提高熟料溶出分离过程中氧化铝溶出率的途径.pdf

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1、·l2·铝镁通讯2014年No1提高熟料溶出分离过程中氧化铝溶出率的途径陈勤霞(山西铝厂设计院，山西河津043304)摘要：本文根据中铝山西分公司氧化铝生产统计资料，通过对二次反应的机理及影响二次反应的主要因素进行分析，指出在熟料溶出过程中影响氧化铝溶出率的因素有温度、赤泥与溶出液的接触时闽、N％0浓度等。结合本单位的实际情况，提出了在实际生产中降低二次反应，提高熟料氧化铝溶出率的措施。关键宇：二次反应、溶出率、溶出温度、赤泥细度、AO浓度、快速分离1概述3Ca(0H)+xNaSiO．+2NaA1

2、(OH)，+aq：3CaO·AIO·xSi0(6—2x)H0熟料溶出过程中的主要反应是铝酸钠的溶解和+2(x+1)NaOlt+aq⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)铁酸钠的水解反应，原硅酸钙占熟料含量的30％以通过以上熟料溶出时二次反应机理的分析，使上，在溶出时原硅酸钙大部分进入赤泥中，但仍有我们知道，在工业溶出条件下，溶液中的Na，OK浓少量原硅酸钙和铝酸钠溶液中的氢氧化钠、碳酸钠度一般在90～100~／L左右，而Na'O浓度则在16～及铝酸钠发生一系列的二次反应，从而造成溶液中19蜀，L

3、，比N％OK浓度要低很多，因此可以认为二的Al0进人赤泥而损失，使熟料A1O的净溶出率次反应损失的根本原因是熟料中的原硅酸钙在溶降低，因此必须采取一定的措施来降低二次反应损出、分离过程中被NaOH所分解，分解产物Na2SiO失，提高熟料A120的溶出率。和Ca(OH)，与NaAI(OH)又相互作用生成含氧化铝2二次反应的机理的不溶物进人赤泥造成氧化铝的损失，二次反应的主要产物是3CaO·A1，0·6H，0(含水铝酸钙)和溶出液的主要成分是铝酸钠、氢氧化钠、碳酸3CaO·A1，0·xSiO，(6—2

4、X)H，0所组成的水化石榴石钠，溶出过程中，不溶性的原硅酸钙和铝酸钠溶液系固溶体以及Na20·A1，O·1．7Si0，·H，O(含水铝中的氢氧化钠、碳酸钠及铝酸钠都会反应一系列反硅酸钠)，有时也有少量的AI(OH)，这是由于铝酸应，工业上称为二次反应，首先，原硅酸钙被铝酸钠溶液自发分解而产生的。钠溶液中的NaOH、NaCO、NaAI(OH)分解，反应如下：3影响二次反应的主要因素2CaO·Si02+2NaOH+aq=2Ca(OH)：，+NaSiO+aq⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)3．1溶出温度的影响理论研究

5、表明熟料溶出反应的速度是随着温度2CaO·Si02+2Na!CO，+aq=2CaCO+NaSi0+2NaOlt+aq⋯⋯⋯(2)的提高而加快的，但是有害的二次反应的速度也同3(2CaO·SiO)+4NaA1(oF1)+4H0=2(3CaO·A10SiO·41t：0)+时加快，由于熟料中铝酸钠的溶解和铁酸钠的水解NaSiO+2NaOH⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”(3)反应一开始就以很快的速度进行，并且很快接近完分解后进人溶液中的Ca(OH)2、Na2Si03与成，而赤泥中原硅酸钙的大量存在

6、，温度提高，只NaAI(OH)4进一步反应：是强化了二次反应，造成Al，O溶出率的降低。在生产实践中也证明了这一理论的正确性，下3Ca(0t!)t-2N~l(OH)+aq=3CaO·AI—O·6HO+2NaOI1+aq⋯⋯(4)表是2003年各月分离进料温度和氧化铝净溶的关NaSiO。}2NaA1(o11)+aq=Na0·Al。·1．7SiO·}j：0+系。2NaOH+aq⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)表12003年分离进料温度和氧化铝净溶统计表2014年No1铝镁通讯·13·月份

7、1月2月3月4月5月6月4降低二次反应的措施守碍进辫描艘8688878990．29076净溶898090．0189．298917899388．58根据山西分公司的实际生产特点，要降低二次月酚7月8月9月l0月l1月12珂反应损失，重点是加强溶出及分离过程的控制，具分离进科温度9I．889．7899868484．7净洛88618883g9．489．21892089．52体来讲，应从以下几个方面人手。从表1可以看出，在环境温度较高的夏季6—84．1加强溶出温度的控制月份，溶出温度也相对较高，二次反应损

8、失大，A1，O由于受到熟料仓体积的限制，以及溶出磨下料净溶就明显较低。量大等因素的影响，熟料入仓后得不到很好的冷却3．2赤泥与溶液接触时间的影响即被用于溶出，加之溶出反应又是一个放热反应，熟料溶出后，为了减少在赤泥分离过程中的二分离温度在冬季为85～9O℃，夏季在9O～95℃，受次反应损失，需要进行赤泥的快速分离，而赤泥的此影响，调整液的温度通常在80℃左右，这就造成沉降性能好坏则决定着赤泥与溶液的接触时间，沉了溶出温度偏高，特别是在夏季，温度对熟料降陛能差，则赤泥与溶液接触时间长