拜耳法氧化铝制取工艺(含电解).ppt

第一讲氧化铝的生产 1 绪论2 氧化铝生产工艺3 氧化铝生产新技术和综合利用 绪论 氧化铝及其水合物氧化铝生产方法铝土矿 氧化铝 氧化铝 氧化铝外观为白色粉末 结晶状态为六方晶体结构 分子式通常写为Al2O3 分子量为101 96 氧化铝是典型的两性氧化物 不溶于水 可溶于无机酸和碱性溶液 由于其结晶形式不同 在酸 碱溶液中的溶解度及溶解速度也不同 氧化铝有多种同素异构体 如 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 K Al2O3 Al2O3 而常见稳定结构的氧化铝主要是 Al2O3 Al2O3 Al2O3性质稳定 熔点2050 沸点2900 比重3 9 4 0g cm3 Al2O3是将各种Al OH 3加热脱水获得的 Al2O3呈立方晶系 晶格常数 7 91 氧化铝外观为白色粉末 结晶状态为六方晶体结构 分子式通常写为Al2O3 分子量为101 96 氧化铝是典型的两性氧化物 不溶于水 可溶于无机酸和碱性溶液 由于其结晶形式不同 在酸 碱溶液中的溶解度及溶解速度也不同 氧化铝有多种同素异构体 如 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 K Al2O3 Al2O3 而常见稳定结构的氧化铝主要是 Al2O3 Al2O3 Al2O3性质稳定 熔点2050 沸点2900 比重3 9 4 0g cm3 Al2O3是将各种Al OH 3加热脱水获得的 Al2O3呈立方晶系 晶格常数 7 91 氧化铝水合物 氧化铝水合物是由OH O2 Al3 构成的化合物 其中并不含水分子 是人们对该种化合物的俗称 氧化铝水合物是铝土矿中的主要矿物 自然界中OH O2 Al3 构成的化合物主要有三水铝石 一水软铝石 一水硬铝石和刚玉 其分子式为 三水铝石 Al OH 3 一水软铝石 AlOOH 一水硬铝石 AlOOH 刚玉 Al2O3 氧化铝水合物的化学性质也由于其结构不同而有很大差别 化学活性按下列次序递减 三水铝石化学活性最大 一水软铝石次之 一水硬铝石较弱 刚玉则是非常稳定的氧化铝 氧化铝生产方法 碱法酸法酸碱联合法热法 碱法生产氧化铝 碱法生产氧化铝 就是用碱 NaOH或Na2CO3 处理铝土矿 使矿石中的氧化铝水合物和碱反应生成铝酸钠溶液 铝土矿中的铁 钛等杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的化合物进入固体残渣中 这种残渣被称为赤泥 铝酸钠溶液与赤泥分离后 经净化处理 分解析出A1 OH 3 将A1 OH 3与碱液分离并经过洗涤和焙烧后 即获得产品氧化铝 目前工业上几乎全部采用碱法生产氧化铝 酸法生产氧化铝 酸法生产氧化铝就是用硫酸 盐酸 硝酸等无机酸处理铝矿石 得到含铝盐溶液 然后用碱中和这些盐溶液 使铝成氢氧化铝析出 焙烧氢氧化铝或各种铝盐的水合物晶体 便得到氧化铝 用酸法处理铝矿石时 存在于矿石中的铁 钛 钒 铬等杂质与酸作用进入溶液中 这不但引起酸的消耗 而且它们与铝盐分离比较困难 氧化硅绝大部分成为不溶物进入残渣与铝盐分离 但有少量成为硅胶进入溶液 所以铝盐溶液还需要脱硅 而且需要昂贵的耐酸设备 用酸法处理分布很广的高硅低铝矿 如粘土 高岭土 煤矸石和煤灰 在原则上是合理的 在铝土矿资源缺乏的情况下可以采用此法 酸碱联合法生产氧化铝 酸碱联合法是先用酸法从高硅铝矿石中制取含铁 钛等杂质的不纯氢氧化铝 然后再用碱法处理 这一流程的实质是用酸法除硅 碱法除铁 热法生产氧化铝 热法适合于处理高硅高铁的铝矿 其实质是在电炉中熔炼铝矿石和碳的混合物 使矿石中的氧化铁 氧化硅 氧化钛等杂质还原 形成硅合金 而氧化铝则呈熔融状态的炉渣而上浮 由于密度不同而分离 所得氧化铝渣再用碱法处理从中提取氧化铝 铝土矿 铝土矿组成铝土矿分类铝土矿的铝硅比我国铝土矿特点 铝土矿组成 铝土矿是一种以氧化铝水合物为主要成分的复杂铝硅酸盐矿石 铝土矿的主要化学成分有 Al2O3 SiO2 Fe2O3 TiO2 少量的CaO MgO硫化物 微量的镓 钒 磷 铬等元素的化合物 铝土矿分类 铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可分为 三水铝石型铝土矿 一水软铝石型铝土矿 一水硬铝石型铝土矿和混合型铝土矿 铝土矿铝硅比 铝土矿中的硅是碱法处理铝土矿制取氧化铝过程中最有害的杂质 铝土矿的铝硅比是衡量铝土矿质量的主要指标之一 铝硅比是指铝土矿中的氧化铝和二氧化硅的质量比 即A S 矿石中的氧化铝质量 矿石中的二氧化硅质量 通常写为 A S Al2O3 SiO2 我国铝土矿特点 我国铝土矿资源丰富 储量大 高铝 高硅 低铁 铝硅比较低 中低品位铝土矿居多 多数铝土矿是一水硬铝石型铝土矿 铝酸钠溶液 铝酸钠溶液成分铝酸钠溶液分子比铝酸钠溶液结构铝酸钠溶液诱导期铝酸钠溶液稳定性及其影响因素 铝酸钠溶液 工业铝酸钠的主要成分是NaAl OH 4 NaOH Na2CO3 Na2SiO4等 通常把NaAl OH 4中的Na2O叫做化合碱 把NaOH中的Na2O叫做游离碱 把Na2CO3中的Na2O叫做碳酸碱 并把碳酸碱和苛性碱统称为全碱 铝酸钠溶液分子比 铝酸钠溶液的分子是指溶液中的苛性碱与氧化铝的摩尔比 用MR表示 分子比 MR 苛性碱 Na2O mol 氧化铝 Al2O3 mol 苛性碱 g 氧化铝 g 1 645 铝酸钠溶液结构 通过对铝酸钠溶液进行的大量的研究揭示 铝酸钠溶液是离子真溶液 铝酸钠溶液能够完全解离为钠离子和铝酸根离子 关于铝酸钠溶液的结构问题 实质是指铝酸根离子的组成及结构 根据近年来的研究结果 可归纳为以下几点 1 在一定温度下 中等浓度的铝酸钠溶液中 铝酸根离子是以Al OH 4 为主 据此 从铝或氢氧化铝转入溶液的阳离子A13 与4个OH 化合时形成Al OH 4 3个OH 离子与阳离子A13 以正常的价键结合 而第4个OH 离子则以配价键结合Al OH 4 离子有正规的四面结体构 2 在稀溶液中且温度较低时 铝酸根离子以水化离子 Al OH 4 H2 x形式存在 3 在较浓的溶液中或温度较高时 发生Al OH 4 离子脱水 并能形成 A12 OH 6 2 聚离子 一般生产条件下都用Al OH 4 表示铝酸根离子 铝酸钠溶液诱导期 铝酸钠溶液的诱导期即过饱和铝酸钠溶液自发分解析出氢氧化铝的时间长短 诱导期即是在开头一段时间内溶液不发生明显的分解 在此期间溶液主要是发生内部变化 离子聚合或晶核开始形成 诱导期的长短取决于溶液的组成 浓度 K杂质和温度 等因素 K和浓度高以及有机物等存在时 诱导期长 添加晶种时也有诱导期 但诱导期的延续时间比不添加种子时短得多 以至在晶种量较多时延续时间只有几分钟甚至完全消失 铝酸钠溶液稳定性及其影响因素 铝酸钠溶液的稳定性是指从过饱和铝酸钠溶液开始分解析出氢氧化铝所需时间的长短 形成铝酸钠溶液后立刻开始分解或经过短时间后即开始分解的溶液 称为不稳定的溶液 能够存放很久仍不发生明显分解的溶液 称为稳定的溶液 影响工业铝酸钠溶液稳定性的主要因素有 溶液的分子比 溶液温度 溶液的氧化铝浓度 溶液中的杂质等 氧化铝生产工艺 拜耳法生产氧化铝烧结法生产氧化铝 拜耳法生产氧化铝 拜耳法生产氧化铝工艺介绍拜耳法生产氧化铝基本原理拜耳法生产氧化铝工序 拜耳法生产氧化铝工艺流程 拜耳法生产氧化铝的基本原理 拜耳法生产氧化铝的基本原理是 l 用NaOH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 溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出 即种分过程 2 分解得到的母液 经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿 即溶出过程 交替使用这两个过程 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 用反应方程式表示如下 Al2O3 1或3 H2O 2NaOH aq2NaAl OH 4 aq 拜耳法生产氧化铝工序 原矿浆制备高压溶出赤泥分离 洗涤晶种分解氢氧化铝分离 洗涤氢氧化铝焙烧 原矿浆制备 原矿浆制备的工艺流程矿石破碎配矿配碱配石灰原矿浆液固比调整预脱硅 原矿浆制备工艺流程 原矿浆制备的主要设备包括 带式输送机 球磨机 矿浆磨 螺旋分级机 铝土矿破碎 从矿山开采的矿石一般呈不规则形状 根据目前破碎设备的生产性能 一次破碎成符合磨矿粒度要求的细颗粒很困难 所以 破碎一般采用分段破碎 将破碎分成粗碎 中碎 细碎过程进行 由直径1500mm 500mm的矿石破碎成400 125mm 叫粗碎 由400 125mm破碎成100 25mm叫中碎 由100 25mm破碎成25 5mm叫细碎 影响矿石破碎的因素很多 主要与矿石的结构 硬度 形状大小以及均匀性等物理性质有关 铝土矿破碎主要有以下几种方法 压碎 壁碎 折断 磨剥 击碎 矿石破碎方法 1 压碎 利用两破碎工作面逼近时加压 使物料破碎 此法的特点是作用力逐步加大 作用力的范围较大 适用于破碎较硬的矿石 2 壁碎 破碎工作是由尖齿楔入物料的壁面而完成的 其特点是作用力的范围较为集中而发生局部破裂 此法适用干脆性矿石的破碎 3 折断 物料在破碎工作面间如同承受集中负荷的支点梁 除在外力作用点处受壁力之外 矿石本身发生折屈而破碎 4 磨剥 破碎工作面在物料上相对移动 对物料施加剪压力 这种力是作用在物料的表面上 此法适用于细粒物料的磨矿 5 击碎 利用击碎力的瞬间作用于物料上使物料破裂 是动力破碎 配矿计算 假设已知两种铝土矿的成分如下 SiO2 Fe2O3 Al2O3 A S第一种S1F1A1K1第二种S2F2A2K2要求混矿的A S为K 计算两种矿石的配矿比例 根据条件必须是K1 K K2或K1 K K2 否则达不到调整要求 假设第一种矿石用1吨时 需要配入第二种矿石X吨 根据铝土矿铝硅比的定义进行计算 配碱 单位矿石所需要的循环母液量叫配碱量 生产中 要求溶出液具有一定分子比 此指标是工厂根据具体生产条件而确定 配碱量主要考虑以下三方面的用碱量 1 铝酸钠结合碱 例如当规定的MR 1 45时 即是溶出一个分子的氧化铝 在溶液中就要保留有1 45个分子的氧化钠 2 与氧化硅反应生成钠硅渣所需碱 矿石中有一公斤的氧化硅就要配入M Kg 的苛性钠 3 在溶出过程中由于反苛化反应和机械损失的苛性碱 但配料时加入的碱并不是纯苛性氧化钠 而是生产中返回的循环母液 循环母液中除苛性氧化钠外 还有氧化铝 碳酸钠和硫酸钠等成份 所以在循环母液中有一部分苛性氧化钠与母液本身的氧化铝化合 称为惰性碱 剩下的部分才是游离苛性氧化钠 它对配料才是有效的 石灰配入量 拜耳法配料加入的石灰量是以铝矿石中含氧化钛 Ti02 量计算的 按其反应式要求氧化钙和氧化钛的克分子比为2 0 原矿浆液固比调整 在磨矿中 球磨机的下料量要求稳定 因此 原矿浆液比固的调节是调节循环母液的加入量来实现的 在拜耳法磨矿中 循环母液由三个点加入 而磨机内和分级机溢流的液固比在磨矿的操作中要求稳定 因此 调节原矿浆的液固比 实际上是靠增减加人混合槽的循环母液量来实现 稳定循环母液的浓度和严格铝土矿的配矿制度 是确保拜耳法正确配碱的有效措施 同时应尽量减少非生产用水进入流程及提高石灰质量等 也是拜耳法正确配料 达到良好溶出指标的重要保证 预脱硅 为了减轻拜耳法过程中 硅渣在溶出时析出 影响溶出效果 在原矿浆进入溶出之前进行预脱硅 是减轻结疤的有效途径 预脱硅就是在高压溶出之前 将原矿浆在90 以上搅拌6 10h 添加钠硅渣晶种 使硅矿物尽可能转变为硅渣 该过程称为预脱硅 预脱硅过程并不是所有的硅矿物都能参加反应 只有高岭石和多水高岭石这些活性的硅矿物才能反应生成钠硅渣 保持较长时间 可以使生成钠硅渣的反应进行得更充分 铝土矿拜耳法溶出 溶出的目的溶出简易工艺流程铝土矿中各组分在溶出过程中的行为铝土矿溶出过程铝土矿溶出技术高压溶出系统结疤 高压溶出的目的 高压溶出的目的就是用苛性碱溶液将铝土矿中的氧化铝溶出 生成铝酸钠溶液 有效地提取铝土矿的氧化铝 使溶液充分脱硅 避免过量的SiO2影响 把苛性碱的消耗减至最少 工业生产中一般采用循环母液来溶出铝土矿 为了加快氧化铝水合物 特别是一水硬铝石 的溶出速度 添加石灰 并且把铝土矿 石灰 循环母液磨制成矿浆后在溶出设备中完成溶出过程 铝土矿中各组分在溶出过程中的行为 氧化铝水合物氧化硅氧化钛氧化铁 氧化铝水合物在溶出过程中的行为 铝土矿所含氧化铝水合物在溶出条件下与循环母液中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液中 三水铝石型铝土矿中的Al OH 3与Al OH 3在常压下即可反应 反应方程式如下 Al OH 3 Al OH 3 aq NaAl OH 4 aq而一水软铝石型或一水硬铝石型铝土矿中的AlOOH在相应的高温 高压 及高碱浓度下发生下列反应 A1OOH NaOH aq NaAl OH 4 aq含在某些一水硬铝石型铝土矿中的刚玉在一般工业高压溶出条件下与苛性钠不发生作用而残留于赤泥中 氧化铝水合物与苛性钠发生的反应是溶出过程的主反应 氧化硅水合物在溶出过程中的行为 铝土矿中的氧化硅一般以石英 SiO2 蛋白石 SiO2 nH2O 高龄石 Al2O3 2SiO2 2H2O 叶腊石 Al2O3 4SiO2 H2O 等形式存在 SiO2在溶出过程的行为取决于它的矿物组成 溶出温度和溶出过程的时间 无定形的蛋白石 不仅易溶于苛性碱溶液 而且还能溶于碳酸钠溶液 其反应方程式如下 SiO2 nH2O 2NaOH aq Na2SiO3 aqSiO2 nH2O 2Na2CO3 aq Na2SiO3 CO2 aq游离状态的SiO2和石英只有在较高温度下 才开始和铝酸钠溶液起反应 在低温下溶出三水铝石时 矿石中以石英形态存在的那部分SiO2将转移到赤泥中被分离出去 不会引起氧化铝和氧化钠的损失 溶出一水硬铝石时 在溶出条件下铝土矿中所有形态的SiO2都与碱反应 生成含水铝硅酸钠 反应方程式为 Al2O3 2SiO2 2H2O 6NaOH aq 2NaAlO2 2Na2SiO3 aq2NaAlO2 2Na2SiO3 aq 3Na2O Al2O3 nSiO2 nH2O 4NaOH添加石灰时3Na2O Al2O3 nSiO2 nH2O进一步反应生成含水铝硅酸钙 反应方程式为 3Na2O Al2O3 nSiO2 nH2O 3Ca OH 2 3CaO Al2O3 nSiO2 6 2n H2O 6NaOH不添加石灰 溶出一水硬铝石时 SiO2成为钠硅渣进入赤泥中 添加石灰溶出一水硬铝石时 还会生成水化石榴石 生产上称含水铝硅酸钠为钠硅渣 生产含水铝硅酸钠的反应为脱硅反应 含硅矿物能对氧化铝生产带来危害 SiO2造成的危害 由于SiO2的存在 溶出时造成氧化铝和苛性碱的损失 生成的铝硅酸盐绝大多数进到赤泥之中而排除 但还有少量仍残留在溶液之中 在生产条件发生变化时 SiO2在溶液之中过饱和而析出 导致整个工厂管道和设备器壁上产生结疤 妨碍生产 残留在铝酸钠溶液中的SiO2在分解对会随同氢氧化铝一起析出 影响产品质量 因此 在生产过程要控制和减少SiO2的有害作用 氧化铁水合物在溶出过程中的行为 铝土矿中主要含有赤铁矿 a Fe2O3 菱铁矿 Fe CO3 针铁矿 a FeOOH 和水赤铁矿 Fe2O3 0 5H2O 等 铝土矿溶出时所有赤铁矿全部残留在赤泥中 成为赤泥的重要组成部分 赤泥中以针铁矿形式存在的Fe2O3 通常都具有不良的沉降和过滤性能 因此 在溶出时添加石灰促进了针铁矿转变为赤铁矿 可以提高氧化铝的溶出率 也改善了赤泥的沉降性能 氧化铁含量越多 赤泥量越大 则洗涤用水越多 因此水的蒸发量大 相应赤泥分离设备 洗涤设备及蒸发设备相应增多 提高了产品成本 在生产溶液中往往含有2 3毫克 升以铁酸钠形态溶解的铁 还含有细度在3微米以下的含铁矿物微粒 这些微粒很难滤除 则成为氢氧化铝被铁污染的来源 氧化钛水合物在溶出过程中的行为 铝土矿含钛矿物多以金红石和锐钛矿物存在 不加石灰时 含钛矿物能引起氧化铝溶出率降低和氧化钠损失 还导致赤泥沉降性能变坏以及在加热设备表面形成结疤 在溶出一水硬铝石型铝土矿时 不添加石灰 氧化钛与碱作用生成不溶性的钛酸钠3TiO2 2NaOH aq Na2O 3TiO2 2 5H2O aq钛酸钠结晶致密 在矿粒表面形成一致密薄膜 把矿粒包裹起来 阻碍一水硬铝石的溶出 由于三水铝石易溶解 在钛酸钠生成之前已经溶解完毕 所以TiO2不影响三水铝石的溶出 一水软铝石型铝土矿 则受到一定程度的影响 生产中为了消除氧化钛在溶出过程中的危害 一般采用添加石灰的办法 使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙 2CaO TiO2十2H2O 2CaO TiO2 2H2O由于钛酸钙结晶粗大松脆 易脱落 所以氧化铝溶出不受影响 并且消除了生成钛酸钠所造成的碱损失 添加石灰的作用 高压溶出过程添加石灰的主要作用是 l 消除含钛矿物的有害作用 显著提高Al2O3的溶出速度和溶出率 2 促进针铁矿转变为赤铁矿 使其中的氧化铝充分溶出 并使赤泥的沉降性能得到改善 3 活化一水硬铝石的溶出反应 4 生成水化石榴石 减少Na2O损失 降低碱耗 铝土矿溶出过程 铝土矿溶出 属于多相反应 反应发生于液体和固体两相的界面上 两相接触界面上的 OH 离子 由于不断地参与反应而逐渐消失 因而靠近矿粒表面溶液中的 OH 离子浓度逐渐降低 同时紧靠矿粒表面这一层的反应产物 Al OH 4 的浓度则趋于饱和 形成扩散层 因此 新的 OH 不断地通过扩散层向固相表面移动 与氧化铝反应 而反应产物 Al OH 4 则不断地通过扩散层向外移动 使反应不断地进行 铝土矿溶出过程包括如下几个步骤 1 循环母液湿润矿粒表面 2 氧化铝水合物与OH 相互作用生成铝酸钠 3 形成Al OH 4 的扩散层 4 Al OH 4 从扩散层扩散出来 而OH 则从溶液中扩散到固相接触面上 使反应继续下去 影响铝土矿溶出过程的主要因素 主要的影响因素如下 1 溶出温度 2 保温时间 3 溶出液中氧化铝浓度 4 溶出分子比 5 搅拌强度 6 矿浆细度 高压溶出技术 高压溶出系统组成我国高压溶出技术 高压溶出系统组成 原矿浆在进压煮器溶出以前须进行预热 高压溶出的高温压煮矿浆要通过一系列自蒸发器逐步冷却 将压力降为常压 由预热器 压煮器 自蒸发器等设备组成高压溶出系统 我国高压溶出技术 我国高压溶出技术主要有以下几种 1 单管预热 高压釜溶出技术 2 管道化溶出技术 3 管道 停留罐溶出技术 4 双流法溶出技术 结疤分类 拜耳法过程结疤可分为四大类 1 因溶液分解而产生 以Al OH 3为主 主要在赤泥分离沉降槽 赤泥洗涤沉降糟 分解槽等设备的器壁上生成 视条件不同 可以是三水铝石 拜耳石 诺尔石 一水软铝石及胶体 2 由溶液脱硅以及铝土矿与溶液间反应而产生 如钠硅渣 水化石榴石等 此类结疤主要是在矿浆预热 溶出过程及母液蒸发过程中出现 其结晶形态与温度 溶液组成 时间等多种因素有关 3 因铝土矿中含钛矿物在拜耳法高温溶出过程中与添加剂及溶液反应而生成 主要成份为钛酸钙CaO TiO2和羟基钛酸钙CaTi2O4 OH 2 这类结疤主要在高温区生成 4 除上述三种以外的结疤成分 如一水硬铝石 铁矿物 磷酸盐 含镁矿物 氟化物及草酸盐等 这类结疤相对较少 结疤的实际矿物组成则更复杂 如在钙钛矿的结疤中含有相当量的锆 铌和钇 结疤危害 在氧化铝生产过程中 结疤形成和危害比较复杂 对氧化铝生产带来的危害主要是使热交换设备的传热系数下降 能耗升高 造成生产成本增加 当加热面的结疤厚达1mm时 为达到相同的加热效果 必须增加一倍的传热面积 或者相应地提高热介质温度 结疤能直接影响生产工艺 技术经济指标 结疤清除方法 结疤清除方法有物理和化学清理两种方法 物理方法主要有 机械清理 火焰清理等 化学清理是用混合酸反复冲洗管道 拜耳法赤泥分离 洗涤 粗液精制 溶出矿浆稀释 分离 洗涤 精制的目的赤泥沉降 分离 洗涤的简单工艺流程拜尔法赤泥沉降分离洗涤主要包括哪些步骤主要设备 溶出矿浆稀释的目的 溶出矿浆在分离之前用赤泥洗液稀释 其目的主要是 1 降低铝酸钠溶液的浓度 便于晶种分解溶出矿浆浓度很高 高浓度的铝酸钠溶液比较稳度 不利于晶种分解 用赤泥洗液将溶出矿浆稀释 降低溶液的稳定性 加快分解速度 有利于种分过程进行 2 使铝酸钠溶液进一步脱硅氧化硅在高浓度的铝酸钠溶液中的的平衡浓度也很高 稀释使溶液浓度降低 二氧化硅的过饱和程度增大 溶液中有大量的赤泥颗粒作种子 溶液温度又高 有利于脱硅反应的进行 因此 稀释能使溶液进一步脱硅 3 有利于赤泥分离溶出后的矿浆浓度高 粘度大 不利于赤泥分离 稀释的结果溶液浓度降低 粘度下降 赤泥沉降速度加快 从而有利于赤泥分离 4 便于沉降槽的操作矿浆浓度波动将影响沉降槽操作 矿浆稀释使溶液浓度稳定 在稀释槽内混合后使矿浆的成份波动较小 有利于沉降槽的操作 赤泥分离 洗涤的目的 赤泥分离的目的是将稀释矿浆中的铝酸钠溶液和赤泥分离开来 以获得工业生产上认为纯净的铝酸钠溶液 赤泥洗涤是为了回收赤泥中带有的氧化钠和氧化铝 以减少损失 粗液精制的目的是净化清除粗液中浮游物 使净化后的铝酸钠溶液含浮游物小于0 02g l 满足产品质量要求 拜尔法赤泥沉降分离洗涤的简单工艺流程 拜尔法赤泥沉降分离洗涤主要包括哪些步骤 拜尔法赤泥沉降分离洗涤主要包括 1 浆液的稀释高压溶出后的压煮矿浆 用一次和二次赤泥洗液稀释 以便于赤泥沉降分离 并且可满足种分对溶液浓度和纯度的 SiO2 要求 2 赤泥的沉降分离稀释后的赤泥浆液 稀释浆液送入沉降槽进行沉降分离赤泥 沉降槽溢流 粗液 中的浮游物含量应小于0 2克 升 以减轻下一步叶滤机的负担 3 赤泥反向 逆流 洗涤分离底流即含有一定附液 铝酸钠溶液 的赤泥再经过4 6个沉降槽进行4 6次反向洗涤 回收附液中的A12O3和Na2O 4 赤泥的浓缩过滤洗涤沉降槽的末次底流赤泥送过滤机进行浓缩分离 进一步回收赤泥中附液的A12O3和Na2O 滤饼与碳分母液混合后送烧结法配料 以进一步回收赤泥中的A12O3和Na2O 赤泥分离 洗涤 粗液精制主要设备 赤泥分离与洗涤的主体设备主要有沉降槽和转鼓真空过滤机 目前 赤泥分离和洗涤的最佳工艺配置是大型平底沉降槽加深锥高效沉降槽 精制粗液的设备目前在工业生产上大都采用叶滤机 铝酸钠溶液的晶种分解 晶种分解的目的种分分解的简易工艺流程晶种分解的机理晶种分解影响因素晶种分解技术晶种分解设备 晶种分解的目的 晶种分解 简称种分 就是在降温 加晶种 搅拌的条件下 使铝酸钠溶液分解 获得具有一定性能的氢氧化铝产品 同时得到分子比较高的种分母液 作为溶出铝土矿的循环母液 种分过程是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一 它对产品的产量 质量以及全厂的技术经济指标有着重大的影响 晶种分解的机理 晶种分解是将铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝结晶析出的过程 化学反应如下 NaAl OH 4Al OH 3 NaOH该反应是可逆反应 氢氧化铝结晶析出的过程是极其复杂的 分解过程包括晶核形成 氢氧化铝的破裂 晶体的长大和附聚 1 晶核形成晶核形成与温度 过饱和度和晶种等因素有关 当分解温度低 晶种表面积小 分解精液的过饱和度高时 生成晶核表面粗糙 长成向外突出细小的晶体 在颗粒相互碰撞或流体的剪切力作用下 这些细小晶体便脱离母晶而进入溶液中 成为新的晶核 新晶核形成过程叫做二次成核 2 氢氧化铝破裂破裂是颗粒之间的碰撞以及颗粒与糟壁 搅拌器之间的碰撞结果 使结晶体破裂 氢氧代铝结晶粒度变细 3 晶体长大种分过程存在着晶体直接长大的过程 即在晶种表面结晶并沿平面展开 使晶粒直径长大 该过程一般在温度高 溶液过饱和度大 种子比大的条件下发生 但晶体长大的速度与晶种粒度大小无关 4 附聚附聚是指一些细小的晶粒互相依附并粘结成为一个较大晶体的过程 氢氧化铝颗粒附聚分为两部分 1 细颗粒晶体互相碰撞 其中一些结合成松散的絮团 其机械强度小 容易重新分裂 2 絮团在未分裂时 由于溶液分解出来的Al OH 3起到了一种 粘结剂 的作用 将絮团中的各个晶粒胶结在一起 形成了坚实的附聚物 溶液过饱和度大 温度高 有利于附聚 晶种分解的主要影响因素 晶种分解的主要影响因素有 1 分解精液苛性比值2 分解精液氧化铝浓度3 分解温度4 晶种5 分解时间6 搅拌7 杂质 晶种分解工艺 晶种分解工艺主要分为间断分解和连续分解间断分解包括进料 分解 出料周期性作业 为单槽作业方式 连续分解是指分解过程中 进料 分解 出料都在一个分解槽系列进行 其工艺流程 晶种分解的主要设备 晶种分解的主要设备有 冷却设备 鼓风冷却塔 板式热交换器及闪速蒸发换热系统等 分解槽 空气搅拌分解槽 机械搅拌分解槽 氢氧化铝分离 洗涤 氢氧化铝分离 洗涤的主要目的氢氧化铝的分离 洗涤的简易工艺流程氢氧化铝分离 洗涤的主要设备 氢氧化铝分离的主要目的 经种子分解或碳酸化分解得到的氢氧化铝浆液 用过滤设备将氢氧化铝和母液分离 分离得到的氢氧化铝一部分直接返回生产流程 作种子分解的晶种 其余部分经进一步洗涤生产氢氧化铝成品 氢氧化铝浆液经分离所得的氢氧化铝滤饼仍含有一定量的分解母液 必须加以洗涤 以回收Na2O 并保证氢氧化铝产品中Na2O含量符合质量标准要求 氢氧化铝分离 洗涤的主要设备 氢氧化铝分离 洗涤的主要设备目前主要有 转鼓式真空过滤机平盘过滤机 氢氧化铝焙烧 氢氧化铝焙烧目的氢氧化铝焙烧发生的主要反应氢氧化铝焙烧的主要影响因素氢氧化铝焙烧的主要设备 氢氧化铝焙烧目的 氢氧化铝焙烧的目的是在一定温度下把氢氧化铝的附着水和结合水脱除 并发生分解反应 形成氧化铝 再进行晶型转变 得到具有一定物理和化学性能的氧化铝产品 氢氧化铝焙烧发生的主要反应 工业生产出的氢氧化铝含有10 15 的附着水 其分子组成为Al OH 3 Al2O3 3H2O 焙烧是在900 1250 下进行的 氢氧化铝在焙烧过程中发生一系列变化 当温度达到100 120 时 附着水即被完全蒸发掉 继续提高温度则发生结晶水的脱除 以及无水氧化铝的晶形转变 焙烧反应方程式如下 100 120 2Al OH 3 附水 Al2O3 3H2O H2O 200 250 失去两个结晶水转变为一水软铝石 Al2O3 H2O Al2O3 3H2O Al2O3 H2O 2H2O 500 左右 一水软铝石转变为无水 A12O3 Al2O3 H2O A12O3 H2O 900 以上转变为a A12O3 A12O3 a A12O3 氢氧化铝焙烧的主要影响因素 氢氧化铝焙烧的主要影响因素有 1 温度2 氢氧化铝粒度和强度3 矿化剂4 燃料及燃烧 氢氧化铝焙烧的主要设备 氧化铝的焙烧设备主要有 回转窑 循环焙烧炉回转焙烧窑能耗较高 自动控制水平较低 飞扬损失大 对氧化铝的磨损大 故焙烧窑已逐渐被淘汰 目前焙烧主要采用具有较高自动控制水平的循环焙烧炉 循环焙烧炉也叫沸腾焙烧炉 循环焙烧炉是由焙烧炉和一个直接与焙烧炉连在一起的旋风器及U型料密封槽组成 焙烧过程所需要的热能是由燃料在焙烧炉内直接燃烧而产生的燃烧气体提供 它同时也是焙烧物料的沸腾介质 烧结法生产氧化铝 烧结法生产氧化铝工艺介绍烧结法生产氧化铝基本原理烧结法生产氧化铝工序 烧结法生产氧化铝工艺流程 烧结法生产氧化铝的基本原理 烧结法生产氧化铝的基本原理是将铝土矿与一定量的纯碱 石灰 或石灰石 配成炉料在高温下进行烧结 使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙2CaO SiO2 氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠Na2O Al2O3 而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠Na2O Fe2O3 将烧结产物 熟料 用稀碱溶液溶出时Na2O Al2O3便进入溶液 Na2O Fe2O3水解放出碱 氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥 再用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝 经过焙烧后产出氧化铝 分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液 主要成分为Na2CO3 经蒸发后返回配料 烧结法生产氧化铝工序 生料浆的制备熟料烧结熟料溶出铝酸钠溶液脱硅碳酸钠分解氢氧化铝分离 洗涤氢氧化铝焙烧碳分母液蒸发 生料浆的制备 烧结法生产氧化铝的原料配料配方 烧结法生产氧化铝的原料 铝土矿 石灰 纯碱 白煤和循环母液 配料 为了保证炉料中各组分在烧结时能生成预期的化合物 因此各组分间必须严格地保持一定的配合比例 即配料 烧结法生料浆的配料指标主要根据烧结反应来确定 即使各原料经烧结过程形成Na2O Al2O3和不溶于水的2CaO SiO以及2Na2O Fe2O3等 烧结法生产氧化铝配料主要包括碱比 钙比 铁铝比 铝硅比四项指标 碱比是指生料浆中氧化钠与氧化铝和氧化铁的分子比 钙比是指生料浆中氧化钙与氧化硅的分子比 铁铝比是指生料浆中氧化铁和氧化铝的分子比 生料浆配方 饱和配方 生产上把按化学反应所需理论量计算出的配方 习惯地叫做 饱和配方 或正碱 正钙配方 即碱比 N R 1 钙比 C S 2 0的配方 饱和配方 生产上把不能按化学反应所需理论量计算出的量进行的配方统称为非饱和配方 非饱和配方中 又把碱比 N R l 0的叫做低碱配方 钙比 C S 2 0的叫高钙配方 钙比 C S 2 0的叫做低钙配方 熟料烧结 熟料烧结目的熟料烧结简易工艺流程熟料烧结主要反应烧结设备影响熟料的主要因素硫在烧结过程中的危害及脱硫措施 熟料烧结目的 烧结过程的目的就是要使调配合格后的生料浆在回转窑中高温烧结 使生料各成分互相反应 使其中的Al2O3尽可能转变成易溶于水或稀碱溶液的Na2O Al2O3 而使Fe2O3转变成易水解的Na2O Fe2O3 SiO2等杂质转变为不溶于水或稀碱溶液的2CaO SiO2 并形成具有一定容积密度和孔隙率 可磨性好的熟料 以便在溶出过程中将有用成份与有害杂质较好的进行分离 最大限度提取氧化铝和回收碱 熟料烧结发生的主要反应 熟料烧结发生的主要反应是 1 A12O3与Na2CO3反应 生成铝酸钠固熔体 2 SiO2与CaO反应 生成2CaO SiO2 3 Fe2O3和Na2CO3反应 生成铁酸钠固熔体 另外还发生副反应 熟料烧结过程中炉料中的A12O3在较高的温度下可以与Na2CO3相互作用 生成铝酸钠Na2O Al2O3 其反应如下 A12O3 Na2CO3 Na2O A12O3 CO2 上述反应在500 800 开始反应 且反应速度较慢 随着温度升高 反应速度加快 温度高于1150 时 烧结反应可在1小时内完成 加热炉料时 炉料中SiO2和Na2CO3便先发生如下反应 Na2CO3 SiO2 Na2O SiO2 CO2 在800 820 时进行剧烈反应 3小时左右即可完成 随后发生如下反应 n Na2O SiO2 nAl2O3 n 2 Na2O Al2O3 2SiO2 n 2Na2O Al2O3这一反应在850 950 时进行很快 在1000 之前便可完成 温度继续升高 则发生如下反应 Na2O Al2O3 2SiO2 2CaO Na2O Al2O3 SiO2 2CaO SiO2Na2O Al2O3 SiO2 2CaO Na2O Al2O3 2CaO SiO2生成物为Na2O Al2O3和2CaO SiO2 SiO2和CaO在高温下也能直接生成CaO SiO2 3CaO 2SiO2 2CaO SiO2和3CaO SiO2等化合物 在1100 时 首先生成2CaO SiO2 Fe2O3和Na2CO3在加热时相互作用生成铁酸钠 Fe2O3 Na2CO3 Na2O Fe2O3 CO2 此反应在500 时尚未开始 700 时己较快进行 在1000 下可在1小时内完成 l 结晶水脱出反应 Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O 钠硅渣脱水 3CaO Al2O3 xSiO2 yH2O 3CaO Al2O3 xSiO2 yH2O 含水铝硅酸三钙脱水 2A1OOH Al2O3 H2O 一水软铝石脱水 Al2O3 2SiO2 H2O Al2O3 2SiO2 H2O 高岭石脱水 Fe2O3 nH2O Fe2O3 nH2O 含水氧化铁脱水 CaCO3 CaO CO2 碳酸钙分解 Ca OH 2 CaO H2O 消石灰脱水 上述反应在物料从145 升至600 时反应开始进行 2 高碱或低碱配方发生的反应 Al2O3 Na2O Fe2O3 Na2O Al2O3 Fe2O3此反应在800 900 之间进行 在烧结温度下 碱量不足时 反应向生成Na2O Al2O3的方向进行 如果碱量过低 则有Al2O3 CaO CaO Al2O3反应进行 造成Al2O3的损失 如果碱比 N A F 1时则发生下列反应 2CaO SiO2 Na2CO3 Na2O CaO SiO2 CaO CO2 此反应在1000 时进行 由于Na2O CaO SiO2实际上不溶于水 因此 高碱配方会造成碱的损失 当炉料中Na2CO3配量不足 而又有CaO存在时 则发生下列反应 2CaO Fe2O3 2CaO Fe2O3CaO Fe2O3 CaO Fe2O3上述反应在1200 下可在半小时内完成 因此 在碱比小于1时 要适当多配部分CaO 另外 铝土矿中TiO2在高温下与CaO反应 TiO2 CaO CaO TiO2 烧结设备 熟料烧结目前基本使用的是熟料烧结窑熟料窑的构造主要有如下部分 筒体 支撑装置 传动装置 窑衬 窑内热交换器 燃烧装置 喂料装置 熟料烧结的主要影响因素 熟料烧结的主要影响因素有 1 温度 2 原始物质的结构 3 固相物质的粒度 4 反应时间 5 矿化剂 影响熟料质量的主要因素 影响熟料质量的因素很多 其中主要有 生料成分及配比 烧结温度 烧结时间等 生料成分及配比对熟料质量的影响 生料成分对熟料质量起着决定性作用 铝土矿中Al2O3 SiO2 Fe2O3含量对烧成温度及其温度范围有明显的影响 生产实践证明 当生料中A S增大时 相应的Fe2O3的含量减少 因此 熟料相应的Na2O Fe2O3和2CaO SiO2也减少 导致烧成温度升高 生产上称料子吃火 在一定的生产条件下 易出现欠烧结料 黄料 相反 当A S降低 物料虽然易烧结 但烧成温度范围缩小 熟料窑操作不好控制 还会造成熟料窑烧结带结圈 下料口堵塞等生产故障 因此熟料烧结时希望铝硅比高一点好 烧结温度对熟料的质量 在配料标准范围之内 烧结温度 烧结时间直接影响熟料质量 一定成份的熟料有着一定的烧结温度范围 如果烧结温度偏低 会出现欠烧熟料 Al2O3的提取率下降 并且引起赤泥膨胀 温度太高 则出现过烧熟料 过烧熟料不但固熔体多 Al2O3和Na2O溶出率下降 熟料可磨性也差 而且烧结窑产能降低 并易损害窑皮 影响熟料窑的运转周期 能耗增加 适宜的烧结温度一般为1200 1260 烧结时间对熟料质量的影响 烧结过程需要一定的反应时间 在生产实践中 由于熟料窑的长度一定 斜度一定 物料在烧结带停留时间的长短是由熟料密的转速来控制的 如果熟料窑的转速太快 使物料在烧成带的停留时间少于物料反应所需要的时间 就会造成熟料 欠烧 而影响质量 如果转速太慢 将降低窑的产能 一般来说窑的转速控制在2 2 5转 分 硫对氧化铝生产造成的危害 1 生料中含有的硫能使碱耗增加 进入生产流程中的硫与碱液反应生成Na2SO4 而Na2SO4不能与Al2O3起反应 称为中性碱 增加碱耗 1Kg硫大约损失NaOH1 1 5Kg或Na2CO33 4Kg 2 熟料中的Na2SO4升高对大窑操作带来困难 Na2SO4的熔点为884 并且能与Na2CO3等生成熔点较低的化合物 使炉料进入烧成带之前就出现液相 Na2SO4熔体的粘度较大 易使炉料粘挂在窑壁上 结成厚的副窑皮和结圈 致使熟料滚成大蛋 造成下料口堵塞 3 母液中Na2SO4含量升高给蒸发操作带来困难 并且增加汽耗 分解母液在蒸发时若有大量Na2SO4和Na2CO3等在蒸发器加热管壁上结晶析出 则会降低管壁的传热系数 使蒸发器能力显著下降 增加汽耗 并且蒸发器结疤严重 则清洗次数也随之增加 4 拜耳精液中Na2SO4含量的增加 将使分解率有所下降 烧结过程排硫措施 混联法和烧结法 主要采取生料加煤技术进行排硫 烧结法生料加煤 能够脱除大量的硫 具有稳定熟料窑操作的作用 并且还有以下优点 1 一部分Fe2O3被还原为FeO 配料时可以适当减少Na2O配入量 从而节约用碱 如果配碱量不变 则相应地提高了碱比 从而提高了Al2O3的溶出率 2 生料加煤后烧制的熟料在正常情况下熟料中S2 0 32 Na2SO4含量稳定在2 以下 可获得黑心多孔 可磨性好的熟料 因此可改善熟料在湿磨过程中的粉碎性质 熟料溶出产能可提高8 10 3 因不易产生过磨现象 溶出后赤泥为黑绿色 细度均匀适中 改善了赤泥沉降性能 提高了沉降槽的产能 同时可降低溶出过程二次反应损失 熟料溶出 熟料溶出的目的熟料溶出的基本原理熟料溶出的简易工艺流程熟料溶出的主要反应影响熟料溶出的主要因素熟料溶出工艺熟料溶出设备 熟料溶出的主要目的 熟料溶出的目的就是将熟料中的A12O3和Na2O最大限度地溶解于溶液中 制取铝酸钠溶液 粗液 而熟料中的原硅酸钙转入固相赤泥中 实现有用成份氧化钠和氧化铝与杂质进行分离 并为赤泥分离洗涤创造良好的条件 熟料溶出的原理 烧结法熟料的主要成份是铝酸钠 铁酸钠 硅酸二钙 在熟料溶出过程中 铝酸钠溶解在碱溶液中 铁酸钠水解生成氧化钠进入溶液及含水氧化铁进入赤泥 化学反应式为 Na2O Al2O3 4H2O aq 2NaAl OH 4 aq 41 82KJ molNa2O Fe2O3 2H2O aq 2NaOH Fe2O3 H2O aq硅酸二钙除少量被溶液中的氢氧化钠 碳酸钠 铝酸钠分解 二次反应 使二氧化硅进入溶液外 大部分残留在固体残渣中 熟料溶出的主要反应 铝酸钠的溶出铁酸钠溶出二次反应 熟料中的固体铝酸钠 Na2O Al2O3 很易溶于水和稀碱溶液 磨细的熟料在90 以上 3 5分钟便将其中的Na2O Al2O3完全溶出 以NaAl OH 4的形态进入溶液 制得铝酸钠溶液 铝酸钠的溶解反应是一个放热反应 反应式如下 Na2O A12O3 4H2O aq 2NaAl OH 4 aq 固体铁酸钠在水溶液中迅速水解 反应式如下 Na2O Fe2O3 2H2O aq 2NaOH Fe2O3 3H2O aq生成的NaOH进入溶液 提高了溶液的分子比 从而可提高铝酸钠溶液的稳定性和Na2O溶出率 生成的Fe2O3 3H2O沉淀进入赤泥 成为赤泥组成的一部分 此反应是吸热反应 温度是影响铁酸钠水解的重要因素 在低温下铁酸钠水解的速度极慢 随着温度的升高 其水解速度加快 但即使在较高温度的条件下 其水解速度也比铝酸钠的溶出速度慢的多 熟料溶出的二次反应 在碱石灰烧结法中 熟料中的原硅酸钙是以 2CaO SiO2形态存在 它在熟料中的含量占30 以上 在熟料溶出时 原硅酸钙与溶液之间会发生一系列的反应 使已进入溶液中的有用成分Al2O3和Na2O又进入赤泥而损失掉 由原硅酸钙所引起的这些反应称为熟料溶出时的副反应或二次反应 由二次反应造成的Al2O3和Na2O的损失称为二次反应损失 影响熟料溶出的主要因素 1 熟料性质 1 熟料铝硅比 2 熟料的烧结度 3 熟料配比 4 熟料磨细度2 溶出温度3 溶出时间4 溶出液固比5 溶液碱浓度 熟料溶出工艺 工业上一般采用下面两种方法进行熟料的溶出 一种是颗粒溶出 又称对流溶出 此法是将熟料破碎成8毫米以下的颗粒 在筒形溶出器内与溶液相对流动 溶出熟料中的Al2O3 Na2O 在颗粒溶出时 颗粒内部的扩散过程有着很大的作用 它对熟料质量要求高 作业难于控制 另一种是湿磨粉碎溶出 它是将熟料与调整液一道加入溢流磨或格子磨内进行粉碎细磨过程中溶出Al2O3和Na2O 这种方法溶出时间短 溶出率高 我国烧结法氧化铝厂和联合法氧化铝厂熟料的溶出都采用这种方法溶出 我国采用的溶出工艺特点 我国采用的碱 石灰烧结法熟料溶出工艺流程和技术条件 具有低苛性比值 高碳酸钠浓度 二段湿磨粉碎溶出工艺 该工艺技术大幅度减少了溶出过程二次反应和二次反应损失 氧化铝和氧化钠的净溶出率可以分别达到92 5 和96 5 以上 熟料溶出主要设备 熟料溶出采用的主要设备是球磨机 在湿磨溶出过程中 球磨机在磨细熟料的同时 还发生溶出反应 目前 氧化铝厂熟料湿磨溶出使用的球磨机得比较多的有格子球磨机 溢流型球磨机 圆锥球磨机 上述三种球磨机都有筒体 衬板 空心轴 给料口 传动装置等 格子球磨机在出料端装有筛板 溢流型球磨机出料端没有筛板 圆锥形球磨机出料端没有筛板 由一个短圆筒和两个锥体组成 粗液脱硅 粗液脱硅的目的粗液脱硅简易工艺流程脱硅基本原理脱硅工艺脱硅主要设备 烧结法粗液脱硅的目的 熟料溶出过程中 由于 2CaO SiO2被碱液分解 部分SiO2进入溶液 使得铝酸钠溶液中含有一定的SiO2 部分SiO2呈介稳状态存在于溶液中 碳酸化分解时 溶液中的SiO2会随同氢氧化铝一起析出进入成品氧化铝中 降低了产品质量 另外 含SiO2浓度高的碳分母液蒸发时 铝硅酸钠易于析出 而使蒸发器管道结疤 降低传热效率 所以 在碳酸化分解之前必须进行脱硅处理 使溶液中的SiO2尽可能地转变为固相分离出来 烧结法生产氧化铝工艺中 脱硅工序作为一道重要工序 其主要任务是脱除粗液中的SiO2 提高溶液的硅量指数 同时降低溶液中的浮游物 达到优质 高产 低消耗的目的 粗液脱硅简易工艺流程 铝酸钠溶液不加石灰脱硅的基本原理 铝酸钠溶液不添加石灰脱硅 即一次脱硅 是在脱硅前往粗液中加种分母液 加压脱硅 使溶液中呈过饱和状态存在的SiO2转变为固相 从溶液中沉淀出来 用化学方程式表示为 2Na2SiO3 2NaAl OH 4 aqNa2O Al2O3 2SiO2 nH2O 4NaOH aq或写为 2Na2O SiO2 2NaO Al2O3 4H2O aqNa2O A12O3 2SiO2 H2O 4NaOH aq为了加快脱硅反应速度 一次脱硅是在高温高压和添加晶种的条件下进行的 称为压煮脱硅 深度脱硅 二次脱硅三次脱硅 二次脱硅 在一次脱硅浆液从脱硅机经自蒸发器进入缓冲槽时 再加入石灰乳进行脱硅 使残存的SiO2以水化石榴石析出 钙硅渣 该工艺称为二次脱硅 二次脱硅所得精液硅量指数可提高到450以上 二次脱硅工艺之所以能得到这样好的脱硅效果 是因为在高温并加硅渣作晶种的一次脱硅条件下 粗液中大部分SiO2在脱硅机中以钠硅渣析出 这时再加入石灰乳 石灰乳与溶液及SiO2反应 生成溶解度更小的水化石榴石固相 使溶液中SiO2含量进一步降低 提高了脱硅的深度 三次脱硅 深度脱硅也称为三次脱硅 是指在现有的二次脱硅工艺的精液中再添加少量的石灰乳在反应槽内反应1 1 5小时 钙硅渣分离后返回二次脱硅工艺 基本原理与二次脱硅基本相同 深度脱硅所生成的水化石榴石中SiO2的饱和度比较低 一般为0 lg l左右 发生的主要化学反应为 3Ca OH 2 2NaAl OH 4 aq 3CaO Al2O3 6H2O 2NaOH aq3CaO A12O3 6H2O xNaSiO3 aq 3CaO A12O3 xSiO2 yH2O 2xNaOH aq 脱硅工艺的分类 脱硅的分类方法有很多种 目前烧结法和混联法多用的三次脱硅工艺和钠硅渣分离深度脱硅工艺 根据压煮脱硅时