平果铝高压溶出预热过程结疤性质研究

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1、平果铝高压溶出预热过程结疤性质研究黄芳，袁华俊，赵飞，王家伟(贵州工业大学，贵州贵阳550003)摘要：拜耳法高压溶出过程形成的结疤，对氧化铝生产是十分有害的，开展对其结疤性质的研究，对于探索结疤形成的机理及结疤的防治，提供了理论和实践依据，具有十分重要的意义。关键词：一水硬铝石；高压溶出；结疤中图分类号：TF821；TF803.21文献标识码：A 拜耳法高压溶出一水硬铝石矿，在生产过程中产生的结疤是不可避免的。广西平果铝高压溶出采用较先进的技术设备，即单套管预热，间接加热强化溶出技术，对提高热利用率，降低热耗，提高技术经济指标，取得了十分明显的效果。但随着生产的不断进行，

2、大量的结疤产生，又成了影响、制约氧化铝生产发展的突出问题。长期以来，国内外学者，对结疤问题的研究，倾注了大量心血，虽然研究工作也取得一些进展，但取得成果较少，特别是转为生产利用的成果则更少。这也从一个侧面反映了结疤问题的复杂性及其研究工作的难度。为了推进氧化铝工业的技术进步与创新，进一步深入开展对高压溶出过程结疤性质的研究尤为重要。 1工业生产预热过程结疤研究方案本实验为厂校联合开发研究课题，为结合生产实际，结疤试样均选自平果铝高压溶出的独特生产工艺技术条件下的设备中。1.1氧化铝生产工艺流程平果铝氧化铝生产工艺流程特点，采用高苛性碱浓度，高温，全部间接加热机械搅拌的强化溶

3、出技术，以及高浓度、高固含、高产出率，分解产品为砂状氧化铝的分解技术，主要生产设备从国外引进，设备先进，技术起点高。磨矿采用棒磨开路，球磨闭路的两段磨矿流程；溶出采用单管预热—高压釜溶出技术。管道化预热，机械搅拌间接加热强化溶出，保证了平果铝高压溶出过程的强化溶出技术和效果，见图1.图1氧化铝生产工艺流程图1.2溶出工艺流程溶出过程，矿浆在五级单管反应器中预热到160℃，然后在机械搅拌的五级间接预热压煮器预热到220℃，再在反应压煮器中加热到260℃溶出，见图2.图2高压溶出工艺流程图1.3原料及溶出条件研究所采用的原料、生产工艺及技术条件均采用平果铝高压溶出生产现场工艺所

4、制定的技术标准及工艺技术规程。1.3.1原料(1)铝土矿表1铝土矿化学成分及矿物成分化学成分(%)成分Al2O3SiO2Fe2O3TiO2CaONa2OK2OMgO灼减组成63.944.1114.003.500.0920.0800.090.05214.00矿物成分(%)成分一水硬铝石三水铝石针铁矿赤铁矿高岭石锐钛矿金红石伊利石绿泥石石英组成70.441.5010.64.505.502.900.6210.4图3铝土矿X射线衍射图谱D—一水硬铝石，Z—针铁矿，G—高岭石，F—赤铁矿，T—锐钛矿，R—伊利石。铝土矿X射线衍射见图3. 粒度(μ)<500<315<63重量百分含量(

5、%)10098.7565-75(2)石灰表2石灰的化学成分（％）CaOTMgOSiO2Al2O3灼减92.501.870.3860.1734.71(3)碱液（循环母液）表3碱液化学成分（g/l）Na2OTAl2O3Na2OKRP256.80149.31240.700.620 1.3.2溶出条件取生产周期间的综合数据：溶出温度：260℃，保温溶出时间45-60分钟，石灰添加量(为铝土矿重量的百分比)：9%溶出液RP≥1.11 2结疤试样采集分析结疤试样，是在高压溶出预热及溶出反应过程，设备停运周期清理时所采集的，本文主要对平果铝高压溶出过程的五级单套管预热的结疤进行分析研究

6、及讨论。 3工业试验研究结果及讨论3.1结疤的化学成分表4五级套管预热器结疤的化学成分成分%设备Al2O3SiO2TiO2Fe2O3CaOMgONa2OP2O5灼减预热器33.2231.272.254.750.790.2620.20-7.14 3.2五级套管预热器结疤的矿物组成依据工业试验预热器采集的结疤分析，从结疤的化学成分及物相组成可以明显看出，其结疤的主要矿物成分为钠硅渣，其次是赤铁矿及羟基钛酸钙。郑州轻金属研究院，对平果铝硅的行为及其对结疤的影响研究，也证明了原矿浆在常压下预热，其无定型硅和高龄石中的硅全部转变成了钠硅渣，这与他们的溶出溶液中K2O含量很少有关。其S

7、iO2含量在原矿浆中占48.7%，这与实际预脱硅效率基本相符。表5五级套管预热器结疤的矿物组成温度设备物相组成%≤160℃套管预热器钠硅渣90.55羟基钛酸钙3.29赤铁矿4.75 3.3结疤的性质3.3.1结疤的矿物特点结疤是氧化铝生产中不可避免的生成矿物，这种结疤矿物主要是新生成的。由于各氧化铝厂所用铝土矿原料的成分及所采取的工艺制度不同，设备上结疤的状况及物相组分亦不相同，即使在同一氧化铝厂，各生产工序设备上产生的结疤也迥然相异。从试验研究中所分析得出的结疤物相组成的大部分如水合铝硅酸钠、方钠石、钙霞石等，都