拜耳法生产氧化铝工艺.doc

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1、.拜耳法生产氧化铝工艺1.拜耳法定义所谓“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。100多年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用着拜耳法这个名词。拜耳法在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质量高，其经济效果远非其它方法所能媲美。目前全世界生产的Al2O3和Al(OH)3，有90%以上是用拜耳法生产的。拜耳法包括两个主要过程，也就是拜耳提出的两项专利。（1）一项是他发现Na2O和Al2O3分子比为1.8的铝酸钠溶液在常温下，只要添加Al(OH)3作晶种，不断搅拌，溶液中的Al2O3便可以呈A

2、l(OH)3徐徐析出，直到其中Na2O和Al2O3的分子比提高到6为止。这也就是铝酸钠溶液的晶种分解过程。（2）另一项是他发现，已经析出大部分Al(OH)3的溶液，在加热时，又可以溶出铝土矿中的Al2O3水合物，这也就是利用种分母液溶出铝土矿的过程。交替使用这两个过程就能够一批批地处理铝土矿，从中得出纯的Al(OH)3产品，构成所谓拜耳法循环。拜耳法的实质也可用下列反应来表示。反应在不同条件下的交替进行：Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq2拜耳法基本原理及适用范围2.1基本原理：（l）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

3、拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。（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铝土矿，即溶出过程。2.2适用范围氧化铝的生产方法有拜耳法、烧结法、拜耳—烧结联合法三种。各种方法的适用范围为：（3）拜耳法：7

4、。主要缺点是不能单独地处理二氧化硅含量高的矿石。另外对于赤泥的处理很困难。3拜耳法基本流程拜耳法的基本流程可以大致分为如下的主要生产工序：原矿破碎﹑高压溶出﹑..溶出矿浆稀释和赤泥分离洗涤﹑晶种分解﹑Al(OH)3分离、洗涤﹑焙烧﹑母液蒸发及苛化等。3.1拜耳法工艺流程图..3.2拜耳法各工序简介3.2.1高压溶出溶出的目的是将铝土矿中的Al2O3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Al2O3的技术经济指标。溶出工艺主要取决于铝土矿的化学成分以及矿物组成类型。示意图如图2。..3.2.2溶出矿浆的稀释以及赤泥的分离洗涤赤泥就是溶出铝土矿得到的泥渣。由于其中常常含有

5、大量氧化铁，呈现红色，习惯上称做赤泥。溶出矿浆稀释的作用：（1）当溶出过程结束后为了进行后面的分解过程。溶出矿浆的稳定性就不能太大，否则就不便于分解过程的进行。为了促进铝酸钠溶液的分解，就必须进行溶出矿浆的稀释。（2）由于溶出后的矿浆要进行赤泥沉降分离，对溶出矿浆进行稀释，可以降低铝酸钠溶液的粘度，以便于赤泥的沉降分离。（3）促使铝酸钠溶液进一步脱硅，由于铝酸钠溶液中的氧化硅的平衡浓度随Al2O3浓度的升高而升高，为了保证Al(OH)3的质量，必须要求精液的硅量指数在300以上，对铝酸钠溶液的稀释会降低氧化硅的平衡浓度，加上大量赤泥作种子，使溶液发生脱硅反应。洗涤：由于分离后的赤泥附

6、带着一部分铝酸钠溶液，为了减小Al2O3和氧化钠的损失，所以要对赤泥进行洗涤。赤泥的分离及洗涤如图3所示。3.2.3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。再加入Al(OH)3作晶种，并进行搅拌，使其析出Al(OH)3的过程。它是拜耳法生产Al2O3的另外一个关键工序，该工序对Al(OH)3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Al(OH)3外，同时得到分子比较高的种分母液，作为溶出铝土矿的循环母液，构成拜耳法生产Al2O3的闭路循环。示意图如图4、图5所示。....3.2.4Al(OH)3的分离、洗涤经晶种分解得到的Al(OH)3浆液，要进行

7、分离才能得到所需要的Al(OH)3和种分母液，分离后的Al(OH)3，一部分不经洗涤返回流程作晶种。分离Al(OH)3和母液相，可以采用不同方法，如沉降或过滤等。其余部分经洗涤回收Al(OH)3附带的Al2O3和氧化钠后成为Al(OH)3成品。种分母液则返回流程重新使用。如图6所示。3.2.5分解母液蒸发和碳酸钠的苛化分解母液蒸发主要是排除流程中多余水分，保持循环系统中水量平衡，使母液蒸浓到符合拜耳法溶出铝土矿或烧结法配制生料浆的浓度要求。由于苛性碱与矿石