1、 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁冶金工程系 楊 娜 輕金屬冶金輕金屬冶金 -氧化鋁生產(chǎn)氧化鋁生產(chǎn)1.1.鋁酸鈉穩(wěn)定性？影響因素？鋁酸鈉穩(wěn)定性？影響因素？ 復(fù)習(xí)內(nèi)容復(fù)習(xí)內(nèi)容從過飽和鋁酸從過飽和鋁酸鈉溶液開始分鈉溶液開始分解析出氫氧化解析出氫氧化鋁所需時間的鋁所需時間的長短長短 K溫度溫度 濃度濃度雜質(zhì)雜質(zhì) 添加晶種添加晶種攪拌攪拌晶種分解過程晶種分解過程溶出過程溶出過程 分解得到的母液，經(jīng)分解得到的母液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮后在高溫下蒸發(fā)濃縮后在高溫下可用來溶出新的一批可用來溶出新的一批鋁土礦鋁土礦拜耳法是由拜耳法是由K.J.拜耳拜耳1889-1892年提出而命名。用年提出而命名。用于處理高鋁硅比鋁土礦，特別是三水鋁石

2、型鋁土于處理高鋁硅比鋁土礦，特別是三水鋁石型鋁土礦，流程簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，得以廣泛應(yīng)用礦，流程簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，得以廣泛應(yīng)用實質(zhì)實質(zhì)：4.2 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁拜耳法生產(chǎn)氧化鋁拜耳法的原理拜耳法的原理用用NaOH溶液溶出鋁土溶液溶出鋁土礦所得到的鋁酸鈉溶液礦所得到的鋁酸鈉溶液在添加晶種，不斷攪拌在添加晶種，不斷攪拌的條件下，溶液中的氧的條件下，溶液中的氧化鋁便呈氫氧化鋁析出化鋁便呈氫氧化鋁析出Al2O3(1或或3)H2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq溶出溶出分解分解拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)3060200MR=3.40拜耳法生產(chǎn)拜耳法生產(chǎn)Al2O3的主要工序

3、的主要工序鋁土礦的溶出鋁土礦的溶出鋁酸鈉溶液的稀釋鋁酸鈉溶液的稀釋晶種分解晶種分解氫氧化鋁的焙燒氫氧化鋁的焙燒分解母液蒸發(fā)分解母液蒸發(fā)MR=1.65ABA點：循環(huán)母液的組成點點：循環(huán)母液的組成點AB線：溶出線線：溶出線 BC線：稀釋線線：稀釋線CD線：分解線線：分解線 DA線：蒸發(fā)線線：蒸發(fā)線拜耳循環(huán)：拜耳循環(huán)：ABCDA至至Al2O3H2OCD至至Al2O33H2O4.2 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁拜耳法生產(chǎn)氧化鋁拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)實際生產(chǎn)中與拜耳法循環(huán)的理想過程有差別實際生產(chǎn)中與拜耳法循環(huán)的理想過程有差別實際生產(chǎn)過程存在實際生產(chǎn)過程存在Na2O和和Al2O3的化學(xué)損失和機械損失的化學(xué)損

4、失和機械損失溶出時因水分的蒸發(fā)和凝聚使溶液濃度改變?nèi)艹鰰r因水分的蒸發(fā)和凝聚使溶液濃度改變晶種分解過程添加的晶種帶入母液使溶液的分子比有所晶種分解過程添加的晶種帶入母液使溶液的分子比有所提高提高 因此實際生產(chǎn)過程的拜耳循環(huán)各線段偏離理想位因此實際生產(chǎn)過程的拜耳循環(huán)各線段偏離理想位置，每次循環(huán)后必須補充所損失的堿，才能使母液置，每次循環(huán)后必須補充所損失的堿，才能使母液的組成回復(fù)到循環(huán)開始點的組成回復(fù)到循環(huán)開始點A點，然后繼續(xù)進(jìn)行下一點，然后繼續(xù)進(jìn)行下一次循環(huán)。次循環(huán)。4.2 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁拜耳法生產(chǎn)氧化鋁拜耳法的基本流程拜耳法的基本流程原礦漿制備原礦漿制備高壓溶出高壓溶出溶出礦漿的稀釋及溶出礦漿

5、的稀釋及赤泥的分離洗滌赤泥的分離洗滌晶種分解晶種分解 氫氧化鋁的分離與洗滌氫氧化鋁的分離與洗滌氫氧化鋁煅燒氫氧化鋁煅燒種分母液的蒸發(fā)及種分母液的蒸發(fā)及一水碳酸鈉的苛化一水碳酸鈉的苛化4.2 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁拜耳法生產(chǎn)氧化鋁4.2.1原礦漿的制備原礦漿的制備拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)（1）原礦漿制備）原礦漿制備原礦漿制備：原礦漿制備：是把拜耳法生是把拜耳法生產(chǎn)氧化鋁所用的原料，如鋁土產(chǎn)氧化鋁所用的原料，如鋁土礦、石灰、循環(huán)母液等按一定礦、石灰、循環(huán)母液等按一定的比例配制出化學(xué)成分、物理的比例配制出化學(xué)成分、物理性能都符合性能都符合溶出溶出要求的原礦漿。要求的原礦漿。l原礦漿制備要求：原礦漿制備要求：參與化

6、學(xué)反應(yīng)的物料要有一定細(xì)度參與化學(xué)反應(yīng)的物料要有一定細(xì)度參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)之間要有一定參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)之間要有一定的配比和均勻混合的配比和均勻混合原礦漿制備是氧化鋁原礦漿制備是氧化鋁生產(chǎn)的第一道工序，生產(chǎn)的第一道工序，也是重要的工序，影也是重要的工序，影響著氧化鋁的溶出率、響著氧化鋁的溶出率、赤泥沉降性能、種分赤泥沉降性能、種分分解率以及氧化鋁產(chǎn)分解率以及氧化鋁產(chǎn)量等技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。量等技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。拜耳法配料的目的：拜耳法配料的目的： 配料的目的是將鋁土礦配料的目的是將鋁土礦和石灰、苛性堿按照一定比例和石灰、苛性堿按照一定比例配制，在溶出條件下，使各參配制，在溶出條件下，使各參與反應(yīng)的物質(zhì)充分

7、進(jìn)行反應(yīng)。與反應(yīng)的物質(zhì)充分進(jìn)行反應(yīng)。鋁礦石中的氧化鋁生成可溶性鋁礦石中的氧化鋁生成可溶性的鋁酸鈉，轉(zhuǎn)入溶液里與生成的鋁酸鈉，轉(zhuǎn)入溶液里與生成的鈉硅渣或水化石榴石分離。的鈉硅渣或水化石榴石分離。 鋁礦石中的氧化硅、氧鋁礦石中的氧化硅、氧化鐵、碳酸鹽和硫化物等在溶化鐵、碳酸鹽和硫化物等在溶出過程中會造成堿的損失，所出過程中會造成堿的損失，所以在配料中要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a堿。以在配料中要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a堿。4.2.1原礦漿的制備原礦漿的制備4.2.1原礦漿的制備原礦漿的制備從母液蒸發(fā)工序送來的蒸發(fā)母液，通過堿液泵送到從母液蒸發(fā)工序送來的蒸發(fā)母液，通過堿液泵送到管磨與按比例分配下料的鋁土礦，石灰及干燥的堿粉一道

8、進(jìn)管磨與按比例分配下料的鋁土礦，石灰及干燥的堿粉一道進(jìn)入磨機桶體進(jìn)行濕磨，管磨產(chǎn)出的原礦漿通過輸送系統(tǒng)輸送入磨機桶體進(jìn)行濕磨，管磨產(chǎn)出的原礦漿通過輸送系統(tǒng)輸送到料漿槽。到料漿槽。4.2.1原礦漿的制備原礦漿的制備810m47.02t/h 4.70t/h 217.3m3/h 4.58t/h 45.76t/h 217.3m3/h 自蒸發(fā)自蒸發(fā)礦石礦石石灰石灰堿液堿液堿液泵堿液泵礦漿槽礦漿槽8*10400m3 Q=610m3/hQ=400m3/h355 m3/h 240 m3/h 240m3/h 240 m3/h 240 m3/h 4.58t/h 45.76t/h 217.3m3/h （2）鋁土礦礦

9、漿預(yù)脫硅）鋁土礦礦漿預(yù)脫硅 經(jīng)過濕磨的鋁土礦礦漿需經(jīng)過預(yù)熱、再加熱到經(jīng)過濕磨的鋁土礦礦漿需經(jīng)過預(yù)熱、再加熱到溶出需要的溫度，以進(jìn)行溶出反應(yīng)。在預(yù)熱過程中溶出需要的溫度，以進(jìn)行溶出反應(yīng)。在預(yù)熱過程中鋁土礦所含的易于與堿液作用的硅礦物，在常壓下鋁土礦所含的易于與堿液作用的硅礦物，在常壓下即開始與堿液反應(yīng)而進(jìn)入溶液，使溶液中的氧化硅即開始與堿液反應(yīng)而進(jìn)入溶液，使溶液中的氧化硅迅速增加，然后又成為溶解度很小的水合鋁硅酸鈉迅速增加，然后又成為溶解度很小的水合鋁硅酸鈉（俗稱鈉硅渣）從溶液中析出，在預(yù)熱器表面形成（俗稱鈉硅渣）從溶液中析出，在預(yù)熱器表面形成結(jié)垢。結(jié)垢。高壓溶出高壓溶出是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的主要

10、工序之一。影是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的主要工序之一。影響拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。響拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。溶出目的：溶出目的：將鋁土礦中的氧化鋁水合物溶解成鋁酸鈉溶將鋁土礦中的氧化鋁水合物溶解成鋁酸鈉溶液，并使溶液充分脫硅，避免過量液，并使溶液充分脫硅，避免過量SiO2影響產(chǎn)品質(zhì)量，且影響產(chǎn)品質(zhì)量，且把苛性堿的消耗減至最少。把苛性堿的消耗減至最少。工業(yè)生產(chǎn)中工業(yè)生產(chǎn)中一般采用循環(huán)母液來溶出鋁土礦，且添加石一般采用循環(huán)母液來溶出鋁土礦，且添加石灰以加快氧化鋁水合物（特別是一水硬鋁石）的溶出速度?；乙约涌煅趸X水合物（特別是一水硬鋁石）的溶出速度。并且把鋁土礦、石灰、循環(huán)母液磨制成礦漿后

11、在溶出設(shè)備并且把鋁土礦、石灰、循環(huán)母液磨制成礦漿后在溶出設(shè)備中完成溶出過程。中完成溶出過程。溶出過程的主要技術(shù)條件和經(jīng)濟指標(biāo)：溶出過程的主要技術(shù)條件和經(jīng)濟指標(biāo)：溶出溫度、溶出溶出溫度、溶出時間、時間、Al2O3溶出率、堿耗、熱耗等。溶出率、堿耗、熱耗等。4.2.2 高壓溶出 鋁土礦溶出鋁土礦溶出盡可能高的盡可能高的Al2O3溶出率溶出率Na2O化學(xué)損失盡可能低化學(xué)損失盡可能低溶出液具有足夠的硅量指數(shù)溶出液具有足夠的硅量指數(shù)溶出液具有低的分子比溶出液具有低的分子比循環(huán)母液具有高的分子比和循環(huán)母液具有高的分子比和Na2O濃度濃度4.2.2 高壓溶出 氧化鋁水合物的溶出行為氧化鋁水合物的溶出行為含硅

12、礦物的溶出行為、產(chǎn)生的危害及防治措施含硅礦物的溶出行為、產(chǎn)生的危害及防治措施含鐵礦物的溶出行為含鐵礦物的溶出行為、產(chǎn)生的危害及防治措施產(chǎn)生的危害及防治措施含鈦礦物的溶出行為、含鈦礦物的溶出行為、 產(chǎn)生的危害及防治措施產(chǎn)生的危害及防治措施含硫礦物的溶出行為、產(chǎn)生的危害及防治措施含硫礦物的溶出行為、產(chǎn)生的危害及防治措施有機物的溶出行為、產(chǎn)生的危害及防治措施有機物的溶出行為、產(chǎn)生的危害及防治措施掌握的主要內(nèi)容掌握的主要內(nèi)容4.2.2 高壓溶出 %100)/A11%100ASAS（理%100)/()/)/(%100AQAQAQ礦泥礦礦礦泥泥礦礦實（SASASA氧化鋁實際溶出率：氧化鋁實際溶出率：鋁土礦

13、與鋁土礦與NaOH反應(yīng)實際溶出到溶液中的反應(yīng)實際溶出到溶液中的Al2O3量與鋁土礦中量與鋁土礦中Al2O3總量之比?？偭恐?。拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)氧化鋁溶出率氧化鋁溶出率%1001)/)/()/礦泥礦理實相（SASASA氧化鋁理論溶出率：氧化鋁理論溶出率：理論上礦石中可以溶出的理論上礦石中可以溶出的Al2O3量（扣除不量（扣除不可避免的化學(xué)損失）與礦石中可避免的化學(xué)損失）與礦石中Al2O3總量之比?？偭恐?。氧化鋁相對溶出率：氧化鋁相對溶出率：氧化鋁實際溶出率與理論溶出率之比。氧化鋁實際溶出率與理論溶出率之比。4.2.2 高壓溶出 泥礦泥SS赤泥的產(chǎn)出率：赤泥的產(chǎn)出率：每處理每處理1t鋁土礦所生成

14、的赤泥量鋁土礦所生成的赤泥量拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)赤泥的產(chǎn)出率及堿耗赤泥的產(chǎn)出率及堿耗)/kg1/608100008.603222OtAlONaSASASONa（損失堿耗：堿耗：鋁土礦溶出過程，每溶出鋁土礦溶出過程，每溶出1tAl2O3所損失的堿量所損失的堿量A/S=7時，時，理理=85.7%，Na2O耗耗=101KgA/S=5時，時， 理理=80.0%, Na2O耗耗=152Kg拜耳法生產(chǎn)氧化拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時，為什么要鋁時，為什么要求高的求高的A/S比？比？4.2.2 高壓溶出 2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為氧化鋁的溶出行為：氧化鋁的溶出行為：鋁土礦所含氧化鋁水合物

15、在溶出條鋁土礦所含氧化鋁水合物在溶出條件下與循環(huán)母液中的件下與循環(huán)母液中的NaOH作用生成鋁酸鈉進(jìn)入溶液中。作用生成鋁酸鈉進(jìn)入溶液中。是鋁土礦溶出過程的主要反應(yīng)是鋁土礦溶出過程的主要反應(yīng)Al2O3(1或或3)H2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq溶出溶出分解分解鋁土礦類型鋁土礦類型溫度（溫度（）Na2O(g/L)Al2O3(g/L)分子比分子比MRMR三水鋁石三水鋁石1451101301.40一水軟鋁石一水軟鋁石2301101201.50一水硬鋁石一水硬鋁石2501201201.65鋁土礦類型不同溶出條件不同鋁土礦類型不同溶出條件不同在低溫下溶出三水鋁石時，礦石中以石英形態(tài)存在的

16、那部分在低溫下溶出三水鋁石時，礦石中以石英形態(tài)存在的那部分SiO2將轉(zhuǎn)移到赤泥中被分離出去，不會引起氧化鋁和氧化鈉的損失。將轉(zhuǎn)移到赤泥中被分離出去，不會引起氧化鋁和氧化鈉的損失。含硅礦物：含硅礦物：含硅礦物在溶出中的行為含硅礦物在溶出中的行為含硅礦物是堿法生產(chǎn)氧含硅礦物是堿法生產(chǎn)氧化鋁中最有害的雜質(zhì)化鋁中最有害的雜質(zhì)高嶺石高嶺石蛋白石蛋白石石英石英葉臘石（葉臘石（Al2O3.4SiO2.H2O）等其他含硅礦物等其他含硅礦物l分子式分子式Al2O32SiO22H2Ol是鋁土礦中主要含硅礦物存在形態(tài)是鋁土礦中主要含硅礦物存在形態(tài)l化學(xué)活性高于石英，在較低溫度下化學(xué)活性高于石英，在較低溫度下就與堿反

17、應(yīng)就與堿反應(yīng)l分子式分子式SiO2l無定性形態(tài)無定性形態(tài)l含硅礦物中化學(xué)活性最高含硅礦物中化學(xué)活性最高l分子式分子式SiO2l結(jié)晶形態(tài)結(jié)晶形態(tài)l化學(xué)活性最穩(wěn)定，在較高溫度下才化學(xué)活性最穩(wěn)定，在較高溫度下才開始分解開始分解含硅礦物的溶出行為：含硅礦物的溶出行為：含硅礦物與堿反應(yīng)，首先分解成鋁酸鈉含硅礦物與堿反應(yīng)，首先分解成鋁酸鈉和硅酸鈉進(jìn)入溶液，然后當(dāng)硅酸鈉濃度達(dá)一定值后與鋁酸鈉溶和硅酸鈉進(jìn)入溶液，然后當(dāng)硅酸鈉濃度達(dá)一定值后與鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成水合鋁硅酸鈉（鈉硅渣）進(jìn)入赤泥。液反應(yīng)生成水合鋁硅酸鈉（鈉硅渣）進(jìn)入赤泥。Al2O32SiO22H2O+6NaOH+aq2NaAl(OH)4+2NaH2S

18、iO4+aq 溶解反應(yīng)溶解反應(yīng)2NaAl(OH)4+xNaH2SiO4+aq Na2OAl2O3xSiO2nH2O+2xNaOH+aq 脫硅脫硅反應(yīng)反應(yīng)2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為含硅礦物所造成的危害含硅礦物所造成的危害含硅礦物在溶出中的行為含硅礦物在溶出中的行為引起引起Al2O3和和Na2O的損失的損失鈉硅渣進(jìn)入氫氧化鋁后，降低鈉硅渣進(jìn)入氫氧化鋁后，降低產(chǎn)產(chǎn) 品質(zhì)量品質(zhì)量鈉硅渣在生產(chǎn)設(shè)備和管道上，鈉硅渣在生產(chǎn)設(shè)備和管道上，特別是在換熱表面上析出成為結(jié)特別是在換熱表面上析出成為結(jié) 疤，使傳熱系數(shù)大大降低，增加疤，使傳熱系數(shù)大大降低，增加能耗和清理工作量能耗和清理

19、工作量大量鈉硅渣的生產(chǎn)增大赤泥量，大量鈉硅渣的生產(chǎn)增大赤泥量，并且可能成為極分散的細(xì)懸浮體，并且可能成為極分散的細(xì)懸浮體，極不利于赤泥的分離洗滌極不利于赤泥的分離洗滌防治措施：防治措施：預(yù)脫硅預(yù)脫硅l 預(yù)脫硅就是在高壓溶出之前，將預(yù)脫硅就是在高壓溶出之前，將原礦漿在原礦漿在90以上攪拌以上攪拌6-10h，使，使大部分大部分SiO2在高壓溶出前的預(yù)熱在高壓溶出前的預(yù)熱階段成為水合鋁硅酸鈉結(jié)晶析出。階段成為水合鋁硅酸鈉結(jié)晶析出。是減輕溶出器和管道結(jié)疤的有效是減輕溶出器和管道結(jié)疤的有效途徑。途徑。 l 預(yù)脫硅過程并不是所有的硅礦物預(yù)脫硅過程并不是所有的硅礦物都能參加反應(yīng)，只有高嶺石和多都能參加反應(yīng)，

20、只有高嶺石和多水高嶺石這些活性的硅礦物才能水高嶺石這些活性的硅礦物才能反應(yīng)生成鈉硅渣，保持較長時間，反應(yīng)生成鈉硅渣，保持較長時間，可以使生成鈉硅渣的反應(yīng)進(jìn)行得可以使生成鈉硅渣的反應(yīng)進(jìn)行得更充分。更充分。2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為含鐵礦物：含鐵礦物：含鐵礦物在溶出中的行為含鐵礦物在溶出中的行為氧化礦氧化礦硫化礦硫化礦碳酸鹽礦碳酸鹽礦赤鐵礦的溶出行為：赤鐵礦的溶出行為：鋁土礦中的赤鐵礦在拜耳法溶出過稱中不鋁土礦中的赤鐵礦在拜耳法溶出過稱中不與苛性堿反應(yīng)，直接進(jìn)入赤泥，對溶出過程不產(chǎn)生影響，是一與苛性堿反應(yīng)，直接進(jìn)入赤泥，對溶出過程不產(chǎn)生影響，是一種有利礦物。種有利

21、礦物。l黃鐵礦黃鐵礦FeS2l高硫鋁土礦中含有較多黃鐵礦高硫鋁土礦中含有較多黃鐵礦l菱鐵礦菱鐵礦FeCO3l赤鐵礦赤鐵礦Fe2O3、針鐵礦、針鐵礦FeOOH、磁鐵、磁鐵礦礦Fe3O4，褐鐵礦，褐鐵礦Fe2O3H2Ol赤鐵礦和針鐵礦是我國主要含鐵礦物赤鐵礦和針鐵礦是我國主要含鐵礦物針鐵礦的溶出行為：針鐵礦的溶出行為：鋁土礦中的針鐵礦在拜耳法溶出過稱中會鋁土礦中的針鐵礦在拜耳法溶出過稱中會晶格脫水轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦。由于針鐵礦的高度分散性，影響赤泥晶格脫水轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦。由于針鐵礦的高度分散性，影響赤泥的沉降和過濾性能。是一種不利礦物。的沉降和過濾性能。是一種不利礦物。2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土

22、礦中各種成分在溶出的行為含鐵礦物在溶出中的行為含鐵礦物在溶出中的行為針鐵礦晶格中針鐵礦晶格中AlAl的取代，降低了氧化鋁的溶出率的取代，降低了氧化鋁的溶出率對赤泥的分離和沉降不利對赤泥的分離和沉降不利溶解苛性堿損失增大溶解苛性堿損失增大針鐵礦型鋁土礦不利影響針鐵礦型鋁土礦不利影響溶出過程，可以通過添加溶出過程，可以通過添加CaO將針將針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦而消除不利影響鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦而消除不利影響降低赤泥中的降低赤泥中的Na2O/SiO2促使針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，改善赤泥沉降和分離性能促使針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，改善赤泥沉降和分離性能提高鋁土礦中氧化鋁的溶出率提高鋁土礦中氧化鋁的溶出率提高循環(huán)母液中釩

23、的濃度，有利于回收提高循環(huán)母液中釩的濃度，有利于回收針鐵礦型鋁土礦溶出時加入針鐵礦型鋁土礦溶出時加入CaO的作用的作用(Fe1-xAlx)2O33xH2O+2xOH-+ aq (1-x)Fe2O3+2xAl(OH)4-+aq2 2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為含鈦礦物：含鈦礦物：無定性無定性TiO2，銳鈦礦，板鈦礦，金紅石，銳鈦礦，板鈦礦，金紅石，與堿反應(yīng)活性逐漸降低。與堿反應(yīng)活性逐漸降低。含鈦礦物在溶出中的行為含鈦礦物在溶出中的行為含鈦礦物的溶出行為：含鈦礦物的溶出行為：在溶出一水硬鋁石型鋁土礦時，在溶出一水硬鋁石型鋁土礦時，不添加石灰，氧化鈦與堿作用生成不溶性的

24、鈦酸鈉不添加石灰，氧化鈦與堿作用生成不溶性的鈦酸鈉Na2O3TiO22H2O，鈦酸鈉結(jié)晶致密，在礦粒表面形，鈦酸鈉結(jié)晶致密，在礦粒表面形成一致密薄膜，把礦粒包裹起來，阻礙一水硬鋁石的成一致密薄膜，把礦粒包裹起來，阻礙一水硬鋁石的溶出。由于三水鋁石易溶解，在鈦酸鈉生成之前已經(jīng)溶出。由于三水鋁石易溶解，在鈦酸鈉生成之前已經(jīng)溶解完畢，所以溶解完畢，所以 TiO2不影響三水鋁石的溶出。不影響三水鋁石的溶出。2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為含鈦礦物在溶出中的行為含鈦礦物在溶出中的行為含鈦礦物在溶出過程的危害：含鈦礦物在溶出過程的危害：造成堿損失，阻礙一水造成堿損失，阻礙一水硬

25、鋁石溶出和形成高溫鈦結(jié)疤。硬鋁石溶出和形成高溫鈦結(jié)疤。消除消除TiO2不良影響的措施：不良影響的措施：添加石灰，使添加石灰，使TiO2與與CaO作用生成不溶解的鈦酸鈣：作用生成不溶解的鈦酸鈣：2CaOTiO2=2CaOTiO2，由于鈦酸鈣結(jié)晶粗大松脆，由于鈦酸鈣結(jié)晶粗大松脆，易脫落，所以氧化鋁溶出不受影響，并且消除了生成易脫落，所以氧化鋁溶出不受影響，并且消除了生成鈦酸鈉所造成的堿損失。鈦酸鈉所造成的堿損失。 2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為溶出過程添加石灰的作用溶出過程添加石灰的作用l(1)消除鋁土礦消除鋁土礦TiO2的不良影響，避免鈦酸鈉的生成的不良影響，避免鈦

26、酸鈉的生成 CaO和和TiO2生成幾種化合物，生成幾種化合物， CaO多時生成鈦水化石榴石多時生成鈦水化石榴石3CaO(Al2O3TiO2) x(TiO2SiO2) (6-2x)H2O，當(dāng)，當(dāng)CaO配量較配量較少，且鈦礦物非常彌散時，則生成羥基鈦酸鈣少，且鈦礦物非常彌散時，則生成羥基鈦酸鈣CaTiO2(OH)2，最穩(wěn)定的產(chǎn)物是最穩(wěn)定的產(chǎn)物是CaOTiO2。由于添加石灰生成鈣鈦化合物避由于添加石灰生成鈣鈦化合物避免了鈦酸鈉的生成，從而消除了免了鈦酸鈉的生成，從而消除了TiO2的危害。的危害。2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為溶出過程添加石灰的作用溶出過程添加石灰的作用l

27、(2)提高氧化鋁的溶出速率提高氧化鋁的溶出速率 含硅礦物在溶出過程中與母液作用生成的含水鋁硅酸鈉含硅礦物在溶出過程中與母液作用生成的含水鋁硅酸鈉礦物包裹在鋁土礦表面，阻止溶液與礦物包裹在鋁土礦表面，阻止溶液與Al2O3的作用，加入的作用，加入CaO后，使后，使H2SiO42-離子進(jìn)入溶液轉(zhuǎn)化為水化石榴石離子進(jìn)入溶液轉(zhuǎn)化為水化石榴石3CaOAl2O3 xSiO2 (6-2x)H2O ，于是，于是Al2O3又可以與堿液作又可以與堿液作用，有利用氧化鋁的溶出。用，有利用氧化鋁的溶出。2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為溶出過程添加石灰的作用溶出過程添加石灰的作用l(3)促進(jìn)針

28、鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，改善赤泥沉降性能促進(jìn)針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，改善赤泥沉降性能 CaO會促使鋁針鐵礦向赤鐵礦轉(zhuǎn)變，使赤泥的粒度從會促使鋁針鐵礦向赤鐵礦轉(zhuǎn)變，使赤泥的粒度從2-6m增大到增大到10-25 m，大大改進(jìn)了赤泥的沉降性能，同時由，大大改進(jìn)了赤泥的沉降性能，同時由同晶置換進(jìn)入針鐵礦晶格中的鋁也可以被溶出，提高氧化鋁同晶置換進(jìn)入針鐵礦晶格中的鋁也可以被溶出，提高氧化鋁溶出率。溶出率。2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為溶出過程添加石灰的作用溶出過程添加石灰的作用l(4)降低堿耗降低堿耗 鋁土礦中鋁土礦中SiO2 在溶出的過程中與鋁酸鈉溶液反應(yīng)，生成在溶出的過程中與鋁酸

29、鈉溶液反應(yīng)，生成不溶性的含水鋁硅酸鈉，引起堿及氧化鋁的損失，加入不溶性的含水鋁硅酸鈉，引起堿及氧化鋁的損失，加入CaO后，一部分后，一部分SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)樗袷?，這樣以水合鋁硅酸鈉存在轉(zhuǎn)變?yōu)樗袷?，這樣以水合鋁硅酸鈉存在的的SiO2減少，就使赤泥中減少，就使赤泥中Na2O/SiO2降低。（水和鋁硅酸鈉降低。（水和鋁硅酸鈉Na2OAl2O3xSiO2nH2O;水化石榴石水化石榴石3CaOAl2O3xSiO2yH2O)l(5)清除雜質(zhì)清除雜質(zhì) 添加添加CaO后，使鋁酸鈉溶液中的釩酸根、鉻酸根、氟離子后，使鋁酸鈉溶液中的釩酸根、鉻酸根、氟離子及溶液中的磷轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的鈣鹽進(jìn)入赤泥，及溶液中的磷轉(zhuǎn)

30、變?yōu)橄鄳?yīng)的鈣鹽進(jìn)入赤泥，CaO還可以吸附有還可以吸附有機物，使溶液凈化。機物，使溶液凈化。2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為添加石灰的作用添加石灰的作用(總結(jié)總結(jié)) 高壓溶出過程添加石灰的主要作用是：高壓溶出過程添加石灰的主要作用是： （l）消除含鈦礦物的有害作用，顯著提高）消除含鈦礦物的有害作用，顯著提高Al2O3的溶出速度和溶出率；的溶出速度和溶出率； （2）促進(jìn)針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，使其中的氧化）促進(jìn)針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，使其中的氧化鋁充分溶出，并使赤泥的沉降性能得到改善：鋁充分溶出，并使赤泥的沉降性能得到改善： （3）活化一水硬鋁石的溶出反應(yīng)。）活化一水硬鋁石的溶

31、出反應(yīng)。 （4）生成水化石榴石，減少）生成水化石榴石，減少Na2O損失，降低堿損失，降低堿耗。耗。 （5）清除雜質(zhì)）清除雜質(zhì) 含硫礦物：含硫礦物：黃鐵礦黃鐵礦FeS2，膠黃鐵礦，膠黃鐵礦含硫礦物在溶出中的行為含硫礦物在溶出中的行為含硫礦物的溶出行為：含硫礦物的溶出行為：在拜耳法溶出過程中，含硫礦物全部在拜耳法溶出過程中，含硫礦物全部或部分地被堿液分解，并隨溫度提高、溶出時間延長和溶液或部分地被堿液分解，并隨溫度提高、溶出時間延長和溶液中中NaOHNaOH濃度增加分解率增加，污染鋁酸鈉溶液。濃度增加分解率增加，污染鋁酸鈉溶液。含硫礦物在拜耳法生產(chǎn)中的危害：含硫礦物在拜耳法生產(chǎn)中的危害：鋁酸鈉溶液

32、脫硫鋁酸鈉溶液脫硫造成造成Na2O的損失的損失降低降低Al2O3的溶出率的溶出率降低產(chǎn)品質(zhì)量降低產(chǎn)品質(zhì)量腐蝕設(shè)備，使設(shè)備使用壽命縮短腐蝕設(shè)備，使設(shè)備使用壽命縮短形成形成NaCO32NaSO4復(fù)鹽結(jié)疤，降低復(fù)鹽結(jié)疤，降低設(shè)備傳熱系數(shù)設(shè)備傳熱系數(shù)鼓入空氣使硫氧化成鼓入空氣使硫氧化成Na2SO4,在蒸發(fā)工序排除在蒸發(fā)工序排除添加氧化鋅或氧化鋇等脫硫添加氧化鋅或氧化鋇等脫硫劑，使硫生成硫化鋅或硫酸鋇劑，使硫生成硫化鋅或硫酸鋇的形式脫出的形式脫出2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為有機物：有機物：來自鋁土礦和生產(chǎn)過程中引入的有機物，如浮選來自鋁土礦和生產(chǎn)過程中引入的有機物，如浮選

33、劑，去沫劑，絮凝劑等劑，去沫劑，絮凝劑等有機物在溶出中的行為有機物在溶出中的行為有機物的危害：有機物的危害：鋁土礦鋁土礦中有機物含量雖少，但中有機物含量雖少，但在生產(chǎn)中循環(huán)積累，達(dá)在生產(chǎn)中循環(huán)積累，達(dá)到一定程度后，對生產(chǎn)到一定程度后，對生產(chǎn)過程產(chǎn)生嚴(yán)重影響。過程產(chǎn)生嚴(yán)重影響。使使Al(OH)3顆粒過細(xì)，雜質(zhì)含量顆粒過細(xì)，雜質(zhì)含量 高，影響高，影響Al2O3質(zhì)量質(zhì)量降低赤泥沉降性能降低赤泥沉降性能形成鈉有機化合物，損失堿形成鈉有機化合物，損失堿使溶液的粘度、密度、沸點提高使溶液的粘度、密度、沸點提高使溶液起泡使溶液起泡腐植酸類：與堿作用生成各種腐殖酸鈉進(jìn)入溶液腐植酸類：與堿作用生成各種腐殖酸鈉進(jìn)

34、入溶液 瀝青類：不反應(yīng)，直接進(jìn)入赤泥瀝青類：不反應(yīng)，直接進(jìn)入赤泥2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為有機物的清除：有機物的清除：有機物在溶出中的行為有機物在溶出中的行為鼓入空氣并提高溫度以加強其氧化和分解鼓入空氣并提高溫度以加強其氧化和分解 向蒸發(fā)母液中添加石灰進(jìn)行吸附向蒸發(fā)母液中添加石灰進(jìn)行吸附向蒸發(fā)母液中添加草酸鈉晶種，使有機物結(jié)晶析出向蒸發(fā)母液中添加草酸鈉晶種，使有機物結(jié)晶析出將母液蒸發(fā)排除的一水碳酸鈉煅燒，排除吸附的有將母液蒸發(fā)排除的一水碳酸鈉煅燒，排除吸附的有機物機物2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為 氧化鋁及其水合物氧化鋁及其水合物

35、氧化鋁水合物在溶出條件下與循環(huán)母液中的氧化鋁水合物在溶出條件下與循環(huán)母液中的NaOH作用生成鋁酸鈉進(jìn)入溶液中。作用生成鋁酸鈉進(jìn)入溶液中。鋁土礦主要礦物的溶出行為、主要危害及防治措施鋁土礦主要礦物的溶出行為、主要危害及防治措施 總總 結(jié)結(jié)Al2O3(1或或3)H2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq溶出溶出分解分解2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為 氧化鋁及其水合物氧化鋁及其水合物鋁土礦主要礦物的溶出行為、主要危害及防治措施鋁土礦主要礦物的溶出行為、主要危害及防治措施 總總 結(jié)結(jié) 含硅礦物含硅礦物含硅礦物與堿反應(yīng)，首先分解成鋁酸鈉和硅酸鈉進(jìn)入溶液，然含硅礦物

36、與堿反應(yīng)，首先分解成鋁酸鈉和硅酸鈉進(jìn)入溶液，然后當(dāng)硅酸鈉濃度達(dá)一定值后與鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成水合鋁硅酸后當(dāng)硅酸鈉濃度達(dá)一定值后與鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成水合鋁硅酸鈉（鈉硅渣）進(jìn)入赤泥。鈉（鈉硅渣）進(jìn)入赤泥。產(chǎn)生的主要危害是造成氧化鋁和氧化鈉的損失，在加熱設(shè)備和產(chǎn)生的主要危害是造成氧化鋁和氧化鈉的損失，在加熱設(shè)備和管道上產(chǎn)生結(jié)疤，降低傳熱系數(shù)，阻塞管道。防治措施是在原管道上產(chǎn)生結(jié)疤，降低傳熱系數(shù)，阻塞管道。防治措施是在原礦漿進(jìn)入高壓溶出器前的預(yù)熱階段進(jìn)行預(yù)脫硅。礦漿進(jìn)入高壓溶出器前的預(yù)熱階段進(jìn)行預(yù)脫硅。2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為 含鐵礦物含鐵礦物鋁土礦中的赤鐵礦在拜耳法

37、溶出過稱中不與苛性堿反應(yīng)，鋁土礦中的赤鐵礦在拜耳法溶出過稱中不與苛性堿反應(yīng)，直接進(jìn)入赤泥，對溶出過程不產(chǎn)生影響；而針鐵礦在拜耳直接進(jìn)入赤泥，對溶出過程不產(chǎn)生影響；而針鐵礦在拜耳法溶出過稱中會部分進(jìn)入溶液，形成高度分散的細(xì)微粒子，法溶出過稱中會部分進(jìn)入溶液，形成高度分散的細(xì)微粒子，影響赤泥的沉降和過濾性能。溶出過程，可以通過添加影響赤泥的沉降和過濾性能。溶出過程，可以通過添加CaO將針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦而消除不利影響。將針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦而消除不利影響。鋁土礦主要礦物的溶出行為、主要危害及防治措施鋁土礦主要礦物的溶出行為、主要危害及防治措施 總總 結(jié)結(jié)2 鋁土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成

38、分在溶出的行為 含鐵礦物含鐵礦物鋁土礦主要礦物的溶出行為、主要危害及防治措施鋁土礦主要礦物的溶出行為、主要危害及防治措施 總總 結(jié)結(jié) 含鈦礦物含鈦礦物TiO2不影響三水鋁石的溶出。而在溶出一水硬鋁石型鋁土礦不影響三水鋁石的溶出。而在溶出一水硬鋁石型鋁土礦時，不添加石灰，氧化鈦與堿作用生成致密的鈦酸鈉保護膜，時，不添加石灰，氧化鈦與堿作用生成致密的鈦酸鈉保護膜，降低氧化鋁的溶出率。通過添加石灰，使降低氧化鋁的溶出率。通過添加石灰，使TiO2與與CaO作用生作用生成不溶解的鈦酸鈣：成不溶解的鈦酸鈣：2CaOTiO2=2CaOTiO2，消除生成鈦，消除生成鈦酸鈉保護膜的影響。酸鈉保護膜的影響。2 鋁

39、土礦中各種成分在溶出的行為鋁土礦中各種成分在溶出的行為 在高于循環(huán)母液沸點的溫度下加熱和保溫料漿的密封容器，也叫壓煮器在高于循環(huán)母液沸點的溫度下加熱和保溫料漿的密封容器，也叫壓煮器（3） 鋁土礦溶出過程工藝鋁土礦溶出過程工藝高壓溶出器高壓溶出器 對溶出的高溫高壓料漿借其顯熱自行沸騰蒸發(fā)降溫的容器。對溶出的高溫高壓料漿借其顯熱自行沸騰蒸發(fā)降溫的容器。自蒸發(fā)器自蒸發(fā)器 將預(yù)熱器、高壓溶出器和自蒸發(fā)器以及高壓泥漿泵串聯(lián)而成的龐大機組。將預(yù)熱器、高壓溶出器和自蒸發(fā)器以及高壓泥漿泵串聯(lián)而成的龐大機組。高壓溶出器組高壓溶出器組溶出過程名詞溶出過程名詞 由專門的蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，又稱一次蒸汽。由專門的蒸汽

40、鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，又稱一次蒸汽。新蒸汽新蒸汽 由自蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽，又稱二次蒸汽或乏汽。由自蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽，又稱二次蒸汽或乏汽。自蒸發(fā)蒸汽自蒸發(fā)蒸汽高壓溶出高壓溶出管道化溶出管道化溶出高壓釜溶出高壓釜溶出（3） 鋁土礦溶出過程工藝鋁土礦溶出過程工藝單罐壓煮器加熱溶出單罐壓煮器加熱溶出多罐串聯(lián)連續(xù)溶出壓煮器組多罐串聯(lián)連續(xù)溶出壓煮器組管道化溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù)溶出技術(shù)的發(fā)展溶出技術(shù)的發(fā)展蒸汽套外加熱機械攪拌臥式壓煮器蒸汽套外加熱機械攪拌臥式壓煮器內(nèi)加熱機械攪拌立式壓煮器內(nèi)加熱機械攪拌立式壓煮器蒸汽直接加熱攪拌立式壓煮器蒸汽直接加熱攪拌立式壓煮器蒸汽間接加熱機械攪拌連續(xù)溶出蒸汽間接加熱機械攪拌連續(xù)

41、溶出蒸汽直接加熱機械攪拌連續(xù)溶出蒸汽直接加熱機械攪拌連續(xù)溶出套管式管道化溶出套管式管道化溶出自蒸發(fā)器式管道化溶出自蒸發(fā)器式管道化溶出3 溶出工藝技術(shù)溶出工藝技術(shù)蒸汽直接加熱溶出技術(shù)蒸汽直接加熱溶出技術(shù)蒸汽間接加熱溶出技術(shù)蒸汽間接加熱溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù)高壓溶出技術(shù)高壓溶出技術(shù)u蒸汽直接通入高壓溶出器中加熱蒸汽直接通入高壓溶出器中加熱礦漿的溶出技術(shù)。單罐溶出、多罐礦漿的溶出技術(shù)。單罐溶出、多罐串聯(lián)連續(xù)溶出。串聯(lián)連續(xù)溶出。優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：結(jié)構(gòu)簡單，易于操作控制結(jié)構(gòu)簡單，易于操作控制高壓溶出器本體沒有運轉(zhuǎn)部件，高壓溶出器本體沒有運轉(zhuǎn)部件， 易于制造和維修易于制造和維修減輕熱交

42、換表面結(jié)垢的清整工作減輕熱交換表面結(jié)垢的清整工作預(yù)熱溫度低，新蒸汽消耗大預(yù)熱溫度低，新蒸汽消耗大蒸汽直接加熱料漿，堿濃度被稀蒸汽直接加熱料漿，堿濃度被稀 釋，增加母液蒸發(fā)設(shè)備的負(fù)擔(dān)和釋，增加母液蒸發(fā)設(shè)備的負(fù)擔(dān)和 蒸汽的消耗量；蒸汽的消耗量；溶出礦漿降壓過程，壓差大，減溶出礦漿降壓過程，壓差大，減 壓裝置磨損快。壓裝置磨損快。 u蒸汽間接加熱高壓溶出器是通過蒸汽間接加熱高壓溶出器是通過加熱管壁把熱量傳給原礦漿而進(jìn)行加熱管壁把熱量傳給原礦漿而進(jìn)行加熱。單罐和多罐串聯(lián)溶出。加熱。單罐和多罐串聯(lián)溶出。優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：避免了礦漿被蒸汽冷凝水稀釋避免了礦漿被蒸汽冷凝水稀釋采用多級自蒸發(fā)，提高熱利用

43、率采用多級自蒸發(fā)，提高熱利用率降低母液蒸發(fā)成本降低母液蒸發(fā)成本設(shè)備流程復(fù)雜設(shè)備流程復(fù)雜換熱面表面結(jié)垢嚴(yán)重，清理困難換熱面表面結(jié)垢嚴(yán)重，清理困難料漿泵磨損嚴(yán)重料漿泵磨損嚴(yán)重u管道化溶出就是礦漿在管道中以較高管道化溶出就是礦漿在管道中以較高溫度和較高流速下的溶出技術(shù)。溫度和較高流速下的溶出技術(shù)。 有：有：德國多管單流、匈牙利多管多流，法國德國多管單流、匈牙利多管多流，法國單管預(yù)熱單管預(yù)熱- -高壓釜溶出、我國管道預(yù)熱高壓釜溶出、我國管道預(yù)熱- -儲留罐溶出。儲留罐溶出。優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：溶出時間短溶出時間短礦漿流速快，結(jié)疤少礦漿流速快，結(jié)疤少溶出液分子比低，有利于分解溶出液分子比低，有利于分

44、解多級自蒸發(fā)，熱利用率高多級自蒸發(fā)，熱利用率高低堿濃度溶出，降低能耗低堿濃度溶出，降低能耗投資成本低投資成本低因料漿流速快，在管道轉(zhuǎn)彎處易磨損因料漿流速快，在管道轉(zhuǎn)彎處易磨損因硝酸鹽腐蝕環(huán)型加熱管，易爆管因硝酸鹽腐蝕環(huán)型加熱管，易爆管3 溶出工藝技術(shù)溶出工藝技術(shù)管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性項目項目希臘派拉斯鋁礦希臘派拉斯鋁礦山西鋁礦山西鋁礦比較項目比較項目管道溶出管道溶出壓煮器溶出壓煮器溶出管道溶出管道溶出壓煮器溶出壓煮器溶出溶出溫度溶出溫度/280280250250270-280270-280260260堿液分子比堿液分子比/溶出液分子比溶出液分子比2.85/1.50 2.8

45、5/1.50 2.85/1.502.85/1.502.85/1.502.85/1.502.80/1.482.80/1.48加熱原礦漿流速加熱原礦漿流速/(m/s)2-32-32-32-3傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)/(kJ/m2hc)3000-50003000-50002500-30002500-30003000-50003000-50002500-30002500-3000堿液濃度堿液濃度/(g/L)140140220220155155230230溶出及蒸發(fā)熱耗溶出及蒸發(fā)熱耗/(GJ/tAO)3.93.98.28.24.24.28.58.5管道溶出和壓煮器溶出的參數(shù)比較管道溶出和壓煮器溶出的參數(shù)比較3

46、溶出工藝技術(shù)溶出工藝技術(shù)管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性名稱名稱設(shè)備設(shè)備質(zhì)量質(zhì)量/t /t設(shè)備費設(shè)備費/ /萬元萬元設(shè)備運設(shè)備運雜費雜費/ /萬元萬元設(shè)備安設(shè)備安裝費裝費/ /萬元萬元設(shè)備投資設(shè)備投資總價值總價值/ /萬元萬元2套套RA6裝置裝置1700170013601360110110147014701系列壓煮溶出器系列壓煮溶出器1900 1900 20902090167167454523022302管道溶出和壓煮器溶出的投資比較管道溶出和壓煮器溶出的投資比較3 溶出工藝技術(shù)溶出工藝技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾方面：主要體現(xiàn)在以下幾方面： （1）溶出方法。由單罐間斷溶出作業(yè)發(fā)展為多罐串

47、聯(lián)連）溶出方法。由單罐間斷溶出作業(yè)發(fā)展為多罐串聯(lián)連續(xù)溶出，并出現(xiàn)了管道化溶出技術(shù)。續(xù)溶出，并出現(xiàn)了管道化溶出技術(shù)。 （2）溶出溫度。最初溶出三水鋁石的溫度是）溶出溫度。最初溶出三水鋁石的溫度是105，溶，溶出一水軟鋁石為出一水軟鋁石為200，溶出一水硬鋁石溫度為，溶出一水硬鋁石溫度為240。目。目前的管道化溶出器，溶出溫度可達(dá)前的管道化溶出器，溶出溫度可達(dá)280300。 （3）加熱方式。由蒸汽直接加熱發(fā)展為蒸汽間接加熱，）加熱方式。由蒸汽直接加熱發(fā)展為蒸汽間接加熱，乃至管道化溶出高溫段的熔鹽加熱。乃至管道化溶出高溫段的熔鹽加熱。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁已經(jīng)走過了一百多年的歷程，溶出技術(shù)發(fā)生了巨大變化。

48、拜耳法生產(chǎn)氧化鋁已經(jīng)走過了一百多年的歷程，溶出技術(shù)發(fā)生了巨大變化。 3 溶出工藝技術(shù)溶出工藝技術(shù)我國高壓溶出技術(shù)：我國高壓溶出技術(shù)： 我國高壓溶出技術(shù)主要有以下幾種：我國高壓溶出技術(shù)主要有以下幾種：（1）單管預(yù)熱）單管預(yù)熱高壓釜溶出技術(shù)；高壓釜溶出技術(shù)；（2）管道化溶出技術(shù)；）管道化溶出技術(shù)；（3）管道）管道停留罐溶出技術(shù)；停留罐溶出技術(shù)；（4）雙流法溶出技術(shù)。）雙流法溶出技術(shù)。3 溶出工藝技術(shù)溶出工藝技術(shù)我國拜耳法溶出技術(shù)的進(jìn)步我國拜耳法溶出技術(shù)的進(jìn)步第七章第七章 鋁土礦溶出過程工藝鋁土礦溶出過程工藝蒸汽直接加熱的壓煮器溶出蒸汽直接加熱的壓煮器溶出管道化溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù) 山西鋁廠和平果

49、鋁廠從法國引進(jìn)的單管預(yù)熱山西鋁廠和平果鋁廠從法國引進(jìn)的單管預(yù)熱-高壓釜溶出高壓釜溶出 長城鋁業(yè)鄭州鋁廠從德國引進(jìn)的管道化溶出（長城鋁業(yè)鄭州鋁廠從德國引進(jìn)的管道化溶出（RA6) 我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的管道我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的管道-停留罐溶出停留罐溶出單管預(yù)熱-間接加熱壓煮器溶出系統(tǒng) 我國目前用于生產(chǎn)的管道化溶出技術(shù)我國目前用于生產(chǎn)的管道化溶出技術(shù)為引進(jìn)的法國單管預(yù)熱為引進(jìn)的法國單管預(yù)熱- -間接加熱壓煮間接加熱壓煮器溶出系統(tǒng)。器溶出系統(tǒng)。 其流程見下圖：其流程見下圖：3 溶出工藝技術(shù)溶出工藝技術(shù)我國拜耳法溶出技術(shù)的進(jìn)步我國拜耳法溶出技術(shù)的進(jìn)步雙流法溶出技術(shù)雙流法溶出技術(shù) 是將配礦用的堿液分成兩

50、部分，第一部分為總液是將配礦用的堿液分成兩部分，第一部分為總液量的量的20%，與鋁礦磨制成礦漿流，剩余的大部分堿液，與鋁礦磨制成礦漿流，剩余的大部分堿液為堿液流，兩股料流分別用溶出礦漿多級自蒸發(fā)產(chǎn)生為堿液流，兩股料流分別用溶出礦漿多級自蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽預(yù)熱后，堿液流在用新蒸汽加熱，在第一的二次蒸汽預(yù)熱后，堿液流在用新蒸汽加熱，在第一個溶出器中兩股料流混合；匯合礦漿在溶出器中用新個溶出器中兩股料流混合；匯合礦漿在溶出器中用新蒸汽直接加熱至溶出溫度并完成溶出過程。蒸汽直接加熱至溶出溫度并完成溶出過程。3 溶出工藝技術(shù)溶出工藝技術(shù)影響鋁土礦溶出過程的主要因素影響鋁土礦溶出過程的主要因素 主要的影響

51、因素如下：主要的影響因素如下： （1）溶出溫度）溶出溫度 （2）保溫時間）保溫時間 （3）溶出液中氧化鋁濃度）溶出液中氧化鋁濃度 （4）溶出分子比）溶出分子比 （5）攪拌強度）攪拌強度 （6）礦漿細(xì)度）礦漿細(xì)度影響鋁土礦溶出過程的因素影響鋁土礦溶出過程的因素溶出溫度的影響溶出溫度的影響攪拌強度的影響攪拌強度的影響循環(huán)母液堿濃度的影響循環(huán)母液堿濃度的影響配料分子比的影響配料分子比的影響礦石磨細(xì)程度影響礦石磨細(xì)程度影響溶出時間的影響溶出時間的影響第五章第五章 鋁土礦中氧化鋁的溶出鋁土礦中氧化鋁的溶出CRTEKlnNRTD31影響鋁土礦溶出過程的因素影響鋁土礦溶出過程的因素溫度是溶出過程中最主要的影

52、響因素。溫度是溶出過程中最主要的影響因素。提高溫度，增加溶出率提高溫度，增加溶出率提高溫度，增加設(shè)備產(chǎn)能提高溫度，增加設(shè)備產(chǎn)能提高溫度，降低溶出液苛性比值提高溫度，降低溶出液苛性比值提高溫度，提高循環(huán)效率提高溫度，提高循環(huán)效率提高溫度，消除礦物形態(tài)差別的影響提高溫度，消除礦物形態(tài)差別的影響提高溫度，改善提高溫度，改善赤泥結(jié)構(gòu)和沉降性能赤泥結(jié)構(gòu)和沉降性能提高溫度提高溫度，對設(shè)備的要求苛刻，對設(shè)備的要求苛刻溶出溫度溶出溫度化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)擴散速率常數(shù)擴散速率常數(shù)溫度（）溶出液kA/S（赤泥）N/S（赤泥）A相（%）2451.732.310.601852601.631.330.582

53、96.32801.611.160.57398.2NaNa2 2OOk k=200g/l=200g/l，配料分子比，配料分子比MR=1.6MR=1.6，溶出時間為，溶出時間為1.51.5小時小時第五章第五章 鋁土礦中氧化鋁的溶出鋁土礦中氧化鋁的溶出)(30sCCNRTFddC影響鋁土礦溶出過程的因素影響鋁土礦溶出過程的因素攪拌強度攪拌強度擴散速率方程擴散速率方程 加強攪拌，強化傳質(zhì)過程加強攪拌，強化傳質(zhì)過程 加強攪拌，強化溶出過程加強攪拌，強化溶出過程 加強攪拌，降低加熱表明結(jié)疤加強攪拌，降低加熱表明結(jié)疤 管道化溶出，礦漿流速達(dá)管道化溶出，礦漿流速達(dá)1.55m/s1.55m/s，湍流程度高，成為

54、強化溶出過程的，湍流程度高，成為強化溶出過程的一個重要原因。比高壓溶出器內(nèi)礦漿流速高一個重要原因。比高壓溶出器內(nèi)礦漿流速高200200倍到倍到300300倍，這樣一來，擴散倍，這樣一來，擴散速度便不會成為溶出過程的限制性因素，溶出溫度便只取決于隨溫度升高而速度便不會成為溶出過程的限制性因素，溶出溫度便只取決于隨溫度升高而迅速提高化學(xué)反應(yīng)速度。所以難溶礦石在迅速提高化學(xué)反應(yīng)速度。所以難溶礦石在300300高溫下只幾分鐘便可溶出完。高溫下只幾分鐘便可溶出完。第五章第五章 鋁土礦中氧化鋁的溶出鋁土礦中氧化鋁的溶出影響鋁土礦溶出過程的因素影響鋁土礦溶出過程的因素循環(huán)母液堿濃度循環(huán)母液堿濃度其他溶出條件

55、固定時，氧其他溶出條件固定時，氧化鋁的溶出率隨循環(huán)母液化鋁的溶出率隨循環(huán)母液苛性堿濃度的提高而增大苛性堿濃度的提高而增大 循環(huán)母液堿濃度根據(jù)生產(chǎn)實際適宜控制。過分提高母液堿濃度為后續(xù)工序循環(huán)母液堿濃度根據(jù)生產(chǎn)實際適宜控制。過分提高母液堿濃度為后續(xù)工序帶來困難。帶來困難。一般循環(huán)母液堿濃度一般循環(huán)母液堿濃度200g/L200g/L以上，直接加熱溶出器，堿濃度以上，直接加熱溶出器，堿濃度270-270-280g/L280g/L，間接加熱溶出器，堿濃度，間接加熱溶出器，堿濃度220-230g/L220-230g/L。溶出溫度溶出溫度第五章第五章 鋁土礦中氧化鋁的溶出鋁土礦中氧化鋁的溶出影響鋁土礦溶出

56、過程的因素影響鋁土礦溶出過程的因素配料分子比配料分子比為了保證高的循環(huán)效率和為了保證高的循環(huán)效率和高的高的Al2O3溶出速率及溶出溶出速率及溶出率，應(yīng)盡可能降低配料分率，應(yīng)盡可能降低配料分子比，通常配料分子比要子比，通常配料分子比要比相同條件下平衡溶液分比相同條件下平衡溶液分子比高子比高0.15-0.2。 工業(yè)生產(chǎn)上，提高溶出溫度可以得到分子比低的溶出液（工業(yè)生產(chǎn)上，提高溶出溫度可以得到分子比低的溶出液（MR=1.4-1.45MR=1.4-1.45），），為了防止這種低分子比的溶出液在進(jìn)入種分之前發(fā)生大量水解損失，為了防止這種低分子比的溶出液在進(jìn)入種分之前發(fā)生大量水解損失，可以往第一可以往第一

57、次赤泥洗滌槽中加入適當(dāng)數(shù)量的種分母液，使稀釋后的溶出漿液的分子比提高到次赤泥洗滌槽中加入適當(dāng)數(shù)量的種分母液，使稀釋后的溶出漿液的分子比提高到1.55-1.651.55-1.65，以保證溶液有足夠的穩(wěn)定性。，以保證溶液有足夠的穩(wěn)定性。第五章第五章 鋁土礦中氧化鋁的溶出鋁土礦中氧化鋁的溶出影響鋁土礦溶出過程的因素影響鋁土礦溶出過程的因素礦石磨細(xì)程度礦石磨細(xì)程度 礦石磨細(xì)程度大，增加反應(yīng)界面，溶出速度加快礦石磨細(xì)程度大，增加反應(yīng)界面，溶出速度加快 礦石磨細(xì)程度大，使原來被雜質(zhì)包裹的氧化鋁水合物暴露礦石磨細(xì)程度大，使原來被雜質(zhì)包裹的氧化鋁水合物暴露出來，增多礦量內(nèi)部的裂縫，促使溶出過程的進(jìn)行出來，增多

58、礦量內(nèi)部的裂縫，促使溶出過程的進(jìn)行 不同礦石對細(xì)度的要求不同：三水鋁石，易溶且本身縫隙不同礦石對細(xì)度的要求不同：三水鋁石，易溶且本身縫隙多，不必細(xì)磨（一般多，不必細(xì)磨（一般0.2-0.5mm0.2-0.5mm以下）；一水硬鋁石型要以下）；一水硬鋁石型要求細(xì)磨（求細(xì)磨（70-80um70-80um以下）。以下）。 過細(xì)不利赤泥的沉降分離，增加磨礦費用過細(xì)不利赤泥的沉降分離，增加磨礦費用第五章第五章 鋁土礦中氧化鋁的溶出鋁土礦中氧化鋁的溶出影響鋁土礦溶出過程的因素影響鋁土礦溶出過程的因素溶出時間溶出時間 鋁土礦溶出過程中，鋁土礦溶出過程中，AlAl2 2OO3 3的溶出率沒有達(dá)到最大值時，增加溶出

59、時間，的溶出率沒有達(dá)到最大值時，增加溶出時間，AlAl2 2OO3 3的溶出率就會增加。的溶出率就會增加。 鋁土礦類型不同，溶出時間不同。延長溶出時間對一水硬鋁石的溶出率鋁土礦類型不同，溶出時間不同。延長溶出時間對一水硬鋁石的溶出率影響較大。影響較大。 溶出溫度不同，溶出時間不同。溶出溫度不同，溶出時間不同。 250-260 250-260 時，溶出時間影響溶出率較時，溶出時間影響溶出率較大；溫度大于大；溫度大于260 260 時，溶出時間對溶出率影響相對減弱；特別是溫度時，溶出時間對溶出率影響相對減弱；特別是溫度大于大于300 300 時，不管氧化鋁礦態(tài)如何，大多數(shù)鋁土礦溶出過程都可以在時，

60、不管氧化鋁礦態(tài)如何，大多數(shù)鋁土礦溶出過程都可以在幾分鐘內(nèi)完成，且溶液接近飽和。幾分鐘內(nèi)完成，且溶液接近飽和。 過長增加溶出時間造成產(chǎn)量減少，根據(jù)實際生產(chǎn)條件確定溶出時間。過長增加溶出時間造成產(chǎn)量減少，根據(jù)實際生產(chǎn)條件確定溶出時間。結(jié)疤的形成：結(jié)疤的形成：在鋁土礦預(yù)熱和溶出過程中，一些在鋁土礦預(yù)熱和溶出過程中，一些礦物與循環(huán)母液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成溶解度很小的礦物與循環(huán)母液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成溶解度很小的化合物從液相中結(jié)晶析出并沉積在容器表面上，形化合物從液相中結(jié)晶析出并沉積在容器表面上，形成結(jié)疤。成結(jié)疤。4 溶出過程中結(jié)疤的生成與防治溶出過程中結(jié)疤的生成與防治結(jié)疤生成的溫度：結(jié)疤生成的溫度： 10