生产管理知识-烧结法生产氧化铝的原理和基本流程课件(ppt 87页)

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1、掌握碱石灰烧结法生产氧化铝的基本原理掌握碱石灰烧结法生产氧化铝的工艺流程熟悉碱石灰烧结法生产氧化铝的主要设备第13章烧结法生产氧化铝的原理和基本流程学习要求第13章烧结法生产氧化铝的原理和基本流程将铝土矿与一定数量的苏打、石灰、循环母液配成炉料，在回转窑内进行高温烧结，炉料中的Al2O3与Na2CO3反应生成易溶于水或稀碱溶液的铝酸钠(Na2O•Al2O3)，杂质氧化铁生成易水解的铁酸钠(Na2O•Fe2O3)，二氧化硅和氧化钛分别生成不溶性的原硅酸钙(2CaO•SiO2)和钛酸钙(CaO•TiO2)。将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na2O·Al2O3便进入溶液，N

2、a2O·Fe2O3水解放出碱，原硅酸钙(2CaO•SiO2)和钛酸钙(CaO•TiO2)不溶进入赤泥。碱石灰烧结法的原理生料浆的制备（原料准备）熟料烧结熟料溶出铝酸钠溶液脱硅碳酸钠分解氢氧化铝分离、洗涤氢氧化铝焙烧碳分母液蒸发碱石灰烧结法的主要工序第13章烧结法生产氧化铝的原理和基本流程铝土矿石灰矿燃料生料浆制备第13章烧结法生产氧化铝的原理和基本流程原料碱石灰烧结法适用原料：高硅铝土矿，一水硬铝石型，A/S=3-6化学成分要求：碳酸钙硅矿物等杂质含量技术指标要求：矿物类型,粒度碱石灰烧结法在湿磨时配入一定量的石灰，使矿石中SiO2和TiO2生成不溶性的原硅酸钙(2Ca

3、O•SiO2)和钛酸钙(CaO•TiO2)主要用烟煤、无烟煤、焦炭。主要技术指标要求其燃烧值，碳含量。碱石灰烧结法除用于焙烧工艺外，还在生料中加煤，作为还原剂，可以消除氧化铁和硫的有害影响，使Na2SO4分解而生成Na2O•Al2O3，有利于溶出，同时强化烧结过程。从母液蒸发工序送来的蒸发母液，通过碱液泵送到管磨与按比例分配下料的铝土矿，石灰及干燥的碱粉一道进入磨机桶体进行湿磨，管磨产出的生料浆通过输送系统输送到料浆槽，生料浆在此进行料浆调整和成分分析，料浆在此调配合格。熟料烧结熟料烧结是将制成的合格的料浆经过高温烧结成为熟料。熟料烧结在烧结法生产氧化铝中占着非常重要的

4、地位，目前氧化铝企业一般采用回转窑进行熟料烧结。熟料烧结能耗占总能耗的三分之一以上，孰料的质量直接影响氧化铝生产的经济指标。第14章铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应就是要使调配合格后的生料浆在回转窑中高温烧结，使生料各成分互相反应。使其中的Al2O3尽可能转变成易溶于水或稀碱溶液的Na2O·Al2O3，而使Fe2O3转变成易水解的Na2O·Fe2O3，SiO2等杂质转变为不溶于水或稀碱溶液的2CaO·SiO2。并形成具有一定容积密度和孔隙率、可磨性好的熟料，以便在溶出过程中将有用成份与有害杂质较好的进行分离，最大限度提取氧化铝和回收碱。熟料烧结目的第14章铝酸盐炉料烧结

5、过程的物理化学反应熟料中Al2O3含量高，生产一吨氧化铝的熟料量少Al2O3与Na2O必须是可溶性的物相，其余杂质则要成为不溶性物相原硅酸钙2CaO·SiO2还应尽可能转变为活性最小，在铝酸钠溶液中最稳定的形态，结晶应该粗大熟料应有一定的强度和气孔率熟料烧结要求第14章铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应标准溶出率熟料的密度和粒度负二价硫含量S2-判断熟料质量好坏的标准第14章铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应标准溶出率：熟料中的Al2O3和Na2O在标准溶出条件下的溶出率。标准溶出条件：是为了使熟料中可溶性的Al2O3和Na2O能够全部溶出来，而且不再进入赤泥而制定的溶出条

6、件。烧结法厂：ηA标>96%，ηN标>97%；联合法厂：ηA标>93.5%，ηN标>95.5%反应烧结强度和气孔率。密度：烧结法厂1.2-1.3g/L;联合法厂1.2-1.45g/L粒度：粒度应均匀，30-50mm。S2->0.25%的熟料是黑心多孔，质量好；S2-<0.25%的熟料黄心或粉状黄料，质量差。碱石灰烧结法，煤生产1t氧化铝需3.6-4.2t熟料，每吨熟料的热耗达6.2GJ。烧结车间的投资为全厂的1/3，烧成费用约为成本的1/2，能量消耗为全厂总能耗的一半。固相反应：是以固体物质中质点的相互交换（扩散）来实现的，是在远低于原料及最终产物熔点的温度下进行。铝土

7、矿熟料烧结过程是固态反应过程。第14章铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应A固→A气，A气+B固→AB固A固+X固→AX液，AX液+B固→AB固+X固熟料烧结过程是复杂的多相固相反应过程，硅酸盐和铝酸盐的形成都是经过各种中间相最后形成熟料的矿物组成。固态物质开始烧结的温度与其熔点间存在大致一定的规律：金属：T烧结≈（0.3-0.4）T熔点盐类：T烧结≈0.57T熔点硅酸盐及有机物：T烧结≈（0.8-0.9）T熔点生料浆：铝土矿，石灰，循环母液，硅渣第14章铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应铝土矿：Al2O3·nH2O(氧化铝水合物），Fe2O3