氧化铝生产工艺学习情境43

1、优选文档优选文档PAGEPAGE7优选文档PAGE学习情境烧结法生产氢氧化铝参照学时554任务单元熟料溶出的操作与控制参照学时83深入技术孰料溶出设备的操作与控制参照学8训练故障发生原因与办理方法时深入专业孰料溶出的基础知识知识解说班级资料班逃课学生1明确本阶段的主要任务，技术目标2能够进行孰料溶出设备的操作与控制3能够描述故障发生原因与办理方法授课目的授课方案知识目标1能够描述孰料溶出的机理及影响因素2能够描述本工序作业对牛产的的影响职业能力目标利用所学知识经验创立性地解决新问题一、资讯：1、解析任务单2、知识准备教师解说：孰料溶出机理及影响因素孰料溶出工艺流程的选择时期穿插师生互动、自学等

2、形式二、决策1、熟悉孰料溶出反应的机理2、对溶出的影响因素进行判断解析三、计划拟定分工计划四、推行对孰料溶出二次反应的结果进行判断解析并选择流程五、检查提交解析报告，随机抽查学生掌握情况六议论抽取学生报告工作过程，整理报告归档，小组自评、互评。授课场所授课条件授课工具授课素材授课总结授课过程设计：一、资讯教师：部署任务2.3熟料溶出的操作与控制提出问题1写出熟料溶出过程的两个主要反应式。2什么叫做熟料溶出的二次反应和二次反应损失？3二次反应的实质是什么？4什么叫熟料溶出过程的净溶出率？影响净溶出率的因素有哪些？5进入溶出湿磨的物料有哪些？调整液由哪些溶液所组成？知识准备衡量熟料溶出收效的指标熟

3、料溶出作业的收效平时是由熟料的A1203净溶出率和Na20净溶出率等两个指标来衡量。Al203净溶出率的计算公式以下：Na20净溶出率的计算公式以下：式中：A熟、A赤熟料和弃赤泥中所含A1203的质量分数，%；N补N赤一熟料和弃赤泥中所含Na20的质量分数，%；熟、C赤-一熟料和弃赤泥中所含Ca0的质量分数，%；上式的计算基础是熟料中的钙盐不溶于铝酸钠溶液，熟料中所含氧化钙的质量(t)与赤泥所含氧化钙的质量(t)相等。当熟料的标准溶出率基本固准时，Al203和Na20净溶出率越高，就表示溶出过程中Al203的损失和Na20的损失就越少，也就是表示溶出收效越好。在工业生产中，平时把熟料中的Al。

4、0。和Na。0的标准溶率和净溶出率的差值称做溶出过程的二次化学反应损失。而把在烧结过程中没有生成相应的铝酸钠和铁酸钠所造成A1203损失（100%-A1203的标准溶出率）和Na20损失（100%-Naz0的标准溶出率）称作一次化学损失。熟料溶出过程的反应生产中把熟料中的A1203和Na20进入溶液的反应称作主反应，也叫一次反应。把原硅酸钙与铝酸钠溶液的反应称作副反应，也叫二次反应。熟料溶出过程的主反应铝酸钠固体的溶解反应熟料中固体铝酸钠(Na20Al203)很简单溶于水和稀碱溶液。磨细的熟料在90下，其中的Na20A1203在35分钟内便能完好溶出来，以NaAl(OH)。的形态进入溶液，得A

5、l203浓度为120g/L的铝酸钠溶液。化学反应式以下：Na20.Al203+4H20=2NaAl(OH)4铁酸钠固体的溶解反应固体铁酸钠在水中是极不牢固的，遇水接触马上发生水解，生成NaOH和Fe203.H2O。反应式以下：Na20.Fe203+4H20=2NaOH+Fe2033H200生成的NaOH进入溶液，提高了溶液的苛性比值，从而提高了铝酸钠溶液的牢固性和Na20溶出率，生成的Fe203.3HzO积淀组成了赤泥的一部分。硫酸钠和硫化钠、硫化铁硫酸钠和硫化钠在溶出时会全部溶解进入溶液，其中硫化钠最后会被氧化为硫酸钠；硫化铁不溶解进入赤泥排掉。熟料溶出过程的副反应在溶出过程中原硅酸钙会与铝

6、酸钠溶液的各组发散生相互反应，生成含有A1203或同时含有A1203和Na20的不溶性物质而进入赤泥，造成Al203和Na20的损失，这就是二次化学反应损失。化学反应过程以下：2Ca0.Si02+2NaOH+aq=Na2Si03+2Ca(OH)2+aq3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+aq=3Ca0.A12036H20+2NaOH+aq3Ca0.A12036H20+xNa2Si03+aq=3Ca0.A1203.xSi02.(6-2x)H20+2xNaOH+aq经过上述副反应，溶液中的Al203和Na20就会以铝酸钙和水化石榴石的形式进入赤泥而损失掉，使熟料中的Al203和Na20在实质溶

7、出时的净溶出率要小于标准溶出率。影响溶出过程的因素熟料配方的影响铝硅比熟料铝硅比低，说明熟料中原硅酸钙含量高，所以在溶出时二次反应也比较强烈，使二次反应损失增大，氧化铝和氧化钠的净溶出率降低。碱比和钙比高碱配方的熟料，氧化钠溶出率低，并且还会引起溶出液苛性比值高升，增加二次反应损失。高钙配方的熟料，生成铝酸钙的可能性大，造成氧化铝损失也大；同时苛化反应增加，会使溶出液的苛性比值高升，增加二次反应损失；熟料中游离氧化钙多，会使赤泥溶剂化，造成沉降性能恶化，造成熟料溶出率降低。低碱、低钙配方的熟料，使生料中的氧化钠不足以使全部氧化铝和氧化铁变成铝酸钠和铁酸钠，生料中氧化钙也不足以使全部二氧化硅变成

8、原硅酸钙，造成氧化铝、氧化钠的一次化学损失增加，标准溶出率降低。生料加煤生料加煤除能改进窑内的热工制度，提高窑的产能以及脱硫等好多优点之外，还能够使熟料孔隙度较大，质量较好，湿磨后的赤泥粒度不出现两极分化现象，改进了赤泥沉降性能，控制了二次反应，提高了溶出率。溶出条件的影响温度温度和时间直接影响化学反应速度。温度高时，主副化学反应的速度都会加快。温度越高，二次反应越多，净溶出率越低。但温度若是过低，溶出不完好，溶液粘度增加使赤泥沉降性能会变坏，反而延长了赤泥与溶液的接触时间，同样造成Al203和Na20的损失。但是，溶出温度碰到熟料温度影响，溶出温度偏高，平均在95。(2)Na20k浓度溶出液

9、Na20k浓度越高，二次反应就会越多，二次反应损失越大。但Na20k浓度取决于氧化铝浓度和苛性比值，当氧化铝浓度给定的情况下，苛性比值越小，则NaZOk浓度越低。在碱石灰烧结法的溶出液中，生产上氧化铝浓度一般在120g/L左右，同时由于溶液中溶有大量的Si02，使溶液的苛性比值能降到1.25左右而不分解，这样使溶液的Na20k浓度由llOg/L降为90g/L，降低了二次反应程度。此时，NaZOk浓度若是再低，溶液就会发生分解。碳酸钠浓度碳酸钠在溶出时的作用有两个方面：一方面碳酸钠会分解原硅酸钙生成铝硅酸钠造成氧化铝和氧化钠的损失。1.7(2CaOSi02)+3.4Na2C03+2NaAI(OH

10、)4+aq=Na20.Al203.1.7Si02.nH20+3.4CaC03+6.8NaOH+aq但另一方面碳酸钠又会与Ca(OH)2反应生成CaC03，从而控制二次反应，并且还能够分解二次反应产物铝硅酸钙，降低氧化铝的损失。Ca(OH)2+Na2C03+aq=CaC03+2NaOH+aq3Ca0.Al203.xSi0.(6-2x)H20+3Na2C03+aq=(Na20.Al203.1.7Si02.nH20)+3CaC03+(2-x)NaAI(OH)4+4NaOH+aq别的，实践证明，碳酸钠能够起到控制赤泥膨胀的作用。在赤泥沉降分别时，在碳酸钠浓度为18g/L时，赤泥的沉降性能就会恶化，当碳

11、酸钠浓度低于12g/L时，短时间内就会发生赤泥膨胀，若是办理不当，就会堵槽。因今生产上，为降低二次反应生成铝硅酸钙所造成的氧化铝损失，在不大幅度增加铝硅酸钠生成的条件下，溶出时要保持必然的碳酸钠浓度。2227g/L。溶出液固比与赤泥含量溶出液固比是指入磨调整液的体积与加入熟料质量的比值。溶出后部分熟料转变成赤泥，用单位体积(L)浆液含赤泥的克数来表示，叫赤泥含量。入磨液固比越小，赤泥含量就会越高，固体数量越多，固体表面积越大，二次反应损失也就越大，从而降低了A1203和Na90的溶出率。溶出时间溶出时间是指从熟料开始入磨直至溶液与赤泥分别所需要的时间，即溶液与赤泥接触的时间。溶出时间越长，二次

12、反应损失越大。因今生产上要尽可能缩短溶出时间。熟料的磨细度溶出反应与二次反应都是液相与固相之间的反应，固相的表面状态对溶出过程影响很大。粒度太粗，会使铝酸钠溶出不完好，粒度太细，又会大大增加二次反应，甚至使赤泥丧失沉降能力，发生膨胀或粘结的现象。三减少二次反应损失的措施采用低苛性比值溶出，苛性比值控制在1.25左右，减少溶液中游离的苛性碱浓度。控制必然量的Na2C03浓度，NazOc浓度控制在2227g/L。采用二段磨溶出流程。在不显然影响赤泥沉降速度的前提下，采用偏低的溶出温度，控制温度不超95快速分别赤泥，减少溶液与赤泥的接触时间和面积。熟料溶出工艺一溶出流程熟料溶出流程在工业上有“一段磨

13、料”和“二段磨料”两种工艺流程。“一段磨料”工艺流程是指熟料的磨细作业在一个球磨机内完成，排出料中的不合格料浆重返湿磨（球磨机）进行粉碎。料浆成闭路操作。“二段磨料”工艺流程是在一段磨内用调整液快速溶出熟料，尔后将一段磨溶出的粗粒赤泥送进二段磨用稀碱溶液（氢氧化铝洗液和赤泥洗液）进行二段溶出。一段细粒赤泥直接进行沉降分别。目前“一段磨料”工艺流程在我国的氧化铝厂没有使用，我国的氧化铝厂采用的是“二段磨料”工艺流程。“二段磨料”工艺流程的特点是只有一部分赤泥(固含约6080g/L，液固比14进入沉降槽进行快速分别，尔后底流经过过滤机分别赤泥，赤泥的其余部分经过二段磨料连续溶出。一段溶出液赤泥含量

14、少，赤泥沉降速度快，赤泥与溶液的接触时间大为缩短，分别温度由原来8085降到7075。溢流也不跑浑，全部这些都大大降低了二次反应损失。这样即使在接触时间同样的情况下，氧化铝与氧化钠的损失也比“一段磨料”要小，氧化铝的净溶出率能由“一段磨料”的73%提高到86%，若是再采用“低苛性比值”的溶出条件，则会进一步降低了二次反应损失，使氧化铝净溶出率提高到9026左右。在溶出过程中所用的调整液主若是由碳分母液、赤泥洗液和氢氧化铝洗液所组成，有时为提高溶出液的苛性比值，也配入一部分种分母液。熟料溶出操作开车检查各个设备可否圆满；检查电气系统、润滑系统。开启油泵。开磨运转。加入调整液。液量正常后开分级机。

15、返砂流槽畅达后，通知板式机下料。停车4小时以上时，分级机要将料放净。停车接到通知后，停止下料。连续用调整液刷磨。当分级机无返砂后停止加调整液。同时，依次停分级机、磨机、油泵。正常操作保证磨机满负荷运转。经常倾听磨内钢球声音，及时调整下料量，不得跑大块(5mm以上)及无过磨现象，使赤泥颗粒保持优异的沉降性能。（磨内发出钢球撞击声或钢球撞打衬板声，则表示熟料粒度硬度变小，此时要增加下料量；磨内发出焖声甚至倒料声，则表示熟料粒度硬度大此时要减少下料量。）与沉降槽联系进料液固比，及时调整进磨液量。准时补充钢球。注意循环检查设备运转情况。三熟料溶出常有故障的发生原因与办理方法磨机排大块（跑粗）发生原因熟料温度低，溶出不畅。熟料硬度大。熟料加的过多。办理方法熟料温度低，则停止下料。熟料硬度大或加的过多，则通知减小下料量。B返砂流槽堵a发生原因磨机排大块。办理