拜耳法的原理和基本流程精选课件.ppt

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1、关于拜耳法的原理和基本流程第一页，本课件共有51页回顾：回顾：氧化铝的主要生产方法：碱法、酸法、氧化铝的主要生产方法：碱法、酸法、热法热法第二页，本课件共有51页碱处理碱处理分解分解煅烧煅烧铝土矿铝土矿铝酸钠溶液铝酸钠溶液Al(OH)3Al2O3第三页，本课件共有51页第三章第三章 拜耳法生产氧化铝拜耳法生产氧化铝3.1 拜耳法原理和基本流程拜耳法原理和基本流程3.1.1拜耳法的基本原理和实质拜耳法的基本原理和实质 拜拜耳耳法法是是澳澳大大利利亚亚化化学学家家拜拜耳耳（Karl Josef Bayer）在在18891892年年间间所所发发明明的的。拜拜耳耳法法用用在在处处理理低低硅硅铝铝土土矿

2、矿，特特别别是是处处理理三三水水铝铝石石型型铝铝土土矿矿时时，流流程程简简单单、产产品品质质量量好好，因而得到广泛的应用。因而得到广泛的应用。第四页，本课件共有51页1 拜耳法的基本原理拜耳法的基本原理（1）用）用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。析出。（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的一批铝土矿。溶出新的一批铝土矿。交替使用这两个过程就能够每处理一批矿石，便得到一交替使用这

3、两个过程就能够每处理一批矿石，便得到一批氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。批氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。第五页，本课件共有51页拜耳法的实质就是使下一反应在不同的条件下朝不同拜耳法的实质就是使下一反应在不同的条件下朝不同的方向交替进行：的方向交替进行：Al2O3(1或或3)H2O+2NaOH(aq)=2NaAl(OH)4(aq)溶出溶出140 分解分解70第六页，本课件共有51页首首先先是是在在高高温温下下在在压压煮煮器器中中以以NaOH溶溶液液溶溶出出铝铝土土矿矿，将将其其中中氧氧化化铝铝水水合合物物溶溶浸浸出出来来；使使反反应应向向右右进进行行，得得到到铝铝酸酸钠钠溶溶液液，杂杂质质则则

4、进进入入残残渣渣中中。往往彻彻底底分分离离赤赤泥泥后后的的铝铝酸酸钠钠溶溶液液中中添添加加晶晶种种，在在不不断断搅搅拌拌的的条条件件下下进进行行晶晶种种分分解解，使使反反应应向向左左进进行行析析出出氢氢氧氧化化铝铝。分分解解后后的的母母液液（循循环环母母液液）再再返返回回用用以以溶溶出出下下一一批批矿矿石石。氢氢氧氧化化铝铝经经煅煅烧烧后后便便得得到到产产品品氧氧化化铝。铝。第七页，本课件共有51页拜耳法生产氧化铝的工艺有许多个工序组成，拜耳法生产氧化铝的工艺有许多个工序组成，其中主要有：铝土矿的溶出、溶出浆液的稀释、其中主要有：铝土矿的溶出、溶出浆液的稀释、晶种分解和分解母液蒸发等四个工序。

5、晶种分解和分解母液蒸发等四个工序。铝土矿的溶出铝土矿的溶出溶出浆液的稀释溶出浆液的稀释分解母液蒸发分解母液蒸发晶种分解晶种分解铝酸钠溶液的温度、铝酸钠溶液的温度、浓度、苛性比值等浓度、苛性比值等各不相同各不相同2 Na2O-Al2O3-H2O系中的拜耳法循环图系中的拜耳法循环图第八页，本课件共有51页0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Na2O%(质量质量)403530252015105Al2O3,%(质量质量)至至Al2O3 3H2O点点 至至Al2O3 H2O点点 200 60 30 k=1.65 k=3.40 A B D C B D 第九页，本课件共有51页 溶解度等温

6、曲线溶解度等温曲线1.溶解度等温曲线包括两个段，交点是该温度下最大点。2.在所有温度下，氧化铝的溶解度都是随碱浓度增加而增大，当超过某一值，随着碱浓度增大而降低。3、过饱和度越大，溶液的稳定性越低。4、当溶液冷却或稀释时，溶液都是处于饱和状态。第十页，本课件共有51页从以上的分析可见，在拜耳法生产氧化铝的过从以上的分析可见，在拜耳法生产氧化铝的过程中，最重要的是在不同的工序控制一定的溶程中，最重要的是在不同的工序控制一定的溶液组成和温度，使溶液具有适当的稳定性。液组成和温度，使溶液具有适当的稳定性。第十一页，本课件共有51页 两种表示方法：两种表示方法：A A、采用物质的摩尔比采用物质的摩尔比

7、n(Nan(Na2 2O)/n(AlO)/n(Al2 2O O3 3),),其中的其中的NaNa2 2O O是按苛性碱是按苛性碱NaOHNaOH浓浓度计算，叫苛性比，符号度计算，叫苛性比，符号 K K 。中国与俄罗斯中国与俄罗斯 B B、采用物质的质量比采用物质的质量比m(Na2O)/m(Al2O3),m(Na2O)/m(Al2O3),符号为符号为A/CA/C，其中的其中的Na2ONa2O按当量按当量Na2CO3Na2CO3计算。计算。美国美国 铝土矿的配入量铝土矿的配入量 K K 1.51.5-1.7-1.7按所溶出溶液苛性计算按所溶出溶液苛性计算,循环性碱液的循环性碱液的 K K 3.13

8、.1-3.4-3.4第十二页，本课件共有51页 铝土矿的溶出率计算公式铝土矿的溶出率计算公式 铝土矿中的含硅矿物在苛性碱溶液中有不同的溶铝土矿中的含硅矿物在苛性碱溶液中有不同的溶解度，其中卵白石（解度，其中卵白石（SiOSiO2 2H H2 2O)O)化学活性最大，最易化学活性最大，最易溶解，在溶解，在100100以下，生成硅酸钠：以下，生成硅酸钠：SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O 此硅酸钠与铝酸钠溶液起反应生成含水铝硅酸钠此硅酸钠与铝酸钠溶液起反应生成含水铝硅酸钠沉沉淀淀。在高压溶出的条件下，进入赤泥中的含水铝硅酸在高压溶出的

9、条件下，进入赤泥中的含水铝硅酸钠的组成大致相当于钠的组成大致相当于NaNa2 2O*AlO*Al2 2O O3 3*1.7SiO*1.7SiO2 2*nH*nH2 2O O（n n可以大于可以大于2 2）。从式可知，每）。从式可知，每1 1kgkg的的SiOSiO2 2要结合要结合1 1kgkg的的AlAl2 2O O3 3和和0.60.6kgkg的的NaNa2 2O O。第十三页，本课件共有51页 铝土矿中氧化铝的理论溶出率：铝土矿中氧化铝的理论溶出率：n=w(Aln=w(Al2 2O O3 3)w(SiO w(SiO2 2)/w(Al)/w(Al2 2O O3 3)100%100%=A/S

10、A/S 1/1/A/SA/S 100%100%=1-1/(=1-1/(A/S)100%A/S)100%式中式中A/SA/S为铝土矿的铝硅比（质量比）为铝土矿的铝硅比（质量比）A/SA/S越高，矿石越容易溶解，理论溶出率越高。越高，矿石越容易溶解，理论溶出率越高。第十四页，本课件共有51页 3.1.23.1.2拜耳法的基本流程拜耳法的基本流程步骤：步骤：溶出：得到铝酸钠溶液，使氧化铝与杂质分离溶出：得到铝酸钠溶液，使氧化铝与杂质分离 稀释：降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解，便于赤泥分稀释：降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解，便于赤泥分离离 分解：使铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝的形式析出分解：

11、使铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝的形式析出 蒸发：排出多余的水分，保持水量平衡，使蒸发母液达蒸发：排出多余的水分，保持水量平衡，使蒸发母液达到浓度要求到浓度要求 煅烧：除去氢氧化铝的附着水和结晶水，并得到吸湿性煅烧：除去氢氧化铝的附着水和结晶水，并得到吸湿性较差的氧化铝以满足电解需求。较差的氧化铝以满足电解需求。第十五页，本课件共有51页3.1.2拜耳法的基本流程拜耳法的基本流程破碎破碎铝土矿铝土矿湿磨湿磨溶出溶出稀释稀释沉降分离沉降分离叶滤叶滤溶出矿浆溶出矿浆精液精液粗液粗液稠浓赤泥浆稠浓赤泥浆稀释浆液稀释浆液赤泥洗涤赤泥洗涤洗液洗液赤泥赤泥堆场堆场热水热水石灰石灰补充补充苛性碱苛性碱晶种分

12、解晶种分解晶种晶种氢氧化铝浆液氢氧化铝浆液氢氧化铝氢氧化铝沉降分离沉降分离洗涤洗涤氢氧化铝氢氧化铝煅烧煅烧氧化铝氧化铝母液母液洗液洗液蒸发蒸发蒸发母液蒸发母液石灰乳石灰乳分离分离Na2CO3H2O结晶结晶溶解溶解苛化苛化第十六页，本课件共有51页从从矿矿山山运运来来的的铝铝土土矿矿经经破破碎碎后后，与与石石灰灰和和种种分分蒸蒸发发母母液液（循循环环母母液液）磨磨制制成成原原矿矿浆浆，然然后后在在高高温温下下将将矿矿石石中中的的Al2O3溶溶出出，得得到到铝铝酸酸钠钠溶溶液液和和不不溶溶残残渣渣（赤赤泥泥）组组成成的的溶溶出出料料浆浆。料料浆浆用用赤赤泥泥洗洗液液进进行行稀稀释释，再再在在沉沉降

13、降槽槽中中将将铝铝酸酸钠钠溶溶液液和和赤赤泥泥分分离离，赤赤泥泥经经洗洗涤涤后后排排往往赤赤泥泥堆堆场场。净净化化后后的的铝铝酸酸钠钠溶溶液液加加入入氢氢氧氧化化铝铝种种子子进进行行分分解解，析析出出氢氢氧氧化化铝铝。氢氢氧氧化化铝铝与与母母液液分分离离后后，洗洗净净煅煅烧烧即即得得成成品品氧氧化化铝铝。母母液液和和洗洗液液通通过过蒸蒸发发浓浓缩缩。在在蒸蒸发发时时有有一一定定数数量量的的Na2CO3H2O从从母母液液结结晶晶析析出出。将将其其分分离离出出来来用用Ca(OH)2苛苛化成化成NaOH溶液与蒸发母液一同送往湿磨配料。溶液与蒸发母液一同送往湿磨配料。第十七页，本课件共有51页3.2

14、铝土矿溶出过程的化学反应铝土矿溶出过程的化学反应3.2.1 氧化铝水合物在溶出过程中的行为、氧化铝水合物在溶出过程中的行为、溶剂：循环母液中的主要成分有：溶剂：循环母液中的主要成分有：NaOH、NaAlO2、Na2CO3、Na2SO4等。等。Al2O3(1或或3)H2O+2NaOH(aq)=2NaAlO2(aq)第十八页，本课件共有51页溶出的目的溶出的目的 在于将其矿石中的氧化铝充分溶解成为铝酸钠溶液在于将其矿石中的氧化铝充分溶解成为铝酸钠溶液而与其它杂质分离。而与其它杂质分离。溶出条件与方式：由于氧化铝在铝土矿中的存在形溶出条件与方式：由于氧化铝在铝土矿中的存在形态不同所以要求的溶出条件也

15、不相同。态不同所以要求的溶出条件也不相同。溶出方式通常是在加压的情况下进行的，所以称为溶出方式通常是在加压的情况下进行的，所以称为“高压溶高压溶出出”。不同状态的氧化铝水合物的溶出顺序不同状态的氧化铝水合物的溶出顺序:三水铝石最易溶解、一水软铝石次之、一水硬铝石三水铝石最易溶解、一水软铝石次之、一水硬铝石难溶，而刚玉在难溶，而刚玉在300度以下实际是不溶的进入赤泥。度以下实际是不溶的进入赤泥。第十九页，本课件共有51页三水铝石型溶出反应式三水铝石型溶出反应式也有写成下式的也有写成下式的三水铝石典型的主要溶出条件：三水铝石典型的主要溶出条件：溶出温度溶出温度140145溶出压力溶出压力4kg/c

16、m2溶出碱浓度溶出碱浓度120140g/L溶出后液苛性比（溶出后液苛性比（）1.501.65第二十页，本课件共有51页 一水软铝石的主要溶出条件：一水软铝石的主要溶出条件：对于一水铝石和一水硬铝石型铝土矿：对于一水铝石和一水硬铝石型铝土矿：其溶出条件主要取决于一水硬铝石的含量，当以一水硬铝石形其溶出条件主要取决于一水硬铝石的含量，当以一水硬铝石形态存在的三氧化二铝含量在态存在的三氧化二铝含量在5%5%以上时，实际上上必须采取适宜于一以上时，实际上上必须采取适宜于一水硬石溶出的条件，这样才能保证得到满意的三氧化二铝溶出率。水硬石溶出的条件，这样才能保证得到满意的三氧化二铝溶出率。溶出温度溶出温度

17、200240溶出压力溶出压力1234kg/cm2溶出碱浓度溶出碱浓度140240g/L溶出后液苛性比（溶出后液苛性比（）1.51.75一水铝石溶出反应方程式：一水铝石溶出反应方程式：第二十一页，本课件共有51页一水硬铝石的主要溶出反应方程式：一水硬铝石的主要溶出反应方程式：反应式中的石灰的加入量，一般为铝土矿石总重量的反应式中的石灰的加入量，一般为铝土矿石总重量的37%。含水铝酸钙：含水铝酸钙：3CaOAl2O36H2O水合铝硅酸钙（水化石榴石）：水合铝硅酸钙（水化石榴石）：3CaOAl2O33SiO2钛酸钙：钛酸钙：CaOTiO2第二十二页，本课件共有51页一水硬铝石主要溶出条件一水硬铝石主

18、要溶出条件溶出温度溶出温度220260溶出压力溶出压力2834kg/cm2溶出碱浓度溶出碱浓度250280g/L溶出后液苛性比（溶出后液苛性比（）1.651.71第二十三页，本课件共有51页3.2.2 含硅矿物在溶出过程中的行为含硅矿物在溶出过程中的行为 SiO2是铝土矿中最常见的杂质，也是碱法是铝土矿中最常见的杂质，也是碱法生产氧化铝最有害的杂质。铝土矿中的含硅矿生产氧化铝最有害的杂质。铝土矿中的含硅矿物有无定形的蛋白石、石英等一类的氧化硅及物有无定形的蛋白石、石英等一类的氧化硅及其水合物以及高岭石等。其水合物以及高岭石等。第二十四页，本课件共有51页 所有含硅矿物与铝酸钠溶液反应后，都有所

19、有含硅矿物与铝酸钠溶液反应后，都有SiO2进入进入溶液。以高岭石为例，它与铝酸钠母液发生如下反应：溶液。以高岭石为例，它与铝酸钠母液发生如下反应：Al2O32SiO22H2O+6NaOH(aq)=2NaAl(OH)4+2Na2SiO3(aq)第二十五页，本课件共有51页 反反应应生生成成的的铝铝酸酸钠钠和和硅硅酸酸钠钠都都进进入入溶溶液液。当当硅硅酸酸钠钠浓浓度度达达到到最最大大值值（2-10g/L）之之后后，两两者者相相互互反反应应生生成成水水合合铝铝硅硅酸酸钠钠逐逐渐渐析析出出，这这一一反反应应使使溶溶液液的的SiO2含量降低，因而称为脱硅反应：含量降低，因而称为脱硅反应：1.7Na2Si

20、O3+2NaAl(OH)4=Na2OAl2O31.7SiO2H2O+3.4NaOH+1.3H2O脱硅反应脱硅反应第二十六页，本课件共有51页行为行为 各种形式的含硅矿物与苛性碱反应，均有硅酸各种形式的含硅矿物与苛性碱反应，均有硅酸钠进入溶液，然后与溶液中的铝酸钠反应，生成溶钠进入溶液，然后与溶液中的铝酸钠反应，生成溶解度很小的水合铝硅酸钠沉淀，造成解度很小的水合铝硅酸钠沉淀，造成Al2O3和和Na2O的损失。的损失。第二十七页，本课件共有51页3.2.3 含铁矿物在溶出过程中的行为含铁矿物在溶出过程中的行为 铝土矿中含铁的矿物有氧化物、硫化物、硫铝土矿中含铁的矿物有氧化物、硫化物、硫酸盐、碳酸

21、盐以及硅酸盐。最常见的是氧化物，酸盐、碳酸盐以及硅酸盐。最常见的是氧化物，其中包括赤铁矿其中包括赤铁矿Fe2O3、水赤铁矿、水赤铁矿Fe2O3等。等。在拜耳法溶出过程中，赤铁矿实际上不溶于在拜耳法溶出过程中，赤铁矿实际上不溶于碱，全部进入沉淀中，成为碱，全部进入沉淀中，成为赤泥赤泥的重要组成。的重要组成。第二十八页，本课件共有51页TiO2在溶出过程中的行为在溶出过程中的行为3.2.4 TiO2在溶出过程中的行为在溶出过程中的行为 TiO2在铝土矿中通常以金红石、锐钛矿和板钛矿的形在铝土矿中通常以金红石、锐钛矿和板钛矿的形态存在。态存在。TiO2先于一水硬铝石与碱反应生成钛酸钠，其先于一水硬铝

22、石与碱反应生成钛酸钠，其呈胶态包围在矿粒表面，阻止一水硬铝石与碱反应，导呈胶态包围在矿粒表面，阻止一水硬铝石与碱反应，导致氧化铝不能溶出，加石灰，生成钛酸钙，破坏钛酸钠致氧化铝不能溶出，加石灰，生成钛酸钙，破坏钛酸钠的膜。消除的膜。消除TiO2的有害作用。的有害作用。第二十九页，本课件共有51页3.2.5 含钙、镁的矿物在溶出过程中的行为含钙、镁的矿物在溶出过程中的行为 在铝土矿中有少量的方解石在铝土矿中有少量的方解石CaCO3和白云石和白云石 CaCO3MgCO3。碳酸盐是铝土矿中常见的有害杂。碳酸盐是铝土矿中常见的有害杂质它们在碱溶液中容易分解，使苛性钠转变为碳酸质它们在碱溶液中容易分解，

23、使苛性钠转变为碳酸钠。钠。第三十页，本课件共有51页3.2.6 有机物和某些微量杂质在溶出过程中的行为有机物和某些微量杂质在溶出过程中的行为 有有机机物物可可以以分分为为腐腐植植酸酸及及沥沥青青两两大大类类。后后者者实实际际上上不不溶溶解解于于碱碱溶溶液液，全全部部随随同同赤赤泥泥排排出出。腐腐植植酸酸类类的的有有机机物物与与碱碱作作用用生生成成各各种种腐腐植植酸酸钠钠，然然后后逐逐渐渐转转变变为为易易溶溶的的草草酸酸钠钠（NaNa2 2C C2 2O O4 4）或或蚁蚁酸酸钠钠，在在流流程程中中循循环环积积累累，使使溶溶液液粘粘度度显显著著升升高高，容容易易产产出出泡泡沫沫。溶溶液液中中的的

24、有有机机物物对对铝铝土土矿矿的的湿湿磨磨，赤赤泥泥的的沉沉降降分分离离，铝铝酸酸钠钠溶溶液液中中的的晶晶种种分分解，母液的蒸发等工序都是不利的。解，母液的蒸发等工序都是不利的。第三十一页，本课件共有51页 3.2.7 对溶出过程的工艺要求对溶出过程的工艺要求Al2O3的理论溶出率的理论溶出率 理论上矿石中可以溶出的理论上矿石中可以溶出的Al2O3量与矿石中量与矿石中Al2O3量的比量的比值。值。Al2O3的实际溶出率的实际溶出率 在溶出时，实际溶出的在溶出时，实际溶出的Al2O3量与矿石中量与矿石中Al2O3量的量的比值。比值。第三十二页，本课件共有51页美国铝业公司提出的溶出条件为：美国铝业

25、公司提出的溶出条件为：一水软铝石矿一水软铝石矿 温度温度235，苛性碱溶液，苛性碱溶液Na2O浓度浓度135g/L,时时间间15min一水硬铝石矿一水硬铝石矿 温度温度300，苛性碱溶液，苛性碱溶液Na2O浓度浓度200g/L,时时间间30min 从工艺上说，在溶出过程中，除了要求达到尽从工艺上说，在溶出过程中，除了要求达到尽可能的可能的Al2O3溶出率外，还要求溶出率外，还要求Na2O的化学损失尽的化学损失尽可能地减少。可能地减少。第三十三页，本课件共有51页3.2.8 溶出过程的动力学溶出过程的动力学(1)含含Al2O3矿物的表面被溶剂矿物的表面被溶剂含大量游离含大量游离NaOH的循环母液

26、所湿润；的循环母液所湿润；(2)含含Al2O3矿物与矿物与OH-相互作用生成铝酸钠；相互作用生成铝酸钠；(3)铝酸根离子通过在矿物表面上生成的扩散层扩散铝酸根离子通过在矿物表面上生成的扩散层扩散到整个溶液中去，而到整个溶液中去，而OH-通过扩散层扩散到矿物表通过扩散层扩散到矿物表面上来，使反应继续进行。面上来，使反应继续进行。第三十四页，本课件共有51页3.2.9 3.2.9 影响铝土矿溶出过程的因素影响铝土矿溶出过程的因素1 1溶出温度：溶解度和速率都增大，铝酸钠饱和蒸汽压急溶出温度：溶解度和速率都增大，铝酸钠饱和蒸汽压急剧增大。剧增大。2 2循环母液碱浓度及苛性比值：增大溶出速度循环母液碱

27、浓度及苛性比值：增大溶出速度3 3矿石磨细的程度矿石磨细的程度4 4石灰添加量石灰添加量5.5.搅拌强度搅拌强度第三十五页，本课件共有51页3.3 3.3 赤泥的分离与洗涤赤泥的分离与洗涤3.3.1 3.3.1 铝酸钠浆液的稀释铝酸钠浆液的稀释从自蒸发器出来的浆液，其从自蒸发器出来的浆液，其NaNa2 2O O浓度常在浓度常在200200250g250gL L之间，用赤泥洗液将其稀释的作用为：之间，用赤泥洗液将其稀释的作用为：1.1.低铝酸钠溶出液的浓度，便于晶种分解，低铝酸钠溶出液的浓度，便于晶种分解，2.2.铝酸钠溶液进一步脱硅，铝酸钠溶液进一步脱硅，3.3.便于赤泥分离，便于赤泥分离，4

28、.4.有利于沉降槽的操作。有利于沉降槽的操作。第三十六页，本课件共有51页3.3.2 3.3.2 拜耳法赤泥浆液拜耳法赤泥浆液1 1 浆液的物理化学性质浆液的物理化学性质 拜耳法赤泥的沉降性能和压缩性能都比较差，原拜耳法赤泥的沉降性能和压缩性能都比较差，原因：因：（1 1）赤泥粒子非常细）赤泥粒子非常细（2 2）赤泥粒子具有极其发达的表面）赤泥粒子具有极其发达的表面第三十七页，本课件共有51页2 2 影响赤泥性能的主要因素：影响赤泥性能的主要因素：（1 1）铝土矿的矿物组成和化学成分）铝土矿的矿物组成和化学成分（2 2）温度）温度（3 3）矿石细磨程度）矿石细磨程度（4 4）铝酸钠溶液的浓度及

29、黏度）铝酸钠溶液的浓度及黏度第三十八页，本课件共有51页3 3 改善拜耳法赤泥沉降性能的途径：改善拜耳法赤泥沉降性能的途径：（1 1）铝土矿预先焙烧）铝土矿预先焙烧（2 2）提高溶出温度）提高溶出温度（3 3）添加絮凝剂）添加絮凝剂第三十九页，本课件共有51页3.4 3.4 铝酸钠溶液的晶种分解铝酸钠溶液的晶种分解3.4.1 3.4.1 铝酸钠溶液分解过程的机理铝酸钠溶液分解过程的机理晶种分解是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一，它晶种分解是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一，它不仅影响产品氧化铝的数量和质量，而且直接影响不仅影响产品氧化铝的数量和质量，而且直接影响循环效率及其他工序。循环效率及其他工

30、序。第四十页，本课件共有51页晶核生成过程可用以下方式表示：晶核生成过程可用以下方式表示：配合铝酸根离子配合铝酸根离子Al(OH)4-生成聚合铝酸根离于生成聚合铝酸根离于Aln(OH)-3n-1 形成缔合物形成缔合物Aln(OH)-3n+1m 析出聚合物析出聚合物Al(OH)3沉淀沉淀第四十一页，本课件共有51页同时发生一些物理化学作用：同时发生一些物理化学作用：次生成核次生成核结晶长大结晶长大晶粒附聚晶粒附聚晶粒破裂和磨蚀晶粒破裂和磨蚀 第四十二页，本课件共有51页3.4.3 3.4.3 影响晶种分解过程的主要因素影响晶种分解过程的主要因素1.1.分解原液的浓度和苛性比值分解原液的浓度和苛性

31、比值2.2.温度制度：温度制度：3.3.晶种数量和质量晶种数量和质量:4.4.分解时间及母液苛性比值：分解时间及母液苛性比值：5.5.搅拌速度：搅拌速度：6.6.杂质的影响：杂质的影响：第四十三页，本课件共有51页3.5 3.5 氢氧化铝的煅烧氢氧化铝的煅烧煅烧氢氧化铝的目的是除去其附着水和结晶水，并得到吸煅烧氢氧化铝的目的是除去其附着水和结晶水，并得到吸湿性能较差的氧化铝以满足电解铝生产的需要，是氧化铝湿性能较差的氧化铝以满足电解铝生产的需要，是氧化铝生产的最后一道工序。生产的最后一道工序。3.5.1 3.5.1 煅烧氢氧化铝原理煅烧氢氧化铝原理工业生产中经过过滤的湿氢氧化铝是三水铝石工业生

32、产中经过过滤的湿氢氧化铝是三水铝石(Al(Al2 2O O3 33H3H2 2O)O)，并带有，并带有101015%15%的附着水。在煅烧过程中随的附着水。在煅烧过程中随着温度的提高，湿的氢氧化铝会发生脱水和晶型转变等一着温度的提高，湿的氢氧化铝会发生脱水和晶型转变等一系列复杂变化，最终由三水铝石变为系列复杂变化，最终由三水铝石变为AlAl2 2O O3 3 和和-A1-A12 2O O3 3。第四十四页，本课件共有51页附着水的脱除附着水的脱除结晶水的脱除结晶水的脱除 Al Al2 2O O3 33H3H2 2O AlO Al2 2O O3 3H H2 2O+2HO+2H2 2O O（气）（

33、气）继续提高到继续提高到500500时，再脱掉一个结晶水，成为无水时，再脱掉一个结晶水，成为无水-Al-Al2 2O O3 3氧化铝的晶型转变氧化铝的晶型转变 AlAl2 2O O3 3结晶不完善，需要对其进行进一步的晶型转变，转结晶不完善，需要对其进行进一步的晶型转变，转变为变为A1A12 2O O3 3。生成的。生成的A1A12 2O O3 3晶格紧密，密度大，硬度高，晶格紧密，密度大，硬度高，但化学活性小，在冰晶石熔体中的溶解度小。但化学活性小，在冰晶石熔体中的溶解度小。第四十五页，本课件共有51页3.5.2.3.5.2.煅烧过程对氧化铝质量的影响煅烧过程对氧化铝质量的影响温度的影响温度

34、的影响矿化剂的影响矿化剂的影响焙烧燃料的影响焙烧燃料的影响氢氧化铝晶体粒度和强度的影响氢氧化铝晶体粒度和强度的影响第四十六页，本课件共有51页3.6 3.6 分解母液的蒸发与一水碳酸钠的苛化分解母液的蒸发与一水碳酸钠的苛化3.6.1 3.6.1 分解母液的蒸发分解母液的蒸发目的：排出多余的水分，保持循环体系中水量目的：排出多余的水分，保持循环体系中水量的平衡，使蒸发母液达到符合拜耳法溶出或烧的平衡，使蒸发母液达到符合拜耳法溶出或烧结法生料浆配料的浓度要求。结法生料浆配料的浓度要求。第四十七页，本课件共有51页母液中杂质在蒸发过程中的行为：母液中杂质在蒸发过程中的行为：（1 1）碳酸钠）碳酸钠（2 2）硫酸钠）硫酸钠（3 3）氧化硅）氧化硅第四十八页，本课件共有51页降低蒸发水量的途径：降低蒸发水量的途径：（1 1）减少循环碱液的流量）减少循环碱液的流量（2 2）降低循环母液的流量）降低循环母液的流量（3 3）提高稀释后铝酸钠溶液浓度）提高稀释后铝酸钠溶液浓度第四十九页，本课件共有51页3.6.2 3.6.2 一水碳酸钠的苛化回收一水碳酸钠的苛化回收（1 1）氧化铁法）氧化铁法（2 2）石灰法）石灰法第五十页，本课件共有51页感谢大家观看第五十一页，本课件共有51页