中国铝业公司广西分公司溶出技师培训教材.doc

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1、中国铝业公司广西分公司溶出技师培训教材第一篇拜耳法生产氧化铝基础知识金属按照比重可以分为重金属和轻金属，比重大于3.5g/cm3的为重金属，比重小于3.5g/cm3的为轻金属。金属铝的原子量27，比重为2.7g/cm3属于轻金属，水的比重是1.0g/cm3氧化铝有四种同素异构体：α-Al2O3β-Al2O3γ-Al2O3δ-Al2O3铝土矿类型反应温度（℃）三水铝石Al2O3.3H2O140～145一水软铝石γ-Al2O3.1H2O200一水硬铝石α-Al2O3.1H2O230氧化铝的物理性质：机密第1

2、页2021-10-8三水铝石一水软铝石一水硬铝石硬度2.5～3.03.5～4.06～7比重2.3～2.43.03.9～4.0化学性质：氧化铝是两性化合物，既溶于酸，也溶于碱氧化铝的用途主要有：大量用于电解铝生成金属铝----铝材料，铝材料用于建筑、汽车等行业，部分用于电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷等行业，活性氧化铝可用作干燥剂。氧化铝的生产主要有拜耳法、烧结法等，当铝土矿的铝硅比A/S>7时，适用于用拜耳法生产氧化铝，而当铝土矿的铝硅比A/S<7时，用烧结法生产氧化铝比较经济。目前生产氧化铝的方法主要

3、有：75中国铝业公司广西分公司溶出技师培训教材一、拜耳法二、碱石灰烧结法三、联合法（拜耳法与碱石灰烧结法联合生产线）并联法：当矿区有大量的低硅铝土矿同时又有部分高硅铝土矿时，用拜耳法处理低硅铝土矿，用烧结法处理高硅铝土矿，烧结法系统得到的铝酸钠溶液并入拜耳法系统，以补偿拜耳法系统的苛性钠损失。串联法：适用于处理中等品味的铝土矿和品味较低的三水铝石型铝土矿，先用拜耳法处理矿石，提取其中的大部分氧化铝，然后再用烧结法处理拜耳法赤泥，进一步提取其中的氧化铝和氧化钠。混联法：串联法、并联法一起用第三章高压（低温

4、）溶出第一节拜耳法生产氧化铝的原理高压溶出的目的：苛性减溶液迅速将铝土矿中的氧化铝溶出，制成铝酸钠溶液。拜耳法生产氧化铝的基本原理：1、用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种后，不断搅拌的情况下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝晶体析出；2、分解得到的母液，经蒸发后，用来溶出新的铝土矿化学反应式：Al2O3+NaOH+aq=NaAl(OH)4+aq第二节铝土矿溶出过程的化学反应一、氧化铝水含物在溶出过程中的行为75中国铝业公司广西分公司溶出技师培训教材循环母液主要成分：NaOH、NaAl(OH)

5、4、Na2CO3、Na2SO4三水铝石：Al2O3.3H2O一水软铝石γ-Al2O3.1H2O一水硬铝石α-Al2O3.1H2O氧化铝水合物与碱液的化学反应式为：Al2O3.(1～3)H2O+NaOH+aq=2NaAlO2+aq这是溶出主反应一、含硅矿物在溶出过程中的行为SiO2是铝土矿中最常见的杂质，也是碱法生产氧化铝最有害杂质，铝土矿中含有硅的矿物有：无定形的蛋白石、石英等一类的氧化硅及其水合物，以及高岭石、叶蜡石、绢云母、伊利石等硅酸盐和铝硅酸盐。游离状态的SiO2和石英在150℃以上才开始和铝酸

6、钠溶液起反应。生成的含水铝硅酸钠称为钠硅渣，这种化学反应就是脱硅反应。脱硅的过程：第一步：硅从固体溶解到溶液里Al2O3.2SiO2.2H2O＋6NaOH+aq=2NaAl(OH)4+2Na2SiO3+aq第二步：硅从溶液里析出（固体），当浓度达到最大值时，也就是说Na2SiO3处于饱和状态时：1.7Na2SiO3+2NaAl(OH)4=Na2O.Al2O3.1.7SiO2.H2O+3.4NaOH+1.3H2O这就是溶液的脱硅反应.。从上面两个反应式可以看出：各种形式的含硅矿物与苛性碱反应，均有硅酸钠进

7、入溶液，然后与溶液中的铝酸钠反应，生成水合铝硅酸钠沉淀，造成氧化铝和氧化钠的损失。75中国铝业公司广西分公司溶出技师培训教材在高压溶出过程中，SiO2进入溶液后，又与铝酸钠起反应，使得水合铝硅酸钠（Na2O.Al2O3.1.7SiO2.H2O）析出，结疤粘附在热交换器表面，及管道，容器内表面。危害：1造成氧化铝及氧化钠损失；2热交换器的传热系数下降，汽耗增大；3输送压头损失增大。三、含铁矿物在溶出过程中的行为含铁矿物有：氧化物、硫化物、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、针铁矿(α-FeOOH)210℃转化赤铁矿(

8、α-Fe2O3)碳酸盐与碱液的化学反应：FeCO3+2NaOH=Fe(OH)2+Na2CO34Fe(OH)2水解Fe3O4+FeO+3H2O+H2后果：a使得苛性钠转为碳酸钠（苏打）b生成高度分散的氧化亚铁及磁铁矿，使得赤泥沉降性能变坏FeS2氧化FeS、Na2SO3、Na2SO4危害：1、污染了铝酸钠溶液，使赤泥沉降性恶化，引起蒸发器管结垢、堵管。2、FeS叶滤时可以透过过滤介质，进入精液、使产品氧化铝含铁超标。四、TiO2在溶出过程中的