第一讲C氧化铝生产基础知识（精编版）

1、十一 拜耳法生产氧化铝的理论基础一 ). 铝酸钠溶液1. 铝酸钠溶液溶 出赤泥铝土矿 + 碱铝酸钠溶液分 解 Al(OH) 3铝酸钠溶液 : NaAl(OH) 4 溶液基本成分 : Na 2 O 和 Al 2 O 32. 铝酸钠溶液的浓度用 g/L 克/升表示 . 即每升铝酸钠溶液含Al 2 O 3 的克数表示 .也可以用 % 表示 .N=1000.d.n A=1000.d. N- 表示 g/L Na 2 OA- 表示 g/L Al 2 O 3d- 铝酸钠溶液浓度 g/cm3n- 表示 Na 2 O %- 表示 Al 2 O 3 %3. 铝酸钠溶液的苛性比值苛性碱 : Na 2 O k 它包括

2、与 Al 2 O 3 反应生成铝酸钠的 Na 2 O 和以游离 NaOH 形态存在的1 / 8Na 2 O . 循环生产工艺流程中的 Na 2 O 统称苛性碱。苛性比值 : k =N k /A 又称分子比 MR 。N k - 铝酸钠溶液中 Na 2 O k 的 mol A - 铝酸钠溶液中的 Al 2 O 3 的 mol例 : 铝酸钠溶液中含 120 g/L Al 2 O 3 ,100g/L Na 2 O k , 求k ?解 : M Na 2Ok = 62 g M Al 2O 3 = 102 gN k =100/62 mol A =120/102 molk =N k /A=1.645 * 10

3、0/120=1.37故: k =1.645 N k/A二 ). 溶出和分解的理论依据 Na2O-Al 2 O 3-H 2O 系平衡状态图Al 2 O 3 在 NaOH 溶液中的溶解度与溶液的浓度和温度有关 .4. 30Na 2O-Al 2 O3-H 2O 系平衡状态图30 下 Al 2 O 3 在 NaOH 溶液中的溶解度 .2 / 8区域 : OEBO 饱和等温线区 ,其是 Al(OH) 3和含水铝酸钠的末饱和区 , Na 2 O 能3 / 8溶解固体铝酸钠 , Al 2 O 3 ,Al(OH) 3 .溶出区区域 : OBTO 内的溶液是过饱和的铝酸钠溶液 ,可以分解析出三水铝石结晶 分解区

4、AO 生产中铝酸钠溶液的组成总是处于 , 区域 .5. 较高温度下 Na 2 O-Al 2O 3-H 2O 系平衡状态图30 ,60 ,95 ,150 ,200 下 Al 2 O 3 在不同 Na 2 O 浓度的铝酸钠溶液中的饱和浓度 .图表 14 / 8故拜耳法生产 AO: 用浓苛性碱溶解液 ,在高温下溶出铝土矿中的 Al 2 O 3, 再经冷却和稀释使 NaAl(OH) 4 过饱和结晶析出 .三 ) 拜 耳 法 生 产 氧 化 铝 的 理 论 基 础 Na2 O-Al 2O 3-H 2 O 系拜耳循环图5 / 8图表 2溶出线 稀释线 分解线 蒸发线溶出线 组成一个封闭四边形 ,构成6 /

5、 8一个循环过程 拜耳循环图 .四 )铝酸钠溶液的稳定性及其结构1. 铝酸钠溶液的组成及稳定性1). 组成 : NaAl(OH) 4, NaOH, Na 2 CO 3 等化合物组成 ,其中还有 SiO 2, Na 2 SO 4,Na 2 S 以及 Fe,Ga,V,F,CL 等化合物状态的杂质 .Na 2 O T = Na 2 O K + Na 2 O C全碱 苛性碱 碳酸碱2). 稳定性 :指从过饱和 NaAl(OH) 4 液开始分解析出 Al(OH) 3 所需时间的长短 .在洗涤 , 叶滤中要求 NaAl(OH) 4 溶液稳定 , 否则会自发分解 ,造成 Al 2 O 3 损失.2. 影响铝酸钠溶液的稳定性的因素饱和 在一定时间内要求不分解 ,最好不饱和 .过饱和 稳定性差 .1). 溶液的苛性比值k 大 末饱和程度大 ,稳定性高 .k =1 NaAl(OH) 4 溶液瞬时分解 .k =1