拜耳法溶出降低赤泥钠硅比的研究
中南大学
硕士学位论文
拜耳法溶出降低赤泥钠硅比的研究
姓名：刘云峰
申请学位级别：硕士
专业：有色金属冶金
指导教师：李小斌
20060101中南大学硕十论文
摘要
我国一水硬铝石矿的拜耳法溶出是采取添加石灰的溶出制度。铝
土矿中的含硅矿物是碱法生产氧化铝中最有害的物质，在溶出条件下，Ｓｉ０２会与铝酸钠母液发生～系列复杂的化学反应生成钠硅渣（水
合铝硅酸钠）和水化石榴石（水合铝硅酸钙），最终随赤泥外排。其
中，钠硅渣的生成是造成溶出过程中氧化钠损失的主要原因，不仅使
生产成本增加，同时对环境保护也提出了挑战。赤泥碱耗一般用赤泥钠硅比来定量表征，如何降低赤泥钠硅比（碱耗）已经成为拜耳法氧
化铝生产中一个十分迫切的课题。因此，系统研究铝土矿类型、母液
成分、溶出制度对钠硅渣生成的影响规律以及钠硅渣与水合铝硅酸钙相互转化的规律对于生产中降低赤泥钠硅比具有十分重要的意义。
钠硅渣和水化石榴石的组成和结构是随着反应条件的变化而变化，而且在适宜条件下可以相互转化。通过对钠硅渣和水化石榴石在
铝酸钠溶液中的反应行为和稳定性进行热力学计算和分析，明确了其相互转化的规律。结合热力学的理论指导，实验进一步研究了矿石类
型、溶出制度、母液成分对赤泥钠硅比的影响规律以及溶出液中ＳｉＯ：平衡浓度。
热力学研究结果表明：水化石榴石在低温下为稳定物相，而钠硅渣在高温下为稳定物相，随着温度的升高，低饱和系数的水化石榴石
均可能转化为钠硅渣；水化石榴石在苛性碱溶液中的稳定性要好于碳
酸钠：无论是在苛性碱溶液中，还足在碳酸钠溶液中，水化石榴石的二氧化硅饱和系数越大，其稳定性越好。而实验研究表明：矿石的类
型和粒度、母液中碱浓度和有机物浓度对溶出赤泥钠硅比影响很小；
母液中过多的Ｎａｃｌ、Ｎａ２Ｃ０３和Ｎａ：ＳＯ，会显著增加溶出赤泥钠硅比；溶出时间的延长、石灰添加量的增加、循环母液中Ｋ：Ｏ浓度的升高都将
有利于降低赤泥钠硅比。
关键字：溶出赤泥钠硅比铝酸钠钠硅渣
水化石榴石中南丈学硕士论文ＡＢＳＴＲＡＣＴ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
ＤｉｇｅｓｔｉｏｎｏｆＤｉａｓｐｏｒｅｉｎＢａｙｅｒｐｒｏｃｅｓｓａｄｏｐｔｓｓｙｓｔｅｍｏｆａｄｄｉｎｇｌｉｍｅ．Ｓｉｌｉｃｉｃｍｉｎｅｒａｌｓｏｆｂａｕｘｉｔｅａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｄｅｌｅｔｅｒｉｏｕｓｍｉｎｅｒａｌｓｉｎｔｈｅ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｌｕｍｉｎａｉｎｃａｕｓｔｉｃｍｅｔｈｏｄ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆ
ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ，Ｓｉ０２ｗｉｌｌｒｅａｃｔｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｌｙｗｉｔｈｐｒｅｇｎａｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆ
ｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎａｔｅ，ｉｔｃａｕｓｅｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅｈｙｄｒａｔｅ
ａｎｄｈｙｄｒｏｇａｍｅｔ，ｗｈｉｃｈｗｏｕｌｄｌｅｔｏｕｔｗｉｔｈｒｅｄｍｕｄ．Ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆ
ｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅｈｙｄｒａｔｅｉＳｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｔｈａｔｃａｕｓｅｓｔｈｅ１０Ｓ￥ｏｆｓｏｄｉｕｍｏｘｉｄｅｉｎｄｉｇｅｓｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｔｗｉｌｌｎｏｔｏｎｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｓｔ，ｂｕｔ
ａｌｓｏｃｈａｌｌｅｎｇｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．ＴｈｅｔｈｅｌＯＳ￥ｏｆｓｏｄｉｕｍｏｘｉｄｅ
ｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＮａ２０／Ｓｉ０２，ｈｏｗｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅ
ｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＮａ２０／Ｓｉ０２（１０ｓｓｏｆｓｏｄｉｕｍｏｘｉｄｅ）ｉｎｒｅｄｍｕｄｈａｖｅｂｅｃａｍｅ
ｏｎｅｏｆｔｈｅｓｔｒｉｎｇｅｎｔｔａｓｋｉｎａｌｕｍｉｎａｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＢａｙｅｒｐｒｏｃｅｓｓ．Ｓｏ．ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｙｐｅｏｆｂａｕｘｉｔｅ，ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｐｒｅｇｎａｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｄｉｇｅｓｔｉｏｎｃｏｎｄｉｆｉｏｎｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ
ｈｙｄｒａｔｅ．ａｎｄｔｈｅｌＯＷｏｆｍｕｔｕａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｄｉｕｍ
ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅｈｙｄｒａｔｅａｎｄｈｙｄｒｏｇａｍｅｔｗｉｌｌｈａｖｅａｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅＯｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＮａ２０／Ｓｉ０２ｉｎｒｅｄｍｕｄ．
Ｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅｈｙｄｒａｔｅａｎｄ
ｈｙｄｒｏｇａｍｅｔｗｉｌｌｖａｒｙｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄｔｌｌｅｙｃａｎｃｏｎｖｅｒｔｉｎｔｏｅａｃｈ
ｏｔｈｅｒｕｎｄｅｒｆｅａｓｉｂｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｂｙｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄ
ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｗｅｋｎｏｗｍｏｒｅａｂｏｕｔｔｈｅｌＯＷｏｆ
ｍｕｔｕａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎ、ｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ··ｈｙｄｒａｔｅａｎｄ
ｈｙｄｒｏｇａｒｎｅｔ．Ｂｙｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｏｒｅｔｉｃｇｕｉｄａｎｃｅ，ｉｔ
ｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｌｏｗｏｆｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｙｐｅｏｆｂａｕｘｉｔｅ，ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｐｒｅｇｎａｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｏｎｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＮａ２０／Ｓｉ０２ｍ
ｒｅｄｍｕｄａｎｄｂａｌａｎｃｅａｂｌｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＳｉ０２ｉｎｓｏｌｕｔｉｏｎｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓ：ｈｙｄｒｏｇａｒｎｅｔｉＳｓｔａｂｌｅ
ｉｎｌｏｗｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｕｔｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅｈｙｄｒａｔｅｉｎｈｉｇｈｅｒ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｒｉｓｉｎｇｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｙｄｒｏｇａｒｎｅｔｗｉｔｈｌｏｗｅｒ
ｎ！堕奎兰堡主丝苎竺！旦塑
ｓａｔｕｒａｔｉｏｎｃｏｅｍｃｉｅｎｔｏｆＳｉ０２ｗｉｌＩｃｏｎｖｅｘｉｎｔｏｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｅａｔｅ
ｈｙｄｒａｔｅ；Ｈｙｄｒｏｇａｍｅｔｉｎｃａｕｓｔｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎｅｘｉｓｔｓｍｏｒｅｓｔａｂｌｅｌｙｔｈａｎｉｎ
ｓｏｄａｓｏｌｕｔｉｏｎ；ＨｙｄｒｏｇａｒｎｅｔｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＳｉ０２ｗｉｌｌ
ｂｅｍｏｒｅｓｔａｂｌｅ．ｗｈｅｔｈｅｒｉｎｃａｕｓｔｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎｏｒｉｎｓｏｄａｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓ：ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙａｎｄｔｙｐｅｏｆｂａｕｘｉｔｅ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣａＢｓｔｉｅ
ｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｓｕｂｓｔａｎｃｅｈａｖｅｓｍａｌｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＮａ２０／Ｓｉ０２ｉｎｒｅｄｍｕｄ；Ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ
ＮａＣｌ．Ｎａ２Ｃ０３ａｎｄＮａ２Ｓ０４ｉｎｐｒｅｇｎａｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｌｌｇｒｅａｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅ
ｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＮａ２０／Ｓｉ０２ｉｎｒｅｄｍｕｄ；Ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｄｉｇｅｓｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆｌｉｍｅ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇＫ２０ｉｎｐｒｅｇｎａｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｌｌｂｅｐｒｏｐｉｔｉｏｕｓｔｏｌｏｗｅｒｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＮａ２０／Ｓｉ０２ｉｎｒｅｄｍｕｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｅｓｔｉｏｎｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＮａ２０／Ｓｉ０２ｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎａｔｅ
ｓｏｄｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅｈｙｄｒａｔｅｈｙｄｒｏｇａｒｎｅｔ
１１１中南大学硕士论文第一章文献综述
第一章文献综述
１．１我国氧化铝工业的发展及现状
随着国民经济的快速发展，铝及其合金在工业生产和日常生活中扮演越来越
重要的作用。氧化铝工业是国民经济的基础原材料工业，对我国工业经济的发展起着重要作用ｆｌ“。我国铝土矿资源丰富，截止到１９９３年底我国已探明
的铝土矿储量达２３亿吨，分布很广，其中山西、贵州、广西、河南４省的铝土矿储量占总储量的８８．０８％。我国铝士矿矿石类型主要以一水硬铝石为
主，占全国总储量的９９％，三水铝石型铝土矿仅约占ｌ％．因此，一水硬铝
石型铝土矿是我国目前氧化铝生产的主要的铝士矿资源【５－７１。目前世界上生产氧化铝的国家有３０余个，氧化铝厂６５座，预计２００５年国际氧化铝产能略为５６６６．８万州“¨ｌ。随着我国国民经济持续快速增长以及中国
加入世界贸易组织，国内外市场得到进一步开放，我国铝工业也获得迅速发展。
目前，我国原铝产量已跃居世界首位ｉｓ．ｏ！。作为原铝生产的主要原材料氧化铝在
我国消费量增长迅速，２００５年已经达到了１２００万吨左右，而我国氧化铝产能目酶仅在７００万吨左右，为了满足国内需求，每年需要从国外大量进口氧化铝［Ｉｆ－１２］。
国外氧化铝生产多是采用以溶出三水铝石和一水软铝石的拜耳法工艺，
流程简单，能耗低，相对生产成本低ｆＩｌｌ。面我国铝士矿是以一水硬铝石型为
主，比国外的三水铝石含硅高，铝硅比低，铝的溶出性能差１７，１们。因此，除
了广西平果铝厂是采用拜耳法外，其它几个大型氧化铝厂基本上采用烧结法和联
合法生产氧化铝，形成了我国９０％以上的氧化铝生产能力【９】。流程复杂，能耗、
碱耗和生产成本高的烧结法和混联法成为制约我国氧化铝工业发展的一个
瓶颈［１３１。但经过多年的发展，我国氧化铝工业在技术创新上还是取得了很大
的进步。使得我国创造的混联法的生产技术、装备永平不断提高，能耗大幅
度下降，氧化铝总回收率、碱耗、产品质量等方面也创造了世界同类生产方
法的先进水平，增强了我国氧化铝工业在国际上的竞争力睁Ｉｏ】。
同时，针对我国铝土矿资源特点，近些年来一些重大的科技成果成功应
用于我国氧化铝工业。中南大学李小斌教授等开发出的强化烧结法在中州铝中南大学硕卜论文第一章文献综述
厂成功应用给烧结法氧化铝生产带来了革命性的变化，能耗的大幅降低和产
能的提高极大降低了生产成本。另外，管道化溶出、石灰拜耳法、选矿拜耳法、双流法等技术的应用也都为我国氧化铝工业的发展做出了巨大贡献【１４Ｉ。
１．２我国铝土矿资源的特点
我国具有工业经济价值的铝土矿基本上全部为高岭石一一水硬铝石型
铝土矿，其储量占全国铝土矿资源的８５％，与国外三水铝石及一水软铝石矿
相比，这类是拜耳法生产氧化铝溶出性能最差的一种。我囡这类型铝土矿的
具体特点如下【卜１０】：溶出困难由于一水硬铝石铝土矿结构致密，结晶完善，与含硅矿物、氧化
铁矿物等脉石矿物紧密嵌镶，嵌布粒度微细。以此用拜耳法溶出这种铝土矿时需
高温高压及高碱浓度，溶出条件十分苛刻，对设备的要求也很高。高硅我国一水硬铝石型铝土矿中ｓｉ０２含量约为６～１３％，且Ａ／Ｓ比
多分布在４～１０之间。Ｓｉ０２在碱法生产体系下，是一种十分有害的杂质，能进入溶液，并且易和铝酸钠溶液反应生成钠硅渣和水化石榴石，造成碱耗和
拜耳法赤泥合成地聚物类无机聚合材料的研究进展
２０１５年Ｎｏ３ 铝镁通讯 ・１９・
拜耳法赤泥合成地聚物类无机聚合材料的研究进展
刘万超１，２，闫琨１，２，和新忠１，２，张朝普１，２，吴国亮１，２
（１．中国铝业郑州有色金属研究院有限公司，郑州，４５０１）４１ ２．国家铝冶炼二程技术研究中心，郑州，４５００４１）
摘要：赤泥是从铝土矿中提取氧化铝后产生的碱性废渣。拜耳法赤泥经活化、解聚溶出、二次聚合等处理，可 以制备高性能无机地聚物材料，这为赤泥综合利用难题的解决提供了新的技术思路。本文对赤泥地聚物的合成技术 研究现状进行了分析论述。通过对赤泥中主要成分硅渣的结构分析，认为由于生产条件的影响，硅渣不具有聚合物 的性能特征，直接使用赤泥合成地聚物材料难以获得较高的性能。通过活化处理，易于实现硅渣中铝硅基团的溶出， 为二次聚合提供条件。本文认为，赤泥基地聚物材料具有广阔的应用前景，应进一步加强对拜耳法赤泥硅渣活化等 理论问题的研究，并探讨地聚物合成过程的强度形成机理。 关键字：赤泥；地聚物；硅渣；聚合
我国是世界上最大的氧化铝生产国和消费国。 碱法是从铝土矿中提取氧化铝的最主要生产工艺， 其中关键的环节是硅与铝分离。生产中，硅主要以
硅渣（Ｄｅｓｉｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ＤＳＰ）的形式从铝酸钠
溶液析出，并与铝土矿中未反应的杂质和其他副产
物一起形成赤泥（Ｒｅｄ Ｍｕｄ，ｏｒ Ｂａｕｘｉｔｅ Ｒｅｓｉｄｕｅ）『”。 截止２０１４年，我国赤泥累积量近３亿吨，赤泥年产
生量在５０００万吨以上，其中９０％以上的新产生赤
泥为拜耳法赤泥。赤泥的综合利用是一个世界性难
题。生产建筑材料是工业废渣的重要利用方式。由
于赤泥中碱性物质的存在，赤泥在水泥等传统无机
硅酸盐材料中的应用受到了限制。 地聚物材料已被视为高岭土、粉煤灰等铝硅酸
盐物质，尤其是碱性铝硅酸盐废渣的一种重要利用 方式。本文介绍了赤泥在无机聚合物材料合成方面
的研究现状，并对未来需要研究的理论问题进行了
低温拜耳法赤泥高温溶出行为
低温拜耳法赤泥高温溶出行为
罗振勇;刘吉龙;倪阳;吴鸿飞;潘晓林
【期刊名称】《有色金属（冶炼部分）》
【年(卷),期】2024()3
【摘 要】赤泥是氧化铝生产过程中排放的强碱性固体废物,尤其对于三水铝石矿低温拜耳法产生的赤泥,其中含有大量的Al_(2)O_(3)未被溶出,造成资源的极大浪费。以低温拜耳法赤泥为原料,通过高温溶出回收其中的Al_(2)O_(3),系统研究了石灰添加量、循环母液苛碱浓度、溶出温度、固含、溶出时间对Al_(2)O_(3)溶出性能的影响规律,获得了溶出过程中物相转变机理和溶出动力学。结果表明:低温拜耳法赤泥高温溶出过程中,Al_(2)O_(3)溶出率随苛碱浓度、溶出温度、时间的增加而增加,随着石灰添加量和固含的增加而降低。推荐Al_(2)O_(3)的溶出条件为:固含500
g/L、苛碱浓度210 g/L、溶出温度270℃、溶出时间60 min、溶出过程不添加石灰,在此条件下Al_(2)O_(3)溶出率为50.36%,溶出液硅量指数为260。Al_(2)O_(3)溶出过程受内扩散控制,表观活化能为33.46 kJ mol,动力学方程为1-2α3-(1-α)^(2/3)=0.00101×^(e-3346 RT)×t;在高温溶出过程中,一水软铝石发生溶解,同时铝针铁矿转化为赤铁矿,导致氧化铝溶出率提高。
【总页数】7页(P76-82)
【作 者】罗振勇;刘吉龙;倪阳;吴鸿飞;潘晓林
【作者单位】贵阳铝镁设计研究院有限公司;东北大学冶金学院
【正文语种】中 文 【中图分类】TF821
【相关文献】
1.拜耳法高温溶出条件下黄铁矿的反应行为2.某三水型铝铁复合矿拜耳法溶出过程相变行为及其选择性拜耳法溶出…3.中铝公司研发完成的氧化铝行业拜耳法溶出料浆高温脱硅及赤泥分离工业试验成果到达国际领先水平4.拜耳法赤泥高温碱溶法处理工艺研究5.拜耳法赤泥水榴法溶出试验研究
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拜耳法赤泥的催化应用研究现状分析
拜耳法赤泥的催化应用研究现状分析／燕昭利等 ・ １０ｌ ・
拜耳法赤泥的催化应用研究现状分析
燕昭利 ，曹建亮 ，王 燕 ，马名杰 ，孙
（１河南理工大学材料科学与工程学院，焦作４５４００３；２ 广 ，王晓冬 ，哈日巴拉 ，张战营
河南理工大学安全科学与工程学院，焦作４５４００３）
摘要 总结回顾了拜耳法赤泥的催化应用研究现状，讨论了赤泥的改性处理方法、催化特性和涉及的反应机 理，并与其他铁系催化剂和商业催化剂进行了比较分析。指出拜耳法赤泥是现有商业催化剂的一种良好替代品，对
许多反应都具有潜在的催化应用价值。 关键词 拜耳法赤泥改性催化应用现状
中图分类号：ＴＢ３２１ 文献标识码：Ａ
Ｔｈｅ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ Ｂａｙｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｒｅｄ Ｍｕｄ ｆｏｒ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ＹＡＮ Ｚｈａｏｌｉ ，ＣＡｏ Ｊｉａｎｌｉａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｙａｎ ，ＭＡ Ｍｉｎｇｊｉｅ ，ＳＵＮ Ｇｕａｎｇ ，
ＷＡＮＧ Ｘｉａｏｄｏｎｇ ，ＨＡＲＩ Ｂａｌａ１，ＺＨＡＮＧ Ｚｈａｎｙｉｎｇ
（１ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｐｌｏｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４００３；
２ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｐｌｏｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４００３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｂａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｅｄ ｍｕｄ ｓ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ 、 ｍｅｔｈｏｄｓ，ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｒｅｄ ｍｕｄ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅ ｃａｔａ—
低品位铝土矿的科学配矿
低品位铝土矿的科学配矿
摘要：由于当前我国的铝土矿品位不断地下降，笔者将结合物料平衡计算的方法，以及热平衡计算的方法对其进行分析，同时会比较铝硅比为3.5——6六个类型的铝土矿品位一水硬铝土矿，通过选矿拜耳法，以及串联法等生产氧化铝的物料能耗与消耗。且会针对选矿拜耳法和串联法进行相应的论证与推广，以求后续我国的低品位铝土矿配矿作业能够提升到一个全新的高度。
关键字：低品位铝土矿；氧化铝；矿石条件；物料平衡计算
随着我国的工业化水平不断发展，以及国民经济的不断进步，当前我国对于氧化铝的需求越来越大。但是，我国作为世界第一大氧化铝生产国家，其高品位铝土矿资源相对较为匮乏。从当前已经得知的数据中分析，我国已探明的A/S高于5的铝土矿储备粮大概在5.5亿吨左右。而这些铝土矿如果按照当前我国的工业生产和发展态势来计算，只能开采10年左右便会彻底枯竭。另外，由于当前我国生产氧化铝的企业竞争较为激烈，且需求量巨大。因此相关企业在采购铝土矿的时候，将铝土矿的品位一再降低，导致现今铝土矿品位严重下降。因此，很多生产氧化铝的企业不得不在这一背景下应用低品位的铝土矿进行氧化铝选矿作业。由于长期处于这一状态，导致部分企业的生产效率大大降低，而且选矿成本大大增加，因此迫使部分氧化铝生产企业开始对低品位铝土矿的科学配矿方法与途径的寻求和探索。旨在通过这一办法有效控制低品位铝土矿的选矿成本，提高选矿效率，改变当前选矿现状，扭转企业的发展局面。
1.
研究方法与条件
1.
研究方法
此次研究将利用原矿A/S为3.5——4.0——4.5——5.0——5.5——6.0这六个种类的，且具备典型特征的我国北方一水硬铝石型铝土矿为根本研究对象，且会将之作为基础原料进行后续选矿的应用。同时，研究将基于选矿拜耳法以及串联法对物料平衡条件进行计算，以此来确定数据，并将数据作为科学选矿的参考依据来应用。通过该方法可以有效地对比在同一条件下的A/S矿石经过不同的选矿和生产方式所表现出的能量消耗情况和物料消耗情况。
高铁高硅铝土矿拜耳法生产氧化铝试验研究
高铁高硅铝土矿拜耳法生产氧化铝试验研究
张正林;熊林;徐强
【摘 要】目前广西氧化铝生产的铝土矿其氧化铝含量52％～54％,铝硅比9左右.由于铝土矿资源的减少,对低品位的铝土矿使用成为解决资源短缺的主要措施.文章针对拜耳法氧化铝生产工艺进行了低品位铝土矿生产氧化铝试验,溶液为广西氧化铝生产企业的母液,采集制备铝硅比为6.9的低品位铝土矿矿样,根据铝土矿高铁高硅的物相性质,不同条件下的溶出试验、赤泥分离沉降试验.经过试验研究,高铁高硅的铝土矿只要采取合适的生产技术条件,完全满足拜耳法氧化铝生产工艺.该试验研究解决了铝土矿资源相关不足的问题,对氧化铝生产应用具有积极意义.
【期刊名称】《大众科技》
【年(卷),期】2019(021)006
【总页数】6页(P21-25,56)
【关键词】铝土矿;氧化铝;溶出;沉降
【作 者】张正林;熊林;徐强
【作者单位】中国铝业股份有限公司广西分公司,广西平果 531499;中国铝业股份有限公司广西分公司,广西平果 531499;浙江大学浙江加州国际纳米技术研究院,浙江杭州 310058
【正文语种】中 文
【中图分类】TF8
1 前言
广西的氧化铝生产都采用的是拜耳法技术生产，其设计生产对铝土矿的要求是氧化铝含量大于56%，A/S在12左右。经过近十多年的生产开采，铝土矿也不断减少，目前已探明可使用的铝土矿的使用年限约7～10年，并且品位也大幅度降低，经过十多年的生产实践及技术进步，广西各企业有效的使用各类铝土矿，对不同品位的铝土矿进行掺配使用，目前使用的铝土矿的质量为：氧化铝含量＞（52%～54%），A/S＝（9±0.5）。
整体上来看，中国铝土矿资源较为丰富，铝土矿保有基础储量在世界上居第七位，储量在世界上居第八位[1]。截至到2006年，保有的资源储量为27.76亿吨，其中储量5.42亿吨，基础储量7.42亿吨，资源量20.35亿吨，主要分布在山西、河南、广西、贵州4省区，其资源储量占全国的90.9%，其中广西占15.5%，百色市累计查明资源储量7.136亿吨，占广西资源储量总量 99.67%；其中，县域分布最多为靖西市 3.012亿吨，占百色市资源储量总量42.07%；其次平果县2.381亿吨，占百色市资源储量总量33.26%；再次为德保县1.063亿吨，占百色市资源储量总量 14.85%。崇左市、贵港市、南宁市一带的铝土矿主要为铁铝共生矿，其特点为高铁高铝高硅，其品位较低，其铝硅比为2.5～7.5，目前的利用率较低。
拜耳法
拜耳法
过程概述
拜耳法的第一个过程是用粉碎机将铝土矿的矿石粉碎成直径为30毫米左右的颗粒，然后用水冲洗掉颗粒表面的粘土等杂质。冲洗过的这些颗粒与重复利用的，氢氧化钠浓度为30%-40%的拜耳法余液相混合，借助球磨形成固体粒径在300微米以下的悬浊液。随着粒径逐渐变小，铝土矿的比表面积大大增加，这有助于加快后续化学反应的速度。铝土矿和高浓度氢氧化钠溶液形成的悬浮液随后进入反应釜，通过提高温度和压力使铝土矿中的氢氧化铝和氢氧化钠反应，生成可以溶解的铝酸钠（NaAl(OH)4），这被称为溶出，其方程式如下：[1]
Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O → 2 NaAl(OH)4反应釜的温度和压力根据铝土矿的组成决定。对于含三水铝石较多的铝土矿，可在常压下，150度进行反应，而对于一水硬铝石和勃姆石含量多的，则需要在加压进行反应，常用条件为200到250度，30到40个大气压。 在和氢氧化钠反应时，铝土矿中所含的铁的各种氧化物、氧化钙和二氧化钛基本不会和氢氧化钠反应，形成了固体沉淀，留在反应釜底部，它们会被过滤掉，形成的滤渣呈红色，被称作赤泥，而铝土矿中含有的二氧化硅杂质则会和氢氧化钠反应，生成同样溶于水的硅酸钠。
SiO2 + 2 NaOH → 2 Na2SiO3+H2O为了除去硅酸钠，拜耳法是通过缓慢加热溶液，促使二氧化硅、氧化铝和氢氧化钠生成方钠石结构的水合铝硅酸钠，沉淀下来，然后过滤除掉，这样一来，就只有铝酸钠留在上清液中。
热的溶液进入冷却装置中，加水稀释同时逐渐冷却，铝酸钠会发生水解，生成氢氧化铝，此时加入纯的氧化铝粉末，会析出白色的氢氧化铝固体。
NaAl(OH)4 → Al(OH)3 + NaOH有的厂家对这一步进行了改进，通入过量二氧化碳帮助产生氢氧化铝。
NaAl(OH)4 + CO2→ Al(OH)3 + NaHCO3过滤掉生成的氢氧化铝后，剩余的浓度仍然较高的氢氧化钠溶液会循环利用，用于处理另一批铝土矿，溶出氢氧化铝。已经生产出的氢氧化铝则在1000°C以上煅烧，可以分解成氧化铝：
义翔铝业拜耳法赤泥常压石灰法脱碱工艺研究
２０１０年第２５期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ０科教前沿０ 科技信息
义翔铝业拜耳法赤泥常压石灰法脱碱工艺研究
李小雷 王利英’宋艳艳’翟二安 陶 丰 张作才
（１．河南理工大学材料科学与工程学院 河南 焦作４５４０００；２．义马煤业集团股份有限公司 河南 义马４７２３００）
ｆ摘 要】针对义翔铝业产生的拜耳法赤泥数量庞大、对环境污染较为严重、亟待进行脱碱处理的现状，本文介绍了常压石灰法拜耳法赤泥
脱碱工艺的研究。通过考察石灰用量、温度和搅拌时间等几个因素对脱碱效果的影响，得出在石灰与赤泥质量比为０．２，温度为８０￣Ｃ，搅拌时间
为４０ｍｉｎ的条件下，赤泥中碱含量可由８．２％降到Ｏ．５％，脱碱效果明显。对试验结果的分析得出石灰法脱碱机理：在低浓度液相中ＣａＯ达到溶
解度的饱和浓度，形成ＣａＯ－Ｎａ Ｏ—Ａ１ Ｏ３－－ＳｉＯ２ｍＨ Ｏ平衡体系，置换出部分Ｎａ ，赤泥中的碱得到有效脱除，使得碱含量显著下降。
【关键词】常压石灰法；赤泥；脱碱
０引言
赤泥是氧化铝工业过程中排出的固体废弃物，据不完全统计，我
国的赤泥排放总量已超过了３Ｏ０ｏ万吨ｌｌ】。赤泥中的碱含量较多，ＰＨ值
为１Ｏ．２９～１１．８３，其浸出液的ＰＨ值为ｌ２．１—１３．０，超出《有色金属工业
固体废物污染控制标准｝（ＧＢ５０５８—８５），因此赤泥属于强碱性土 ．由于
碱性较大，赤泥在露天堆放时会渗人土壤中污染土壤和地下水，其扬
尘会造成大气污染；排放人海时，则又会对海水造成污染，危害海洋生
物１３］。而且，碱性过大也使其回收利用也受到了很大的制约，难以实现
再利用 。因而，如何对这些赤泥进行有效的脱碱处理，是一个亟待解
决的问题。
目前国内外现有的赤泥脱碱方法大约有八种：石灰水热法、常压
石灰法、石灰纯碱烧结法、盐浸出法、酸浸出法、工业“三废”中和法１５］、
细菌浸出法和膜脱钠技术［ｑ。我们参考上述几种赤泥脱碱方法，采用常
优化拜耳法沉降流程降低碱耗提高氧化铝回收率
世界有色金属 2019年 2月上8冶金冶炼Metallurgical smelting优化拜耳法沉降流程降低碱耗提高氧化铝回收率杨小祥，张长征（河南有色汇源铝业有限公司，河南 鲁山 ４６７３００）摘 要：拜耳法沉降工序任务分离出铝酸钠溶液及洗涤赤泥中的氧化钠，尽可能的最大回收赤泥附着碱，降低碱耗，同时在洗涤过程中减少氧化铝水解造成氧化铝损失。本论文主要从三个方面进行论述：①从叶滤滤饼浆液回收氧化铝及碱，减少进入洗涤系统的氧化铝及碱，提高洗涤效率；②氢氧化铝洗液进稀释槽，降低进洗涤系统的碱，利用溶出浆液的高温溶化氢氧化铝洗液中氢氧化铝细颗粒，达到回收洗液中细颗粒氢氧化铝的目的；③减少对一次洗液浓度的影响因素，从而稳定热水加入量，提高洗涤效率。关键词：拜耳法沉降；叶滤；氢氧化铝洗液及浮游物；氧化铝回收率；碱耗中图分类号：ＴＤ９２６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０３－０００８－２Optimizing Bayer Process Settlement Process to Reduce Alkali Consumption and Improve Alumina Recovery RateYANGXiao-xiang,ZHANGChang-zheng（Ｈｅｎａｎ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｈｕｉｙｕａｎ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．，Ｌｕｓｈａｎ ４６７３００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｔａｓｋ ｏｆ Ｂａｙｅｒ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｔｏ ｓｅｐａｒａｔｅ ｓｏｄｉｕｍ ａｌｕｍｉｎａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｉｎ ｒｅｄ ｍｕｄ ｆｏｒ ｗａｓｈｉｎｇ， ｍａｘｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｒｅｄ ｍｕｄ ａｄｈｅｒｉｎｇ ｔｏ ａｌｋａｌｉ， ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｌｏｓｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｄｕｒｉｎｇ ｗａｓｈｉｎｇ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ： １） ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ ａｌｕｍｉｎａ ａｎｄ ａｌｋａｌｉ ｆｒｏｍ ｌｅａｆ ｆｉｌｔｅｒ ｃａｋｅ ｓｌｕｒｒｙ， ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｌｕｍｉｎａ ａｎｄ ａｌｋａｌｉ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｗａｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｗａｓｈｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ； ２） ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｔａｎｋ， ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｌｋａｌｉ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｗａｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｓｏｌｖｉｎｇ ａｌｕｍｉｎａ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ａｌｕｍｉｎａ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｗａｓｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｃｏｖｅｒ ｆｉｎｅ ａｌｕｍｉｎａ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｗａｓｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．３）Ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｗａｓｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｓｔａｂｉｌｉｚｅ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｗａｓｈｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Keywords: Ｂａｙｅｒ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ； ｌｅａｆ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ； ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｌｏｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｌａｎｋｔｏｎ； ａｌｕｍｉｎａ ｒｅｃｏｖｅｒｙ； ａｌｋａｌｉ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ1 沉降系统物料流程溶出浆液的分离与赤泥的洗涤是沉降工序生产的重要一环，生产流程合理与否及指标的控制好坏直接影响氧化铝的回收率以及吨氧化铝碱耗，而这两个指标是拜耳法生产成本的关键指标。在拜耳法物料循环中，循环的物料主要是氧化铝和氧化钠这两种，如下物料平衡图：图1沉降系统物料流程①氧化钠=赤泥中的氧化钠＋赤泥附液中的氧化钠＋精液中的氧化钠。②铝土矿中氧化铝=赤泥氧化铝＋赤泥附液氧化铝＋精液中氧化铝。等式中省略了机械损失的碱和氧化铝，因这一部分碱和氧化铝损失较小。从上面循环图及物料平衡式可以看出：沉降工序的主要任务是从一定量的溶出浆液中分离出更多的精液。减少氧化铝、氧化钠进入赤泥而造成的损失，让更多氧化铝，碱进入精液。降低赤泥附损及化学损失，减少洗涤过程中氧化铝水解，以降低拜耳法生产氧化铝成本。沉降工序生产流程：溶出浆液与赤泥洗涤后产生的一次洗液混合进入稀释槽，停留2h~4h，然后打到分离沉降槽进行液固分离，分离出的粗液进行叶滤精制，底流赤泥到后续洗涤沉降槽进行洗涤，然后进行干法外排。粗液叶滤产生的精液进分解工序进行分解产生氢氧化铝。叶滤产生的滤饼直接打到洗涤系统[2]。2 目前生产存在的问题及影响问题的因素①一次洗液浓度全碱达到70g/l~80g/l，末次洗液全碱在10g/l，洗液浓度ＮT高，造成大量的碱以及氧化铝随赤泥排出；②一次洗液浓度较高，洗涤系统水解较严重，析出氢氧化铝进入赤泥，外排赤泥铝硅比1.40左右；净溶出率平均在74%，降低了氧化铝的回收率。③精液苛性比值1.60左右，精液ＮＫ值波动范围大，影响后续分解的控制，分解率低，产品的粒度波动大。影响上述问题有如下原因：（1）粗液进叶滤机过滤时间53分钟产生的滤饼（一般情况下，只要沉降槽不跑浑时，滤饼只是挂在滤布上面一薄层），采用反冲的粗液冲到滤饼槽，滤饼及粗液打到一次洗涤沉降槽，再进行洗涤。（2）分离沉降槽底流的控制不稳定：沉降槽跑浑或者清液层较低时，拉大底流，造成部分碱液和氧化铝进入到洗涤系统，氧化铝和碱都会产生损失，只有当一次洗液全碱浓度在60g/l以下时，洗涤系统水解现象才会减少。（3）氢氧化铝洗液进入一洗沉降槽造成洗液浓度升高，影响赤泥洗涤。同时氢氧化铝洗液中含有氢氧化铝细颗粒，造成氢氧化铝进入赤泥，降低了氧化铝的回收率。每立方米氢氧化铝洗液中含有0.25 kg的氢氧化铝浮游物。这些浮游物随氢氧化铝洗液进入赤泥一洗槽后，由于沉收稿日期：２０１８－１２作者简介：杨小祥，男，生于１９７７年，安徽枞阳人，本科，工程师，研究方向：氧化铝生产。2019年 2月上 世界有色金属9冶金冶炼Metallurgical smelting降面积大时间长进入赤泥，从而造成氧化铝的损失。一般情况下，氢氧化铝洗液量比赤泥洗液量要小得多。当氢氧化铝洗液全碱浓度增大到等于或大于赤泥洗液全碱浓度时，此时氢氧化铝洗液加入到赤泥洗液中，不但不能降低赤泥附碱，反而还会使赤泥附碱损失增大。根据生产数据显示氢氧化铝洗液ＮＴ浓度140g/l，远远大于一次洗液浓度，导致洗液浓度升高，影响赤泥的洗涤。（4）上述问题的存在会影响精液苛性碱的控制，造成精液苛性碱波动较大，生产上为了不影响种分分解率，按精液指标的下限控制，造成精液浓度偏低，造成产出率偏低，种分产能降低，种分母液浓度低，蒸发汽耗增加。从影响精液的指标的因果可知，叶滤滤饼、滤饼含的粗液、氢氧化铝洗液、加入到一次洗液，同时一次洗液浓度的变化受底流的控制，造成一次洗液浓度影响因素较多，一次洗液浓度忽高忽低。为了控制好稀释浆液浓度，造成热水的加入量波动较大，最终影响精液的合格率和赤泥的洗涤效果，碱耗升高。精液浓度低时，增加了蒸发的汽耗。精液浓度高时，影响种分的分解率，产出率降低。3 解决这些问题的办法①叶滤滤饼打到稀释槽再进入分离槽进行分离，可以提高粗液的产出率，同时降低了一次洗液的碱浓度和氧化铝浓度，降低碱耗、提高了氧化铝回收率。②氢氧化铝洗液直接打到稀释槽，降低了一次洗液的碱浓度和氧化铝浓度，降低碱耗和提高氧化铝回收率。另外氢氧化铝洗液中氢氧化铝洗液中的浮游物，在稀释过程中可被高温高浓度的溶出液反溶解而进入溶液，既有利于精液苛性比值的降低及提高种分过程，又避免了现有流程中氢氧化铝浮游物进入赤泥造成氧化铝损失的问题。③稀释槽、粗液槽与精液槽区与洗涤槽区污水区分开，同时泵的冷却水与污水区分开，避免稀释浆液、粗液及精液泵放料进入洗涤系统影响洗涤效果，减少碱及氧化铝浪费。④通过上述改造后，影响洗液的浓度受两个方面的控制即底流的控制和洗水的加入量。而底流的控制主要是控制底流的固含（基本稳定），洗水加入量根据溶出浆液的浓度变化而变化。系统的流量波动很小，稀释浆液的Nk值控制比较简单，相应的指标合格率就大幅提高。4 经济效益①一次洗液碱浓度降低，最终四洗浓度会大幅下降，末次洗液浓度由10g/l降低到5g/l碱耗少损失9公斤氢氧化钠/吨干赤泥，两条线一年就是少损失7547.4吨氢氧化钠，一年少损失3868万元。②通过改造后，氧化铝净溶出率提高3%，每吨氧化铝矿耗减少0.118吨。每月产量按6万吨氧化铝计算，可少消耗矿石7113.10吨。节约成本3199646元。③洗涤沉降系统水解减少，精液的苛性比值降低0.2，分解率可提高2%，分解产出率可提高3公斤/立方精液。每月产量按6万吨氧化铝计算，系统可多产出2340吨氧化铝[1]。[1]河南某公司2017年生产技术年报．[2]杨重愚．氧化铝生产工艺[M]．北京：冶金工业出版社，1992.（上接7页）3.1 预估等速采样的速度预估风速可以取值风速计连续监控的风速的平均值，如果天窗位置处风速变化较大，则可以将测试系统分成2个或多个子测试系统，每个子测试系统采用其对应时间段的平均风速，最后子测试系统的数值进行汇总处理。3.2 管路系统状况预测试在进行系统测试之前，启动引风机，通过主管和管路系统抽取天窗无组织排放的含有氟气体。通过调整风机调节装置来调整进入管路的烟风量，使进入采样口的气体流速近似于邻近风速计测出的天窗空气流速。3.3 主管等速采样速度的调整（1）初始调整。在进行正式测试前，需要调整引风机，使进入采样口的气体流速近似等于天窗的平均风速。用下式可以确定采样点位置的管路内的风速，从而确保采样口抽取气样时是等速采样。8=采样嘴数；Vd=采样点处管路内的风速，m/s；Dd=采样点处管路直径，m；Dn=天窗采样嘴直径，m；Vm=天窗平均风速，m/s。接下来的工作，则是为了确保风速测量的正确性，我们将采用皮托管测试管道内的风速。（2）测试过程中的调整。如果测试系统被分成2个或多个子测试系统，测试过程中的等速校验是很有必要的，校验需要在子测试系统工作开始之前进行。在测试过程中不允许进行等速调整工作。4 主管采样口校准在主管系统安装时，首先应该对主管采样口进行校验。或者在安装前，主管预装配时，在地面上对采样口进行校准，应遵循如下步骤：①将标准皮托管插入到主管上风（阀）门和采样口间的校准孔（直径25mm或更小）内，测试每个采样口的入风风速。注意：应该用标准皮托管，而不是采用S型皮托管，以减少在细采样管（直径130mm）里截面阻塞而引起的测试误差。皮托管末端应该位于主管分支管路的中心。同时注意保证皮托管周围不能有漏气现象，因为漏气会影响到主管分支内的速度分布。②调节引风机的流量，使每个采样口的入口流速接近于天窗无组织排放的烟气流速的平均值。③如果进入每个采样口的风速不同，调整每个风（阀）门的开闭度，使每个采样口的风速保持一致。考虑到测试的要求及设备的加工费用，我们对EPA中给出的采样系统进行了优化，采样口由8个减少为4个，同样采样管的管径也做了相应的调整。同时，要对整个采样系统进行了阻力和风量估算，其中天窗自然通风最大风速取值2.5m/s，采样管路长度取值45m，风机选取的参数：风量5400m3/h，全压1250Pa。5 总结通过如上所述，我们对电解铝天窗无组织排放的烟气采样，从方案设计，到安装、施工过程，最后到系统调试做了详细的介绍，可以最大程度的保证系统采样的准确性与均匀性，为后续的设计方案优化等工作打下坚实基础。
拜耳法赤泥中主要组分分离研究
第ｌ３卷第１期 ２０１４年３月 材料与 冶金学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．１ Ｍａｒｃｈ ２０１４ 拜耳法赤泥中主要组分分离研究 王红伟 ，马科友 ，安松琦 （１．济源职业技术学院，河南济源４５９０００；２．中铝公司河南分公司，郑州４５００４１） 摘要：采用铵盐焙烧、水浸、酸浸等工艺对拜耳法赤泥进行处理，分离出了赤泥中的主要组分铁、铝、 钙、硅，得到其相应的化合物：氧化铁、硫酸铝、石膏和水玻璃．研究了焙烧、水浸和酸浸工艺对拜耳法赤 泥成分的影响，探索了从拜耳法赤泥中分离铁、铝、钙、硅的工艺方法和技术条件，分析了制备样品的化学 成分和物相组成． 关键词：拜耳法赤泥；组分分离；焙烧；浸出 中图分类号：ＴＦ ｏ９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－６６２０（２０１４）０１－００２４－０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ Ｂａｙｅｒ ｒｅｄ ｍｕｄ Ｗａｎｇ Ｈｏｎｇｗｅｉ ，Ｍａ Ｋｅｙｏｕ ，Ａｎ Ｓｏｎｇｑｉ （１．Ｊｉｙｕａｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｃａｄｅｍｙ；Ｈｅｎａｎ，Ｊｉｙｕａｎ ４５９０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｅｎａｎ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆＣｈａｌｃｏ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｖａｌｕａｂｌｅ ｍｅｔａｌｓ：ｉｒｏｎ，ａｌｕｍｉｎｕｍ，ｃａｌｃｉｕｍ，ＳＯｄｉｕｍ ａｎｄ ｓｉｌｌｃｏｎ，ｗｅｒｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｂａｙｅｒ ｒｅｄ ｍｕｄ ｂｙ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ，ｗａｔｅｒ ｓｏａｋｉｎｇ，ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｅｔｃ．Ｔｈｅｉｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｅｒｒｉｃ ｏｘｉｄｅ，ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ，ｇｙｐｓｕｍ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｗｅｒｅ ｏｂｔＮｎｅｄ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｓｔｉｎｇ，ｗａｔｅｒ ｓｏａｋｉｎｇ ａｎｄ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｂａｙｅｒ ｒｅｄ ｍｕｄ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｉｒｏｎ， ａｌｕｍｉｎｕｍ，ｃａｌｃｉｕｍ，ｓｏｄｉｕｍ ａｎｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｆｒｏｍ Ｂａｙｅｒ ｒｅｄ ｍｕｄ ｗｅｒｅ ｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈａｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｂａｙｅｒ ｒｅｄ ｍｕｄ；ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ；ｒｏａｓｔｉｎｇ；ｌｅａｃｈｉｎｇ 近年来，我国有色金属行业发展迅速，氧化铝 和电解铝产能均跃居世界第一；随着氧化铝需求 量的增大和铝土矿品位的降低，赤泥排放量将越 来越大．预计到２０１５年我国积累的赤泥总量将达 到３．５亿ｔ，而目前我国赤泥的利用仅占总量的 ４％左右…，其余的赤泥只能筑坝堆存．赤泥中含 有丰富的铝、铁、钠、钙、硅、钛等有价元素，且具有 强碱性和高放射性Ｌ２ ，大量赤泥的堆放，不仅占 用了大量土地，耗费较多的堆场建设和维护管理 费用，而且对生态环境和人类的生活也存在潜在 的威胁，同时也造成了资源的浪费． 本文以廉价的铵盐为添加剂，先对拜耳法赤 泥进行焙烧处理，然后根据赤泥中各元素化合物 物化性质的差异，采用水浸、酸浸等工艺，将铁、 铝、钙、硅等主要组分分离出来，使稀有金属钛等 得以富集，从而实现赤泥的减量化和无害化． １ 试验 １．１试验原料 拜耳法赤泥取自中铝河南分公司管道化弃赤 泥，经过五次洗涤、烘干，研磨备用．氯化铵、硫酸 铵、碳酸氢铵、碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠、盐酸和 硫酸均为分析纯试剂． １．２试验方法 将一定量的铵盐与赤泥均匀混合后装入瓷坩 埚并加盖封闭，放入高温炉中焙烧；所得焙砂在 ９５℃水浴中用纯净水浸出，过滤． 水浸液中依次加入碳酸氢铵，碳酸钠，硫酸 钠，分步沉淀出氧化铁和石膏；水浸渣用盐酸浸 出，过滤，滤液收集，盐酸浸出渣在高温炉中进行 硫酸化焙烧． 硫酸化焙烧渣用稀硫酸浸出，过滤．硫酸浸出 液通过循环浸出可使钛、铝等元素得以积累，并在 收稿日期：２０１３－０９．１６． 作者简介：王红伟（１９７４一），女，讲师，硕士，Ｅ—ｍａｉ
利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖及其性能研究
斩 建筑粉 全国中文核心期刊
利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖
及其性链研究
彭建军 ，刘恒波 ，高遇事 ～，万军 ，张乃从ｔ，顾汉念ｓ，贾韶辉－
（１．贵州省建筑材料科学研究设计院，贵州贵阳５５０００７；
２．贵州工业废渣综合利用研发测试中心，贵州贵阳５５０００７；
３．中困科学院地球化学研究所，贵州贵阳５５０１３０２）
摘要：对利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖工艺和产品性能进行研究，并提出免烧砖返碱现象解决办法。试验结果表明，利用拜
耳法赤泥制备免烧路面砖是可行的，所测性能指标符合相关标准要求。
关键词：拜耳法赤泥：路面砖；免烧砖；工业废渣；综合利用
中图分类号：ＴＵ５２２．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—７０２Ｘ（２０１１）０４—００２１—０３
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｕｎｂｕｒｎｅｄ ｐａ￣ｎｇ ｂｒｉｃｋ ｂｙ Ｂａｙｅｒ ｒｅｄ ｍｕｄ
ＰＥＮＧ Ｊｉａ￣ｊｕｎ ，ＬＩＵ Ｈｅｎｇｂｏ】Ｉ２’ＧＡ０ Ｙｕｓｈｉ ，ＷＡＮ Ｊｕｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｎａｉｃｏｎｇ ，ＧＵ Ｈａｎｎｉａｎ３，ＪＩＡ Ｓｈａｏｈｕｉ ，
（１．Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００７，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ：
２．Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｗａｓｔｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｒ＆Ｄ Ｔｅｓｔ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００７，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ：
３．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００２，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｕｎｂｕｒｎｅｄ ｐａｖｉｎｇ ｂｒｉｃｋ ｂｙ Ｂａｙｅｒ ｒｅｄ ｍｕｄ，ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ