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氧化鋁是用不同的生產(chǎn)方法是從
鋁土礦中提取出來的白色粉末。
氧化鋁是典型的大型復雜流程性工業(yè),全世界90%以上的氧化鋁直接采用的是經(jīng)濟的拜耳法生產(chǎn)流程,而我國氧化
鋁企業(yè)因礦質(zhì)的不同,而分別選用不同的生產(chǎn)工藝。
燒結(jié)法:適于礦石品位含硅高、難溶的、中等資源品位的
一水硬鋁石,流程長、工藝復雜。我國絕大部分老的氧化鋁企業(yè)多采用這一方法進行氧化鋁
冶煉。山東鋁廠、中州鋁廠Ⅰ期、山西鋁廠Ⅰ期。
燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)過程主要包括熟料燒成、熟料溶出、精液制備、分解和蒸發(fā)等主要的生產(chǎn)工序。
來自原料磨的生料漿通過
回轉(zhuǎn)窯燒制成易于溶出的鋁酸鈉熟料,再經(jīng)碳分母液和一次洗液浸泡后進行溶出;此后通過赤泥分離洗滌、粗液脫硅、硅渣分離等工序生成的精液分別送至碳分和種分工序進行分解反應,析出氫氧化鋁;種分母液經(jīng)蒸發(fā)形成的種蒸母液送拜爾法堿液調(diào)配后給原礦漿配料;碳蒸母液則返回至原料磨配料。析出的氫氧化鋁送
焙燒工序進行焙燒。
與拜耳法相比,燒結(jié)法主要在熟料燒成和碳分分解的控制部分是完全不同的兩個過程。
拜爾法:拜爾法是Karl Joseph Bayer于1887年發(fā)明,他發(fā)現(xiàn)加入精種的鋁酸鈉溶液中可以分解出AL(OH)3,分解母液蒸發(fā)后可以在高溫高壓下溶出鋁土礦中的AL(OH)3。該發(fā)現(xiàn)后來在實驗中得到證實并應用于工業(yè)實踐,是國外氧化鋁最廣泛采用的生產(chǎn)工藝。適于生產(chǎn)易溶的
三水鋁石和
一水軟鋁石,處理中等品位鋁土礦堿耗高、礦耗大是常規(guī)拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的缺點。貴州鋁廠Ⅰ期、平果鋁廠。
拜爾法氧化鋁生產(chǎn)過程主要包括預脫硅、溶出過程,赤泥洗滌、過濾過程,種分分解過程和氫氧化鋁過濾、焙燒等主要的生產(chǎn)工序。
選礦拜爾法:可將A/S為4以上的鋁土礦通過浮選成A/S為11.2的礦漿,可提高單管溶出系統(tǒng)的溶出率,工藝管道和罐內(nèi)不易結(jié)巴。
串聯(lián)法:處理中低晶位鋁土礦的適宜方法。先以較簡單的拜爾法處理礦石,最大限度地提取礦石中的氧化鋁,然后再用燒結(jié)法回收拜爾法赤泥的 Al2O3和 Na2O,可降低氧化鋁生產(chǎn)的綜合能耗,Al2O3的總回收率高,堿耗降低,產(chǎn)品成本可大幅度降低。不增加建設投資和
設備,可在現(xiàn)有混聯(lián)法廠推廣應用。貴州鋁廠、魯能晉北(規(guī)劃)。
并聯(lián)法:由拜耳法、燒結(jié)法組成并聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)工藝。中州鋁廠、前蘇聯(lián)第聶泊鋁廠。
混聯(lián)法:由拜耳法、燒結(jié)法組成,其生產(chǎn)過程的特點是:工藝流程復雜、連續(xù)性強、參數(shù)檢測困難、關(guān)聯(lián)性強、生產(chǎn)管理難度大,在化工冶金行業(yè)具有較強的代表性,對過程自動化程度要求很高。是一種復雜的冶金化工處理過程,具有濕法和干法冶金的共同特點,特別適合處理我國以一水
硬鋁石為主的鋁土礦,它具有結(jié)晶度高、礦石難溶的特點,需要在高溫(250℃以上)、高壓(5.5MPa以上)、高堿液濃度(NaOH 20%以上)條件下進行溶出;對于較低品位礦石還需要進行更為復雜的燒結(jié)法處理;礦石中的高硅,在生產(chǎn)過程中又極易在設備表面形成結(jié)垢,同時也嚴重影響監(jiān)控數(shù)據(jù)的采集。山西鋁廠Ⅰ期、貴州鋁廠Ⅱ期、鄭州鋁廠。
國內(nèi)某氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)的混聯(lián)法氧化鋁
生產(chǎn)線工藝流程簡圖,涵蓋了國內(nèi)外典型拜耳法和燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的典型工藝過程。圖中有三處物料交流:即拜耳法赤泥及附液送燒結(jié)法系統(tǒng)配料;拜耳法種分母液蒸發(fā)析出的結(jié)晶堿及附液送燒結(jié)法系統(tǒng)配制生料漿;燒結(jié)法種分母液經(jīng)蒸發(fā)后送拜耳法系統(tǒng)做補堿用。拜耳法和燒結(jié)法兩系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)、相互制約,工序間相互影響,生產(chǎn)組織難度大。
石灰拜爾法:與常規(guī)拜耳法流程相比,除適當加大石灰燒制和赤泥分離洗滌過程的生產(chǎn)能力外其它完全相同。通過在溶出過程中添加過量石灰,除滿足與TiO2反應所需的石灰添加量外,還需部分滿足與鋁土礦中的SiO2盡可能多地與CaO反應生成水合硅鋁酸鈣,使溶出過程中的脫硅產(chǎn)物的一部分由方鈉石型的水合鋁
硅酸鈉變?yōu)樗袷偷乃瞎桎X酸鈣,從而大幅度降低溶出赤泥的N/S。與混聯(lián)法流程相比,取消了高熱耗的熟料燒結(jié)過程及其相應的濕法生產(chǎn)系統(tǒng),建設投資少,生產(chǎn)能耗低,但同時鋁土礦和
石灰石單耗相對較大。
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