氧化铝生产工艺过程分析

1、氧化铝生产工艺过程分析氣化協生产工艺大致可分为W类叽即碱祛、醜法.議碱联合法和拂法.但目前工业生产几乎金用晡法.縫法生产孰化铝現是用践（NaOH或NmCOJit理铝矿石，使矿石中的担化铝转变成铝酸期幣液.矿石中的铁、钛零杂质和絶大部分的琏则形成不落解的部分一-亦泥.将赤洗与铝腰钠溶液分离，纯净的铝觀衲旃液分解析出氢氧化常.疑与母液分离.洗涤后培烧*得到氧化铝产品.而赤泥则经抚涤后退出氧化铝生产流程，或弃去或综合利用以冋收梵中的有用细分.«t法又井为拜耳祛、烧结法和拜耳烧结联合法等多种淹程【叫拜耳袪拠违接用含有丈童谢鳥NMMi的艳坏即藏处理整土F.以溶出其中的靈化相而隸需铝腰期褂液井用

2、加品种披拝分解的方法，便溶液中的氧化第以氢轼化怡幣态站晶析出：矿石中的主要杂质SiCh（U水合铝硅酸腐的形或进入赤浣，追卓揖4和柑皿的钢先，矿石中的Fc/E主更以赤铁矿形式存在#在拜耳法旃出it雇中*不与苛性减柞用.亦不序解.自接进入赤泥m烧结法倒務铝矿石配入石尿石（喊石虫人苏钠的礙分循环瞬液人在高温下烧结得到含固体協議钠的*M牡用畴礙髯液溶出熟料中的铝駿钠.经脱硅后，用碟醴化分解法楼柠鞭中的氧化铝X氢氧化铝形式析出”犷石中的主憂杂质$心以頃硅豔钙的形式进入赤锻如果不垮虎溶出中的副反应.匪則上创6不会造瞰AJQ扣ZisO的揭餐.澤耳烧第联合法兼存拜耳法和烧结法流程罠井耳法产生曲含AhS、N&#

3、171;iO和FcQ,的赤泥阖妙与挠结袪配料而找再利用从而减少了AliOj.NaO的损夷誰聂得较单的幷耳法或烧结法为好的经新效果岳土矿是目罰辙化密生产中環茎要的矿五费源，毗界上95%W上的顿代祖毘用铝土矿为廩料世产的円+協土矿中氧化错含嚴变化很丈*低的在軌%以F*高的可达70%以上叫铝上矿是一种组成复烈叫化学成分变化糧大的含铝矿物，只主翌代学威分A£心、FaOj.TiOt：此并还含有少嵐的CaO、MgO、S、Ga.V.O,F等.铝土矿中的氧化铝|呵主要以三水恰石、一水软铝石及一水硬铝石状态存在，根据这三种铝矿物的含量，一般可将铝土矿分为三水铝石型、一水软铝石型、一水樓铝石型及各种混合

4、型.铝土矿的质主要取决于其中氧化铝存在的矿物形态和杂质含，不同类型的恰土矿其溶出性能羞别很大.衡債铝土矿质fit,i般考虑以下几个方面【小：1、铝土矿的链硅比。铝艮比是指矿石中MO含載与Si6含it的茧比.一般用A/S表示.氧化硅是碱法（梵其是拜耳法）生产氧化怪过程中最有害的杂质，所以铝土矿的铝硅比越离越好.2、铝土矿的氧化铝含fit.氣化铝含量越高，对生产氧化铝越有利。3、铝土矿的矿物类型.铝土矿的矿物类型对氣化铝的溶出性能影响很大.三水铝石型铝土矿中的氧化铝瑕容拐彼苛性薇瘠祓瘠出，以水软铝右生次之，rfo一水硬铝石的溶出則较难.另外，铝土矿类型对溶出以后各湿法工序的技术经济指标也有一定的老

5、响.因此.铠土矿的类型与溶岀条件及氧化铝生产成本有密切关系.左实际应用中【切，评价铝土矿质敌的指标，对三水侣石型铝土矿而言，主要是其中的有效氧化铝和活性氧化硅的含，有效氧化铝是指在一定的洛出条件下能够从矿石中溶出到溶液中的氯化铝*活性氧化硅是指在生产过程中能与破反应而造成AIQ和SiO：损失的氧化陡因为这两种氧化物可以各种各样的矿物形巻存在与矿石中，在一定的溶出条件下，有些矿物能够与碱液反应，有些则不能.所以有效氧化恰和活性氧化硅的含量与矿石中总的氧化铝含凤和总的氧化硅含最在实际生产中是不相同的.傍如.一水磽铝石衽溶出三水铝石矿的条件下不与緘港液反应，是无法溶出的，即使它的含高，也不能计入有效

6、氧化铝的含同样，矿石中以石英硅形逝存在的氧化硅.在此溶出条件下则是不与礙溶液反应的惰性氧化硅，也不计入活性氧化硅之内.对一水铝石型矿而言，通常是以其中氧化钳含和偌硅比来判别其质楚。因为住一水铝石矿洛出条件下，铝土矿中的氧化铝可看成全部是有效的，而氣化硅可看成全部是活性的氧化铁一般对拜耳法生产的形响不大，主要是増加了赤泥1呀1.3铝土矿各成分衽沼出过程中的行为1、含硅矿物在溶出过程中的行为硅矿物是碱法生产氧化铝中最有害的杂质.含硅矿物在洛出时先被薇溶解，以硅酸钠的形态进入洛液，状后与铝酸钠溶液反应生成水合铝硅酸钠（钠硅渣），傍硅渣绝大部分进入赤泥少量溶解于铝酸钠溶液中，当溶液成分和温度变化是在堆

7、续析出.2、含铁矿物衽溶出过程中的行为铝土矿中含铁矿物最常见的是氧化物.主要包括赤铁矿、水赤铁矿，针铁矿、水针铁矿，福跌矿以及處铁矿和昭赤铁矿.除常见的氧化物外.还有銘化物和負酸盐、碳酸盐及硅酸盐矿物.铁的存在形式与铝土矿类型有关.一般一水咬铝石型铝土矿中的硫化铁含最高于一水软铝石和三水铝石中的含量，三水铝石中常含菱铁矿.在怡土矿中也含有少fit的绿泥石，它们是铁横的铝硅酸盐。赤扶矿是三水铝石矿中经常遇到的铁矿物.在拜耳法溶出过程中苏铁矿实际上不与苛性碱作用，亦不溶解，与钠硅渣一起进入赤泥，构成赤泥的主養部分.菱铁矿在苛性减胳液中于當压下就能分解，生成氢氧化亚铁和碳酸钠.针扶矿在摄氏200度以

8、下，在铝酸钠溶液中缓慢溶解在温度低于245摄氏度和不加氣化钙的情况下，憊铁矿不发生化学反应.3、含仕矿物在洛出过程中的行为铝七矿中含有的二氧化钛一般情况下二氧化钛以金红石、悦钦矿、和板伙矿形杏存在，有时也岀现胶体氧化比和扶铁矿.在拜耳法处理三水铝石型或一水软铝石型铝土矿时，氧化钛是造成碱损失的主菱原因之一,并引起赤泥沉降性能恶化.在生产中还发现，预热矿浆的温度大于摄氏140度时，加热管中的结疤速度加快，结疤中含有较高数廉的二氧化次和氧化钙.即幺结疤（.山东铝业股份有限公司第二氧化铝厂利用进口三水铝石型佑土矿采用拜尔法低泓溶岀工艺生产氧化铝，与本公司氧化殆厂共同组成大烧结、小拜尔的生产工艺，拜尔

9、法赤泥进入烧结法进行配料使用.其工艺流程（冏见图1。15赤泥的塚合利用柢述无论采用哪种践法潦程，都会产生副产物一赤泥.到目前为止，国际上通用的处理赤泥的基本方法是将赤泥堆存.但大量的赤泥堆存，占用土地，碱化土填，污染地表地下水源，对当地的生态环境和人民的生活产生了极坏的形响同时，赤泥堆场的建设费用和赤泥的堆存管理费用亦需灵大量的资金支持（，71因此，赤泥的综合利用足一个十分重要和迫切需要解决的问題多年来，国内外在这方面进行了大最的实验研究工作（国.由于矿石的成分和生产氧化佬所使用的方法不同，赤泥的化学和矿物组成差别很大，赤泥利用的途径也因之而异.文献中119-2，）报道了大董赤泥综合利用的方案

10、，但除少数已用于生产外.大多数仍处于试验阶段.S1錦二仇化佃厂工匕S示*囹目前国内外提出的综合利用赤泥的途径归纳起来有这样几个方面，X回收赤泥中的有价成分（碱、氧化铝、铁等h2、生产水泥及其它建筑材料，这是大利用赤泥的主要途径；3、用作肥料、土壤改良剂、脱硫剂、净水剂、炼钢造渣剂、涂料、絮凝剂以及流态自硬砂硬化剂尊【刿烧结法赤泥的综合利用在利用烧结法赤泥生产水泥和其他建筑材料以及化肥方面，山东铝业公司进行了大量的工作（却1、利用赤泥生产水泥采用湿法生产工艺.用赤泥代替粘土生产水泥，是赤泥嫁合利用的较成功的方案.利用赤泥生产的水泥以早毬高、抗硫廉盐侵憧性强抗冻陂及抗潼性好、水化热低、快復的特点深

11、受用户的青昧.但近几年水泥新标准的出台，水泥市场对水泥含诚标准要求（NaO?KjO）V0.6%谑造成生产水泥赤泥播配量受到很大程度的影响，胡着用户更注靈水泥含碱、工程质fit性陡保证度的要求，市场更需求生产低含祓水泥.2、综合利用赤泥生产土填调理剂（赤泥建肥）中岱山东企业与河南农科院合作研究开发了赤泥硅钙肥.该产品经应用试验，取得満意效果，赤泥配比达到80%左右.产品具有改善土填结构、提高作物品质、M少病虫書和堆产效果，尢其对绿色无公害果菜、粮食的生产效果明显但由于农业便用局限性，仅用于改建土填战性，及高效经济作物如蔬菜、水果等方面，目前市场开发前景尚不乐观.3、利用赤泥生产期瓷滤料2003年

12、3月中铝山东企业与武汉理工大学合作投资成立了环保新材料（陶瓷）研发中心，建设了环保新材料中试生产线.经过一年的研究，成功开发出利用赤泥、粉煤灰、煤秆石等固体废弃物进行配料的新型环保陶瓷滤料，经建设部水处理滤料检测中心和湖北省疾病预防控制中心的监测，其各项性能指标均符合城市过滤饮用水的质*和卫生要求，过滤周期和去污效率均优于国内现有滤料，骨代石英砂可大大节约反冲洗用水具有明显的经济效益和社会效益4、利用赤泥生产新型增材、路基材料研究（1）赤泥粉煤灰烧结砖研究开发赤泥作新空建材研究系国家计划委员会“九五”国家重点科技（攻关计划专趙赤泥资源化利用技术研究项目的子专题项目1998年11月通过了国家有色

13、总公司组织的专家鉴定.产品以赤泥、粉煤灰、煤肝石为原料经烧结制成烧结砖，煤肝石作用不仅改进和提高了成型物料的赧性，同时又可作为燃料，通过内部燃烧完成烧结，实现了制砖不用土.烧枝不用煤，节约了煤炭资源和土地资源，填补了国内空白，达到了国内外先进水平.其创造性、先进性集中体现在可大*利用赤泥、粉煤灰、煤阡石等工业废渣.烧结多孔宾抗压强度平均值38.5Mpa,抗折强度平均值3.8Mpa,符合优等&的指标要求.样品质最经山东省建筑工程质量监督检鲨测试中心等部门的测试，备项指标均符合烧结砖标准(GB1354492)。项目如产业化后，按年产6000万块标砖计，年可消化赤泥5万吨、粉煤灰4万吨、煤肝

14、石6万吨左右，当时是一条大消耗山铝赤泥和粉煤灰的新途径。但】998年准备产业化论证.预算形成8000万块/年烧结多孔晞产能规模需投番2400万元咸本0.12元/块砖，当时市场价格03元/块砖，由于当时该项目投入大、产品成本高、效益差等因索，该项目没有继续产业化.(2)赤泥粉煤灰免烧砖和路基材料的研究开发工件2004年初山铝与华中科技大学合作，申请2004-2005年中铝公司研发项目“铝工业废渣资源化利用新技术研究”，主要研究开发赤泥多途径的综合利用技术，重点突岀销仗大、吃渣敞较大的免烧砖新型增体材料及路基材料的攻关研究.主要内容有： 赤泥及其它铝业废渣生产免烧凭赤泥粉煤灰免烧砖主耍是利用赤泥、

15、自各电厂粉煤灰、矿山排放废石硝或建筑用砂为主要原料，其总用不低于85%,在石灰、石膏等的胶结作用配合下，高压压制成塑砖坯，经自然养护1528天后达到终强度.它的性能达到MU15级的优尊品免烧砖(獲照GB11X5-1999)的标准宴求.2004年4月份着予工业试验，10月份建成厂房，2004年底在矿山建成了国内第一条赤泥免烧砖的小5?试验生产线并拿出试验样品经过工业扩大试验，基本确定了赤泥免烧砖工业生产潦程及工艺参数，并计划05年3月15日开始试生产一批赤泥砖，在山铝的建筑工程中投入使用.2005年1月，山铝完成了年产1亿块赤泥一粉煤灰一石确免烧衣建设工程可行性研究报告，对免烧砖生产、投资、市场

16、及项目实徳的盘义作了详尽的繪述，提出年产1亿块标砖项目投资约1500万元，每块砖成本低于人民币0元，标砖的市场价格按0.15元/块计，年利税总额为690万元.年可消耗赤泥9万吨，粉煤灰7万吨.该項目若投产将成为中铝公司循环经济的一项示范工程有很好的社会及经济效益 赤泥路基材料的研究开发山铝烧结法赤泥活性比平果铝的拜耳法赤泥更高，作路基材料更加适宜.赤泥作路基材料項目己经在山铝博士后流动站进行了大就实验工作，确定了赤泥作路基材料基本配方(赤泥：粉煤灰：石灰-80：10；10),它的性能完全达到并趙过1级公路的标准计划2005年度在山铝修建一条200米长的赤泥示范性路段.该项目成功后赤泥用量非常大，具有很好的推广应用前景。5、利用赤泥研究开发淸水砖2004年山东企业水泥厂与武汉理工大签订技术开发合同.利用赤泥研究开发高档涪水外墙砖，目前己经完成实验室试验，确定砖的配方，生产出艺术型、普通洵水砖和地面晞样品.现正在水泥厂研发中心继续试验，产品于2004年申请国家专利6、赤泥微孔硅酸钙绝热制品的开发赤泥微孔硅酸钙保温材料是用粉状二氧化硅材料石灰、纤维堆强材料以及ill!ill!水等搅样.凝胶化.成型、蒸压.和干