料。
2.破碎与研磨：将三水铝石进行破碎和研磨，以达到合适的粒度。
3.酸洗：将研磨后的三水铝石进行酸洗，以除去杂质。
4.碱溶：将酸洗后的三水铝石放入碱性溶液中，使三水铝石中的氧化铝转化为铝酸盐。
5.过滤：将碱溶后的浆液进行过滤，得到铝酸盐滤饼。
6.煅烧：将滤饼进行高温煅烧，使铝酸盐转化为氧化铝。
7.冷却与粉碎：将煅烧后的氧化铝进行冷却和粉碎，得到所需的氧化铝产品。
三水铝石拜耳法在氧化铝生产中具有广泛的应用，其生产的氧化铝纯度高、性能稳定，可用于制造高品质的陶瓷、玻璃、砂轮等产品。
此外，该方法还具有生产效率高、能耗低、污染少等优点，符合绿色环保的发展
趋势。
然而，三水铝石拜耳法也存在一定的缺点，如生产过程中会产生一定量的废水和废气，需要进行有效处理。
另外，由于三水铝石资源的有限性，该方法的可持续性受到一定程度的影响。
拜耳法
国内外铝土矿资源
铝土矿是含铝矿物和赤铁矿、针铁矿、高岭石、锐钛矿、金红石、 钛铁矿等矿物的混合矿，是现代炼铝的原料。 铝土矿是目前Al2O3生产中最主要的矿石资源，世界上95%以上 的Al2O3是用铝土矿为原料生产的。铝土矿中Al2O3的含量(w)变 化很大，低的在40%以下，高者可达到70%以上。 铝土矿主要用于Al2O3生产 (约90%)。铝土矿是一种组成复杂、化 学性质变化很大的含铝矿物。主要化学成分是 Al2O3﹑SiO2﹑Fe2O3﹑TiO2、少量的CaO ﹑MgO 等。 铝土矿中的Al2O3主要以三水铝石 [Al(0H)3] 、一水软铝石 (γAlOOH) 及一水硬铝石[α-AlO(OH)] 状态赋存。依据铝土矿中铝矿 物的含量，一般可将它们分为三水铝石型、一水软铝石型、一水 硬铝石型和各种混合型铝土矿。 铝土矿中除了Al2O3以外，还含有多种杂质。铝土矿的质量主要 取决于其中氧化铝的矿物形态和有害杂质含量（铝硅比）。 衡量铝土矿质量标准： 铝硅比：工业上要求铝硅比不低于3～3.5 铝土矿类型：决定氧化铝生产的方法。
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，根据原料的质量，又分为： 拜耳法、烧结法、拜耳－烧结联合法。
拜耳反应实验报告
一、实验目的1. 了解拜耳反应的基本原理和实验方法。
2. 掌握拜耳反应的实验步骤和操作技巧。
3. 熟悉实验仪器的使用和维护。
二、实验原理拜耳反应（Baeyer-Villiger oxidation rearrangement）是一种有机合成方法，用于将醛和酮氧化成相应的酯或内酯。
该反应在过氧试剂的作用下，羰基与一个邻近烃基之间引入一个氧原子，生成相应的酯。
实验中常用的过氧试剂有过氧乙酸、过氧三氟乙酸、过氧化苯甲酸等。
三、实验材料1. 试剂：醛或酮、过氧试剂（如过氧乙酸、过氧三氟乙酸等）、磷酸氢二钠、溶剂（如乙醇、乙醚等）。
2. 仪器：圆底烧瓶、冷凝管、滴液漏斗、磁力搅拌器、锥形瓶、烧杯、试管、酒精灯、试管夹等。
四、实验步骤1. 将醛或酮与过氧试剂按一定比例混合，加入溶剂中。
2. 将混合溶液倒入圆底烧瓶中，加入少量磷酸氢二钠，以保持溶液接近中性。
3. 将圆底烧瓶置于磁力搅拌器上，加热至适宜温度（一般10～40℃）。
4. 保持反应一段时间（根据实验要求确定反应时间），观察溶液颜色变化。
5. 停止加热，冷却至室温。
6. 将反应溶液倒入锥形瓶中，用饱和食盐水洗涤，分离出有机层。
7. 将有机层倒入烧杯中，用无水硫酸钠干燥。
8. 过滤，收集滤液，蒸去溶剂，得到目标产物。
五、实验结果与分析1. 实验结果：根据实验条件，成功合成了目标产物酯。
2. 分析：通过改变实验条件，如过氧试剂的种类、反应温度、反应时间等，可以影响反应的产率和选择性。
六、实验讨论1. 实验过程中，应严格控制反应温度，避免过高或过低温度对反应的影响。
2. 反应过程中，加入磷酸氢二钠的目的是保持溶液接近中性，避免生成的酯在酸性条件下发生酯交换反应。
3. 实验过程中，应注意实验操作的安全性，避免过氧试剂接触皮肤和眼睛。
七、实验结论通过本次实验，我们掌握了拜耳反应的基本原理和实验方法，学会了如何进行实验操作，并成功合成了目标产物酯。
实验过程中，我们了解到反应条件对产率和选择性的影响，为今后的实验研究提供了有益的经验。
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。
三水铝石拜耳法
三水铝石拜耳法
摘要：
1.三水铝石拜耳法的概念与原理
2.三水铝石拜耳法的应用领域
3.三水铝石拜耳法的优势与局限性
4.我国在三水铝石拜耳法领域的发展与成果
正文：
三水铝石拜耳法是一种用于生产氢氧化铝的化学方法，其原理是通过拜耳法将三水铝石转化为氢氧化铝。
在这个过程中，三水铝石在高温条件下与石灰石混合，生成的氢氧化铝沉淀在石灰石表面。
然后通过过滤、洗涤等步骤，得到纯净的氢氧化铝。
三水铝石拜耳法被广泛应用于氢氧化铝生产、陶瓷制造、石油化工、污水处理等领域。
在陶瓷制造中，氢氧化铝作为优质陶瓷原料，可提高陶瓷的硬度、强度和耐磨性。
在石油化工领域，氢氧化铝可作为催化剂和吸附剂。
在污水处理中，氢氧化铝具有很好的絮凝效果，可帮助净化水质。
尽管三水铝石拜耳法具有很多优势，但也存在一定的局限性。
首先，该方法对原料三水铝石的质量要求较高，需要选择优质三水铝石作为原料。
其次，在生产过程中会产生一定量的废渣和废水，需要进行妥善处理。
最后，由于生产过程中涉及到高温高压等条件，设备投资和运行成本相对较高。
我国在三水铝石拜耳法领域取得了显著的发展和成果。
在过去的几十年里，我国已经建立了完整的氢氧化铝生产体系，并成功研发出多种高效、环保
的三水铝石拜耳法生产工艺。
这些成果不仅提高了我国氢氧化铝产业的竞争力，还为我国环保事业的发展做出了积极贡献。
总之，三水铝石拜耳法作为一种重要的氢氧化铝生产方法，在我国各个领域得到了广泛应用。
01简介
• 种分过程的主要技术指标有：氧化铝浓度、分子 比、种分初温、终温、种子比、分解时间等。衡 量种分过程效率的技术经济指标是：种分分解率、 分解槽单位产能以及所得到Al(OH)3的质量。砂状 氧化铝要求的物理性能主要取决于种分过程的控 制。
• 2.5 氢氧化铝的分离与洗涤 • 经晶种分解后得到的氢氧化铝浆液，要进行分离 才能得到所需要的氢氧化铝和种分母液。分离后 得到的氢氧化铝大部分不经洗涤返回流程作晶种， 其余部分经洗涤回收氢氧化铝附带的氧化铝和氧 化钠后成为氢氧化铝成品。种分母液则返回流程 中重新使用。
• ③促使铝酸钠溶液进一步脱硅。由于铝酸钠溶液 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 另外一个关键工序。该工序对产品的产量、质量 以及全厂的技术经济指标有着重大的影响。晶种 分解除得到氢氧化铝外，同时得到苛性比较高种 分母液，作为溶出铝土矿的循环母液，从而构成 拜耳法生产氧化铝的闭路循环。
• • • • •
2.7 蒸发工序 种分母液蒸发的任务 种分母液蒸发是拜耳法生产氧化铝工艺中一个十分重要的 工序，其任务是： （1）排除流程中多余的水分，保持循环系统中 液量平衡； （2）排除杂质盐类，苛化回收碱。 拜耳法生产氧化铝是一个闭路循环流程，溶出铝土矿的苛 性碱液是生产中反复使用的，每次作业循环只需补加上次 循环中损失的部分（碱耗）。但是，每次循环中有：赤泥 洗水、氢氧化铝洗水、原料带入的水分、蒸汽加热的冷凝 水的加入，除随赤泥带走以及在氢氧化铝焙烧排除部分水 外，多余的水分会降低溶液的浓度，而在生产各阶段对于 溶液的浓度又有不同的要求，所以必须由蒸发工序来平衡 水量。
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• 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。
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：溶解度和速率都增大，铝酸钠饱和蒸 汽压急剧增大。
• 2．循环母液碱浓度及苛性比值：增大溶出速度
• 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。
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· H2 O点 3H2O点 30
• 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 而与其它杂质分离。 溶出条件与方式：由于氧化铝在铝土矿中的存在形 态不同所以要求的溶出条件也不相同。 溶出方式通常是在加压的情况下进行的，所以称为 “高压溶出”。 不同状态的氧化铝水合物的溶出顺序: 三水铝石最易溶解、一水软铝石次之、一水硬铝石 难溶，而刚玉在300度以下实际是不溶的进入赤泥。
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
• 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。
两种表示方法： A、采用物质的摩尔比n(Na2O)/n(Al2O3),
B、采用物质的质量比m(Na2O)/
2O按当量Na2CO3计算。美国
其中的Na2O是按苛性碱N aOH浓度计算，叫苛性比，符号K 。中国与俄罗斯 m(Al2O3), 符号为A/C，其中的Na
铝土矿的配入量K＝ 1.5-1.7 K＝ 3.1-3.4
按所溶出溶液苛性计算,
循环性碱液的
•
铝土矿的溶出率计算公式
铝土矿中的含硅矿物在苛性碱溶液中有不 同的溶解度，其中卵白石（SiO2· H2O)化学活性 最大，最易溶解，在100℃以下，生成硅酸钠： SiO2+2NaOH = Na2SiO3 + H2O 此硅酸钠与铝酸钠溶液起反应生成含水铝硅 酸钠沉淀。 在高压溶出的条件下，进入赤泥中的含水铝 硅酸钠的组成大致相当于Na2O*Al2O3*1.7SiO2* nH2O（n可以大于2）。从式可知，每1kg的SiO2 要结合1kg的Al2O3和0.6kg的Na2O。
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。
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。
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· H2O结晶
洗液
煅烧
氧化铝
赤泥
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
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· 2H2O+6NaOH(aq) ==2NaAl(OH)4+2Na2SiO3(aq)
脱硅反应
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 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：
• 一水硬铝石的主要溶出反应方程式：
240C AlOOH NaOH CaOH H2O 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 %。
• 含水铝酸钙：3CaO· Al2O3· 6H2O
• 水合铝硅酸钙（水化石榴石）： 3CaO· Al2O3· 3SiO2 • 钛酸钙：CaO· TiO2
步骤： 溶出：得到铝酸钠溶液，使氧化铝与杂质分离 稀释：降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解，便于赤 泥分离 分解：使铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝的形式析出 蒸发：排出多余的水分，保持水量平衡，使蒸发母液达 到浓度要求 煅烧：除去氢氧化铝的附着水和结晶水，并得到吸湿性 较差的氧化铝以满足电解需求。
3.1.2．拜耳法的基本流程
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
Al2O3,% 25 (质量) 20 15 10 C 60℃ B’ B A
200℃ αk=1.65
30℃
αk=3.40
5
0 5
D ’ D 10 15 20 25 30 35 40 45 Na2O %(质量)
溶解度等温曲线
• 1.溶解度等温曲线包括两个段，交点是该温度 下最大点。 • 2.在所有温度下，氧化铝的溶解度都是随碱浓 度增加而增大，当超过某一值，随着碱浓度增 大而降低。 • 3、过饱和度越大，溶液的稳定性越低。 • 4、当溶液冷却或稀释时，溶液都是处于饱和 状态。
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。
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
3.3.2 拜耳法赤泥浆液
1 浆液的物理化学性质 • 拜耳法赤泥的沉降性能和压缩性能都比较差，
原因：
• （1）赤泥粒子非常细
• （2）赤泥粒子具有极其发达的表面
2 影响赤泥性能的主要因素：
1.7Na2SiO3+2NaAl(OH)4= Na2O· Al2O3· 1.7SiO2· H2O↓+3.4NaOH+1.3H2O
• 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
2O3和Na2O的损失。
3.2.3 含铁矿物在溶出过程中的行为
• 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 >140 ℃ Al2O3(1或3)H2O+2NaOH(aq)====ห้องสมุดไป่ตู้NaAl(OH) 4(aq) 分解 <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。
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。
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等。