氧化铝生产工艺流程PPT课件

. 1，第一话氧化铝的生产，1 .绪论2 .氧化铝生产技术3 .氧化铝生产新技术和综合利用，2，绪论，氧化铝及其水合物氧化铝生产方法铝土矿，3，氧化铝，氧化铝：氧化铝外观为白色粉末，结晶状态为六方晶结构，分子式通常为Al2O3，分子量为101 氧化铝是典型的两性氧化物，不溶于水，可溶于无机酸和碱溶液，根据其结晶形态不同，在酸、碱溶液中的溶解度和溶解速度也不同。 氧化铝有-Al2O3、-Al2O3、-Al2O3、-Al2O3、-Al2O3、K-Al2O3、-Al2O3等几种同位素。 一般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 . al2o 3是对各种Al(OH)3进行加热脱水而成的，al2o 3呈立方晶系。 晶格常数=7.91。4，氧化铝的外观为白色粉末，结晶状态为六方晶结构，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，可溶于无机酸和碱溶液，根据其结晶形态不同，在酸、碱溶液中的溶解度和溶解速度也不同。 氧化铝有-Al2O3、-Al2O3、-Al2O3、-Al2O3、-Al2O3、K-Al2O3、-Al2O3等几种同位素。 一般稳定结构的氧化铝主要是-Al2O3、-Al2O3。 -Al2O3性质稳定，熔点为2050、沸点为2900、比重为3.9-4.0g/cm3 . al2o 3是对各种Al(OH)3进行加热脱水而成的，al2o 3呈立方晶系。 晶格常数=7.91。5、氧化铝水合物、氧化铝水合物是由OH-、O2-、Al3组成的化合物，其中没有含水分子，是该化合物的通称。 氧化铝水合物是铝土矿中的主要矿物。 自然界由OH-、O2-、Al3组成的化合物主要为三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石和刚玉。 其分子式为三水铝： Al(OH)3，一水软铝：-AlOOH，一水硬铝：-AlOOH，刚玉： Al2O3。 氧化铝水合物的化学性质也因其结构而大不相同。 化学活性三水铝石的化学活性最大，一水铝石次强，一水铝石弱，刚玉是非常稳定的氧化铝。 6、氧化铝的生产方法，碱法酸碱联合法热法，7、碱法氧化铝，碱法氧化铝，用碱(NaOH或Na2CO3)处理铝矿，使矿石中的氧化铝水合物与碱反应铝土矿中的铁、钛等杂质和大部分二氧化硅成为不溶性的化合物被固体残渣吸收。 这个残渣被称为红土。 分离铝酸钠溶液和红土后，经过净化处理，分解析出A1(OH)3，分离A1(OH)3和碱液，经过清洗和烧成，得到产品氧化铝。 现在，工业上几乎都是用碱法生产氧化铝。8、酸法的氧化铝、酸法的氧化铝中，用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸处理铝矿石，得到含有铝盐的溶液，用碱中和这些盐溶液，使铝在氢氧化铝中析出，氢氧化铝和各种用酸法处理铝矿石时，矿石中存在的铁、钛、钒、铬等杂质和酸进入溶液中，不仅会引起酸的消耗，而且很难与铝盐分离。 氧化硅的大部分成为不溶物，成为残渣，与铝盐分离，但因为仅仅成为硅胶，加入到溶液中，所以铝盐溶液需要脱硅，而且需要高价的耐酸设备。 用酸法处理分布广泛的高硅低铝矿(粘土、高岭土、硅石、煤灰等)原则上合理，铝土矿资源不足时可以采用。9、酸碱联合法生产氧化铝，酸碱联合法先用酸法从氧化铝矿石中制造含铁、钛等杂质的纯水氧化铝，然后用碱法处理。 该工艺的本质是用酸法去除硅，用碱法去除铁。、10、热法生产氧化铝，热法适合处理高硅高铁铝土矿，其本质是用电炉熔炼铝矿石和碳的混合物，还原矿石中的氧化铁、氧化硅、氧化钛等杂质形成硅合金。 氧化铝是熔融状态的炉渣上浮，根据密度分离，用碱法处理得到的氧化铝炉渣，提取氧化铝。 11、铝土矿、铝土矿组成的铝土矿，被分类为铝土矿的铝硅比中国铝土矿更有特征，12、铝土矿组成的铝土矿是以氧化铝水合物为主要成分的复杂铝土矿矿石是Fe2O3、TiO2、少量的CaO、MgO硫化物、微量的镓、钒、磷、铬等元素的化合物。13、铝矿分类，铝矿根据含有的氧化铝水合物类型，可分为三水铝矿型铝矿和一水软铝石型铝矿； 一水硬铝石型铝土矿和混合型铝土矿。14、铝土矿的铝硅比，铝土矿的硅是用碱法处理铝土矿制氧化铝过程中最有害的杂质，铝土矿的铝硅比是测量铝土矿质量的主要指标之一。 所谓铝硅比，是铝土矿中的氧化铝和二氧化硅的质量比，A/S=矿石中的氧化铝质量/矿石中的二氧化硅质量。 通常，A/S=Al2O3/SiO2，15，中国铝土矿的特征，中国铝土矿资源丰富，储量大的高铝，高硅，低铁； 铝硅较低，中低品位铝土矿较多的铝土矿是一水硬铝土矿型铝土矿。 16、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，17、铝酸钠溶液、工业铝酸钠的主要成分为NaOH (通常将NaAl(OH)4中的Na2O化合称为碱，将NaOH中的Na2O称为游离碱，将Na2CO3中的Na2O称为碳酸碱，碳酸碱和苛性钠统称为全碱。18、铝酸钠溶液的分子比、铝酸钠溶液的分子是指溶液中的苛性钠与氧化铝的摩尔比，用MR表示的话，分子比(MR)=苛性钠(Na2O)(mol)/氧化铝(Al2O3)(mol)=苛性钠(g)/氧化铝(铝酸钠溶液的结构是对铝酸钠溶液进行了大量研究，结果表明，铝酸钠溶液为离子真溶液，铝酸钠溶液可以完全解离成钠离子和铝离子。 铝酸钠溶液的结构问题实质上是指铝酸根离子的组成和结构。 近年的研究结果表明，(1)在一定温度下，是中浓度的铝酸钠溶液，铝离子以Al(OH)4-为主。 由此，从铝或氢氧化铝转变为溶液的阳离子A13与4个OH-化合时，Al(OH)4-。 3个OH-离子与阳离子A13以正常的价键结合，第4个OH-离子以价键结合的Al(OH)4-离子具有正规的四面体结构。 (2)在稀溶液中温度低的情况下，铝酸离子作为水合离子Al(OH)4-(H2O)x存在，(3)在比较浓的溶液中或温度高的情况下，发生Al(OH)4-离子脱水，能够形成A12O(OH)62-多离子. 在一般的生产条件下用Al(OH)4-表示铝酸离子。20，铝酸钠溶液的诱导期，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的长度。 诱导期是指在最初的时间溶液不明显分解的期间，在此期间溶液主要发生内部变化离子聚合和成核。 诱导期间的长度取决于溶液的组成(浓度、K杂质和温度)等。 如果K浓度高或存在有机物等，诱导期间长。 添加种子时也有诱导期，但诱导期的持续时间比不添加种子时短得多。 种子量多的时候几分钟就完全消失了。21、铝酸钠溶液的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中分解析出氢氧化铝所需的时间长度。 将在铝酸钠溶液形成后立即开始分解，或在短时间后立即开始分解的溶液称为不稳定的溶液。可以保存长时间没有发生明显分解的溶液，被称为稳定的溶液。 影响工业铝酸钠溶液稳定性的主要原因是，作为溶液的分子比的溶液温度溶液的氧化铝浓度溶液中的杂质等。22、氧化铝制造工艺、拜耳法氧化铝烧结法氧化铝制造工艺、23、拜耳法氧化铝制造工艺、拜耳法氧化铝制造工艺、24、拜耳法氧化铝制造工艺、25、拜耳法氧化铝制造的(用NaOH溶液溶出铝土矿，得到的铝酸钠溶液添加种子，在持续搅拌的条件下，溶液中的氧化铝是氢氧化铝析出，即分类工艺。 (2)分解得到的母液可以用于蒸发浓缩后，在高温下洗出新的铝土矿，即洗出过程。 交替使用这两个过程，每处理矿石就能得到氢氧化铝，可以构成所谓拜耳法的循环。 反应方程式中，Al2O3(1或3)H2O 2NaOH aq2NaAl(OH)4 aq， 、26、拜耳法氧化铝的制造工序、原矿浆的高压溶出赤泥分离、种晶分解氢氧化铝分离、氢氧化铝烧成的清洗工序、27、原矿浆的制造工序、原矿浆的制造工序、矿石粉碎配合碱配合石灰原矿浆的固比调整预脱硅工序、28 29、原矿浆制造的主要设备有：带式输送机、球磨机、矿.30、铝土矿破碎，从矿山中采出的矿石一般形状不规则。 根据目前破碎设备的生产性能，很难一次破碎成满足磨粒度要求的细粒，破碎一般分阶段破碎，将破碎分为粗碎、中碎、细粒过程进行。 从直径1500mm500mm矿石破碎成400125mm，被称为粗碎，从400125mm破碎成10025mm，被称为中割； 从10025mm破碎成255mm的东西称为小碎片。 影响矿石破碎的因素很多，主要与矿石的结构、硬度、形状大小及均匀性等物理性质有关。 铝土矿破碎主要有几种破碎、墙破碎、折断、磨碎的方法。31，矿石破碎方法，(1)破碎：利用两破碎工作面接近时的加压，破碎材料。 该方法的特点是力逐渐增大，力范围广，适合破碎硬矿石。 (2)破碎壁：破碎作业是先齿咬入材料壁面完成的。 其特征是力的范围集中，局部破裂。 这个方法干脆适用矿石的破碎。 (3)折断：材料像在破碎工作面之间受到集中负荷的支点梁，除了在外力的作用点受到壁力以外，矿石本身折断而破碎。 (4)压榨：破碎工作面在材料上相对移动，对材料施加剪切压力的力作用于材料表面。 这个方法适合细粒材料的磨矿。 (5)破碎：利用破碎力的瞬间作用于材料使材料破裂，是动力破碎。 在、32、配矿计算中，假定两种铝土矿的成分已知SiO2(%)Fe2O3(%)Al2O3(%)A/S第一种S1F1A1K1第二种S2F2A2K2以混合矿的A/S为k，计算两种矿石的配矿比例。 根据条件，如果不满足K1KKK2，则不满足调整要求。 假定第一种矿石为1吨，需要配合第二种矿石x吨，根据铝土矿的铝硅比的定义计算，33、配碱、单位矿石所需的循环母液量称为配碱量。 生产中，洗脱液要求具有一定的分子比。 这个指标由工厂根据具体的生产条件决定。 配碱量主要考虑以下三方面的使用碱量： (1)铝酸钠结合碱。 例如，规定的MR=1.45时，一个分子的氧化铝溶出，溶液中残留1.45个分子的氧化钠(2)与二氧化硅反应生成硅化钠所需要的碱。 在矿石中混合1公斤的二氧化硅为M(Kg )的苛性钠(3)在溶出过程中由于苛性钠反应和机械损失而产生的苛性钠。 但是，添加到原料中的碱不是单纯的苛性钠，而是生产中返回的循环母液。循环母液中除了苛性钠之外，还有氧化铝、碳酸钠、硫酸钠等成分。 循环母液中有一部分氢氧化钠与母液自身的氧化铝化合，称为惰性碱。 剩下的部分是游离苛性钠，对原料有效。34、石灰配合量、拜耳法原料添加石灰量用铝矿石中含有的氧化钛(Ti02 )量计算，根据其反应式，氧化钙和氧化钛的摩尔比为2.0。35、原矿浆固比调整，磨矿要求球磨机原料量稳定。 因此，原矿浆比固的调节是通过调节循环母液的添加量来实现的。 拜耳法磨矿中，循环母液是从三个方面加入的，但是磨内和分级机溢出的液固比要求在磨矿的操作中稳定。 因此，调节原矿浆的液固比实际上是通过增减人混合槽的循环母液量来实现的。 稳定循环母液浓度和严格铝土矿配矿制度，是确保拜耳法正确配碱的有效措施。 同时，尽量减少非生产用水的流动，提高石灰质量，是拜耳法的正确原料，必须实现良好溶出指标的重要保证。36、预脱硅在拜耳法过程中，为了减轻硅渣在溶出时析出，并影响溶出效果，在原矿浆进入溶出前进行预脱硅是减轻瘢痕的有效方法。 所谓预脱硅，是指在高压溶出前，将原矿浆在90以上搅拌6-10h小时，添加钠硅灰种，使硅矿物尽可能地转化成硅灰的过程，称为预脱硅。 预脱硅过程并非所有的硅矿物都能参加反应，只有高岭石和多水高岭石这种活性的硅矿物能够反应生成硅化钠，能够保持长时间，使生成硅化钠的反应更充分地进行。37、铝土矿法溶出、溶出的目的是通过简单的工艺将铝土矿中的各成分溶出的过程中铝土矿溶出技术在高压溶出系统中形成瘢痕，38、高压溶出的目的、高压溶出的目的是将铝土矿中的氧化铝用苛性钠溶液溶出，生成铝酸钠溶液充分脱硅溶液，避免过剩的SiO2的影响，使苛性钠的消耗达到最小限度。 工业生产中一般使用循环母液洗出铝土矿。 为了加快氧化铝水合物(特别是水硬性氧化铝石)的溶出速度，添加石灰，再将铝土矿、石灰、循环母液磨成矿床后，用溶出设备完成溶出过程。 铝土矿中各成分的溶出过程中的行为，氧化铝水合物氧化硅氧化钛氧化铁，40，氧化铝水合物的溶出过程中的行为，铝土矿中含有的氧化铝水合物在溶出条件下与循环母液中的NaOH发生作用，生成铝酸钠进入溶液中。 三水铝土矿型铝土矿中的Al(OH)3和Al(OH)3可以在常压下反应，反应方程式如下： Al(OH)3 Al(OH)3 aq=NaAl(OH)4 aq、一水铝土矿型或一水铝土矿型铝土矿中的和高碱浓度反应： A1OOH NaOH aq=NaAl(OH)4 aq是某水铝矿型铝矿中含有的刚玉在一般工业中高压溶解的氧化铝水合物和氢氧化钠的反应是溶出过程的主要反应。41、氧化硅水合物溶出过程中的行为，铝土矿中的氧化硅一般以石英(SiO2)、蛋白石(SiO2.nH2O