拜耳法生产氧化铝03溶出车间-sn.ppt

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1、第三章溶出车间本章目标了解溶出的目的及基本知识掌握各工段的工艺流程概述溶出是拜耳法生产氧化铝的主要工序之一。溶出的目的在于将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液，并使溶液充分脱硅，避免过量SiO2影响产品质量，且把苛性碱的消耗减至最少。溶出过程的主要技术条件和经济指标有：溶出温度、溶出时间、Al2O3溶出率、热耗等。生产中铝土矿中含硅矿物不仅由于生成钠硅渣引起氧化铝和氧化钠的化学损失，以及钠硅渣进入氢氧化铝后降低成品氧化铝质量外，而且硅渣在生产设备和管道，特别是在换热器表面上吸出，形成结疤，严重影响传热，增加了能耗和清理工作量。因此增加预脱硅是必须的。预脱硅就

2、是在高压溶出之前，将原矿浆在100-105℃左右搅拌8~10h，使硅矿物尽可能转变为钠硅渣结晶，这个过程称为预脱硅。矿浆中生成的钠硅渣又可成为其他含硅矿物在更高温度下反应生成钠硅渣的晶种，因而减小了它们在加热表面上析出结疤的速度，从而使高压溶出器的工作周期延长。1.预脱硅工艺2.单管预热-压煮器间接加热溶出工艺从原料车间送来的固含350g/l的原矿浆进入常压脱硅工段的加热槽中，将温度从82-87℃提升到100-105℃，然后在脱硅槽中进行连续脱硅。在隔膜泵的进口处添加母液以调整矿浆RP和固含，脱硅槽底部设有返砂泵，每班定期将粗砂返回原料磨工段。用隔膜泵将原矿浆送

3、往溶出工段的套管预热器，采用六级套管将原矿浆温度预热到174-180℃，再用四级预热压煮器将原矿浆温度预热到210-220℃，而后采用6.0Mpa高压新蒸汽加热，将原矿浆加热至260℃后进入保温停留罐停留45-60分钟。溶出后矿浆经十级闪蒸，温度从260℃降至125℃，然后送入稀释槽。从沉降来的洗液同时加入稀释槽中，稀释后料浆用泵送往溶出后槽，停留2小时以上，以进一步脱除溶液中的硅、铁、锌等杂质。各级矿浆自蒸发器产生的二次蒸汽用于相对应的套管预热器和预热压煮器中预热原矿浆，二次汽冷凝水从预热器排出进入冷凝水罐，并经逐级闪蒸降压后，汇总到末级冷凝水罐，一部分用作闪

4、蒸注水，一部分送往热水站。加热压煮器产生的新蒸汽冷凝水送入新蒸汽冷凝水自蒸发器闪蒸后，二次汽去加热脱硅槽，不带碱冷凝水去供热站，带碱冷凝水去热水站。3.铝土矿的溶出性能虽然在目前的氧化铝生产中所采用的原料统称为铝土矿，但铝土矿并不是一种化学成分稳定、结晶形态一致的单一类矿物。根据氧化铝在铝土矿中的不同结晶形态，铝土矿可以分为：三水铝石型、一水铝石型、一水硬铝石型以及它们之间相互共生的混合型。对于某一类型的铝土矿，虽然它们的氧化铝的结晶形态相同，但它们的化学成分又会因不同的产地有所不同。不同类型的铝土矿由于其氧化铝存在的结晶状态不同，所以与铝酸钠溶液的反应能力自然

5、就会不同，即使同一类型的铝土矿，由于产地的不同，它们的结晶完整性也会有所不同，其溶出性能也就会不同。3.1三水铝石型铝土矿在三水铝石型铝土矿中，氧化铝主要以三水铝石（Al2O3·3H2O）或［Al(OH)3］的形式存在。三水铝石型铝土矿是最易溶出的一种铝土矿，在溶出温度超过85℃时，就会有三水铝石的溶出，随着温度的升高，三水铝石矿的溶出速度加快。通常情况下，三水铝石矿典型的溶出过程是温度为140-150℃、Na2O浓度为120-140g/L，矿石中的三水铝石能迅速地进入溶液，满足工业生产的要求。当三水铝石矿与未饱和的铝酸钠溶液接触后，发生的化学反应如下：Al(O

6、H)3+NaAl(OH)4→NaAl(OH)4+aq当铝酸钠溶液达到饱和时，溶出过程将会停止。如果改变条件使铝酸钠溶液过饱和，则会发生铝酸钠溶液的分解，即：NaAl(OH)4+aq→Al(OH)3+NaAl(OH)4所以，实际上三水铝石型铝土矿的溶出反应是一个可逆的化学反应。3.2一水软铝石的溶出相对三水铝石矿来讲，一水软铝石矿的溶出条件要苛刻得多，它需要较高的温度和较大的苛性碱浓度才能达到一定的溶出速率。一水软铝石型铝土矿的溶出温度至少需要200℃，然而生产上实际采用的温度一般为240~250℃，溶出液的浓度通常是180~240g/L的Na2O。3.3一水硬铝

7、石型铝土矿的溶出在所有类型的铝土矿中，一水硬铝石型铝土矿是最难溶出的。一水硬铝石的溶出温度通常在260℃左右，溶出液Na2O浓度为240~300g/L。我国的铝土矿主要是一水硬铝石型铝土矿。一水软铝石型或一水硬铝石型铝土矿在溶出过程中发生反应为：AlOOH.H2O+NaOH+aq→NaAl(OH)4+aq4.影响铝土矿溶出过程的因素在铝土矿溶出过程中，由于整个过程是复杂的多相反应，所以影响溶出过程的因素比较多。这些影响因素可大致分为铝土矿本身的溶出性能和溶出过程作业条件两个方面。铝土矿的溶出性能指用碱液溶出其中的Al2O3的难易程度，难易是相当而言的。结晶物质的

8、溶解从本质上来说是晶格的