輻射盤管氧化鋁生產(chǎn)工藝分析目錄TOC\o"1-3"\h\u29179氧化鋁生產(chǎn)工藝分析 179671.1理論生產(chǎn)方法 1120741.2拜耳法生產(chǎn)工藝 2123061.3燒結(jié)法生產(chǎn)工藝： 4296741.4拜耳—燒結(jié)聯(lián)合法 51.1理論生產(chǎn)方法氧化鋁的生產(chǎn)過程：可以通過從礦石（通常是鋁土礦）中提取有用的成分（即氧化鋁）并將其與污染物分離來概括。由于自然界中的鋁土礦類型很多，礦石中的成分類型也不同，因此雜質(zhì)含量也大不相同。對于產(chǎn)品質(zhì)量，必須使用不同質(zhì)量的鋁礦石的不同生產(chǎn)工藝?？v觀氧化鋁的發(fā)展歷史，歷史上出現(xiàn)了諸多不同的方法，具體如下：1.勒夏特列法：將粉末狀鋁土礦和碳酸鈉的混合物在密閉爐中加熱，將氫氧化鋁轉(zhuǎn)化為鋁酸鈉；然后用前面步驟中的鋁酸鹽稀溶液從不溶性氧化鐵中浸出鋁酸鈉；然后用二氧化碳處理濃縮液以沉淀氫氧化鋁，最終獲得氧化鋁。這一工藝的缺點是過量的試劑消耗，因為鋁土礦中的雜質(zhì)二氧化硅與蘇打反應(yīng)生成鈉鋁硅酸鹽，導(dǎo)致鋁土礦中的鋁不能完全被利用，礦石利用率低，得到的氧化鋁1.克萊爾德維爾法：亨利·圣·德維爾(1818-1881)用氧化鋁和氯化鈉以及碳的混合物在氯氣流中加熱制備氯化鋁和氯化鈉;然后將雙氯化物蒸餾并冷凝。用碳在高溫下還原Na2CO3，使其蒸氣冷凝，制得金屬鈉。3.法國的Paul

Heroult和美國的Charles

Martin

Hall同時發(fā)明的一種新工藝迅速取代了生產(chǎn)鋁的圣克萊爾德維爾工藝。新工藝是基于電解還原溶解在熔融冰晶石Na3AlF6中的氧化鋁。氧化鋁行業(yè)發(fā)展至今，從大的方面來看主要包括有四種方法：酸法、堿法、酸堿聯(lián)合法、熱法。具體的如下述：酸法是通過使用鹽酸，硫酸等對礦石進(jìn)行處理，然后通過各種分離工序來制取氧化鋁，但其缺點條件過多，實際生產(chǎn)中很少使用。堿法作為本次設(shè)計所選擇的工藝，根據(jù)其本身的原理和適用范圍可以把堿法分為拜耳法、燒結(jié)法以及聯(lián)合法，因為其適用范圍廣泛，種類很多，所以具體敘述見下個小結(jié)。酸堿結(jié)合法基本上通過酸法除去硅，并通過堿法除去鐵。最開始被生產(chǎn)制備出的氫氧化鋁（包含有別的污染物，金屬鐵，金屬鈦）是從含有硅的比例較高的鋁土礦里面生產(chǎn)出來的，這樣處理之后再進(jìn)行用堿的方法去處理。該處理更復(fù)雜并且尚未在工業(yè)中廣泛使用。熱法是通過在爐子中加熱，例如電爐高爐等，通過這樣的方法去冶煉礦石，然后，就得到了含有硅鐵的一些合金以及包括有氧化鋁的一些的爐渣。關(guān)于怎樣去分離是根據(jù)他們的比重的差異來進(jìn)行的，這樣分離之后，再用拜耳或者燒結(jié)法來進(jìn)一步提取其中的Al21.2拜耳法生產(chǎn)工藝拜耳法是K.J.拜耳在1889?1892年幾經(jīng)探索，不斷試驗，最終提出的一種氧化鋁的生產(chǎn)方法，這個方法到目前為止仍然是世界上最主流的氧化鋁方法，其工藝完整程度很高很成熟，操作相對簡便，產(chǎn)量較高，在整個氧化鋁行業(yè)的發(fā)展過程中仍然處于基石的作用[8]。拜耳法的工藝步驟：原礦漿制備、高壓溶出、溶出礦漿稀釋,赤泥分離洗滌、晶種分解、氫氧化鋁分離洗滌、氫氧化鋁煅燒、母液蒸發(fā)及蘇打苛化等[9]。比起其他工藝，拜耳法工藝流程相對簡單，能耗比較小，但是產(chǎn)品質(zhì)量卻非常優(yōu)良，而且生產(chǎn)成本也比較低，所以表現(xiàn)出了極大地競爭力。但是其適用范圍僅限鋁硅比大于等于7的優(yōu)質(zhì)鋁土礦，同時生產(chǎn)過程會造成很大的堿耗（NaOH），這也使得其存在很大的局限性[11]。下面是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的具體的流程圖：圖STYLEREF1\s15拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工藝流程圖應(yīng)對本次設(shè)計的任務(wù)，下面主要對拜耳法的前三個步驟進(jìn)行簡單介紹：原礦漿制備：將石灰、鋁土礦、循環(huán)母液、補充堿液、苛化堿液等生產(chǎn)氧化鋁所用的原料按照一定的比例配制出符合溶出要求的原礦漿。高壓溶出：在苛性鈉溶液的作用下，鋁土礦發(fā)生溶解現(xiàn)象，鋁作為產(chǎn)品，主要部分進(jìn)入鋁酸鈉溶液，其余少量部分與不溶性雜志，諸如硅的氧化物混在一起形成赤泥，這樣就可以達(dá)到鋁和其他物質(zhì)的第一步分離。溶出礦漿的稀釋以及赤泥的沉降分離與洗滌：在對兩種物質(zhì)分離的過程中，為了便于晶種分解，溶出后的礦漿穩(wěn)定性就不能太大，而漿液也只有經(jīng)過稀釋才能便于沉降過濾，從而達(dá)到更好的分離效果，分離之后從鋁酸鈉溶液中生產(chǎn)出來的無論是Al(OH)3雖然拜耳法在近幾百年來一直是主流的生產(chǎn)，但是拜耳法也存在著很多的問題，包括其在處理礦石上的局限性，以及產(chǎn)能上的欠缺，同時也存在著許多污染上面的問題，這些都需要去優(yōu)化[12]?？墒强v觀科技快速發(fā)展的近幾十年，氧化鋁行業(yè)卻遲遲難以得到大幅度的發(fā)展，如果無法突破拜耳法發(fā)展存在著諸多的障礙，大膽對技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)造和革新，不斷地向人工智能，向機(jī)械化方向發(fā)展，則很難有質(zhì)的突破。1.3燒結(jié)法生產(chǎn)工藝：下圖則為燒結(jié)法的具體的流程圖：圖1-6燒結(jié)法簡易流程圖堿石灰燒結(jié)法：首先按照配置比例將石灰石、Na2CO3、鋁土礦混合在一起，然后通過燒結(jié)處理，減少了SiO2的危害以及Al2O3燒結(jié)法雖然也有很多優(yōu)勢，但是比起拜耳法他的應(yīng)用范圍相對比較小，而且大部分氧化鋁生產(chǎn)的廠是以其為輔助作用和拜耳法配合使用。因為其能耗要更加的大，對設(shè)備的要求更加高，污染也很大，所以燒結(jié)法對環(huán)保配備設(shè)備的要求要更高。燒結(jié)法的主要生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，大致包含八個方面，分別如下所示;原料準(zhǔn)備、鋁土礦的生料組成準(zhǔn)備、熟料燒結(jié)、熟料溶出、脫硅、碳酸化分解、焙燒、分解母液蒸發(fā)。1.4拜耳—燒結(jié)聯(lián)合法不同品味的鋁土礦各有著不同的特點和適用范圍，面對各種不同性質(zhì)的鋁土礦，無論是拜耳法還是燒結(jié)法都存在著一些的缺點，為此為了滿足生產(chǎn)的需要，結(jié)合兩者的優(yōu)勢，生產(chǎn)上出現(xiàn)了一些將兩者整合的新的工藝，我們稱之為聯(lián)合法。該法不僅僅適應(yīng)更多性質(zhì)的礦石，還可以有效減少鋁礦和堿量的損失，所以很多國家現(xiàn)在都是用聯(lián)合法，但在如何聯(lián)合的選擇上存在差異性。按照這種差異性，聯(lián)合方式可以分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)[11]。具體如下面內(nèi)容所述;串聯(lián)法：先用拜耳法處理鋁土礦，再用燒結(jié)法處理拜耳法赤泥，適用于中