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簡述氧化鋁生產的工藝類型

文字:[大][中][小] 2015-3-22    瀏覽次數:865    

  氧化鋁是用不同的生產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,全世界90%以上的氧化鋁直接采用的是經濟的拜耳法生產流程,而我國氧化鋁企業因礦質的不同,而分別選用不同的生產工藝。

  燒結法: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

  燒結法氧化鋁生產過程主要包括熟料燒成、熟料溶出、精液制備、分解和蒸發等主要的生產工序。

  來自原料磨的生料漿通過回轉窯燒制成易于溶出的鋁酸鈉熟料,再經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;種分母液經蒸發形成的種蒸母液送拜爾法堿液調配后給原礦漿配料;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年發明,他發現加入精種的鋁酸鈉溶液中可以分解出AL(OH)3,分解母液蒸發后可以在高溫高壓下溶出鋁土礦中的AL(OH)3。該發現后來在實驗中得到證實并應用于工業實踐,是國外氧化鋁最廣泛采用的生產工藝。適于生產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、礦耗大是常規拜耳法生產氧化鋁的缺點。貴州鋁廠Ⅰ期、平果鋁廠。

  拜爾法氧化鋁生產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的溶出率,工藝管道和罐內不易結巴。

  串聯法: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,然后再用燒結法回收拜爾法赤泥的 Al2O3和 Na2O,可降低氧化鋁生產的綜合能耗,Al2O3的總回收率高,堿耗降低,產品成本可大幅度降低。不增加建設投資和設備,可在現有混聯法廠推廣應用。貴州鋁廠、魯能晉北(規劃)。

  并聯法:由拜耳法、燒結法組成并聯法氧化鋁生產工藝。中州鋁廠、前蘇聯第聶泊鋁廠。

  混聯法:由拜耳法、燒結法組成,其生產過程的特點是:工藝流程復雜、連續性強、參數檢測困難、關聯性強、生產管理難度大,在化工冶金行業具有較強的代表性,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法處理;礦石中的高硅,在生產過程中又極易在設備表面形成結垢,同時也嚴重影響監控數據的采集。山西鋁廠Ⅰ期、貴州鋁廠Ⅱ期、鄭州鋁廠。

  國內某氧化鋁生產企業的混聯法氧化鋁生產線工藝流程簡圖,涵蓋了國內外典型拜耳法和燒結法生產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法系統配料;拜耳法種分母液蒸發析出的結晶堿及附液送燒結法系統配制生料漿;燒結法種分母液經蒸發后送拜耳法系統做補堿用。拜耳法和燒結法兩系統相互關聯、相互制約,工序間相互影響,生產組織難度大。

  石灰拜爾法:與常規拜耳法流程相比,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物的一部分由方鈉石型的水合鋁硅酸鈉變為水化石榴石型的水合硅鋁酸鈣,從而大幅度降低溶出赤泥的N/S。與混聯法流程相比,取消了高熱耗的熟料燒結過程及其相應的濕法生產系統,建設投資少,生產能耗低,但同時鋁土礦和石灰石單耗相對較大。


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