拜耳法生产氧化铝工艺PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1　氧化铝工业 1

1.2　氧化铝生产企业介绍 2

1.2.1 国外主要氧化铝生产企业 2

1.2.2 我国氧化铝生产企业 6

1.3　铝土矿资源 8

1.3.1 世界铝土矿概况 9

1.3.2　我国铝土矿概况 11

1.4　氧化铝生产的基本方法 11

1.4.1 电解炼铝对氧化铝的质量要求 11

1.4.2　氧化铝生产方法 12

1.5　拜耳法生产氧化铝 14

1.5.1 拜耳法生产氧化铝的基本过程 14

1.5.2 拜耳法生产氧化铝的分类 14

1.5.3 拜耳法生产氧化铝的特点 14

1.5.4 改良拜耳法在我国的开发应用 15

2　铝酸钠溶液性质和拜耳法基本原理 20

2.1 Na2O-Al2O3-H2O系 20

2.1.1 30℃下的Na2O-Al2O3-H2O系 20

2.1.2 其他温度下的Na2O-Al2O3-H2O系 22

2.2　铝酸钠溶液的稳定性 25

2.3　铝酸钠溶液的物理化学性质 25

2.3.1 铝酸钠溶液的密度 25

2.3.2 铝酸钠溶液的电导率 26

2.3.3　铝酸钠溶液的饱和蒸气压 27

2.3.4　铝酸钠溶液的黏度 28

2.3.5 铝酸钠溶液的热容及焓 28

2.3.6 氧化铝水合物在碱溶液中的溶解热 29

2.4　铝酸钠溶液结构 30

2.5　拜耳法的原理 30

2.5.1　拜耳法的原理 30

2.5.2　拜耳法的基本流程 32

3　铝土矿中氧化铝的溶出 34

3.1　铝土矿的溶出性能及动力学 34

3.1.1 三水铝石型铝土矿 34

3.1.2 一水软铝石的溶出 36

3.1.3 一水硬铝石型铝土矿的溶出 37

3.2　氧化铝的溶出率、Na2O损失率及赤泥产出率 41

3.2.1 氧化铝的溶出率 41

3.2.2 赤泥的产出率及碱耗 42

3.3　溶出过程的配料计算 43

3.4　影响铝土矿溶出过程的因素 45

3.4.1 溶出温度的影响 45

3.4.2　搅拌强度的影响 46

3.4.3　循环母液碱浓度的影响 47

3.4.4 配料摩尔比的影响 47

3.4.5　矿石细磨程度的影响 49

3.4.6 溶出时间的影响 50

3.4.7 CaO和其他添加剂对溶出过程的影响 50

3.4.8 MgO对一水硬铝石拜耳法溶出过程中的影响 63

3.5　铝土矿溶出过程的强化 64

3.5.1　铝土矿的机械活化 64

3.5.2　铝土矿的预焙烧 65

3.5.3　铝土矿的磁化预焙烧 66

3.5.4　铝土矿的焙烧预脱硅 66

3.5.5　铝土矿的焙烧压力预脱硅-过量石灰拜耳法浸出 67

3.5.6 铝土矿的高温氢处理 67

4　铝土矿中各种杂质在溶出中的行为 69

4.1　含硅矿物在溶出过程中的行为 69

4.1.1　含硅矿物与碱液的作用 69

4.1.2 SiO2在铝酸钠溶液中的平衡溶解度 83

4.1.3　铝酸钠溶液中硅矿物析出的平衡固相 94

4.2　含铁矿物在溶出过程中的行为 98

4.2.1　铁矿物在溶出过程中的行为 98

4.2.2　铝酸钠溶液中铁的存在形式 103

4.2.3　铁矿物对氧化铝溶出率的影响 103

4.3　含钛矿物在溶出过程中的行为 103

4.3.1　钛矿物与溶液的反应 104

4.3.2　含钛矿物在铝土矿溶出过程中的危害 110

4.3.3 消除TiO2不良影响的措施 112

4.4　含硫矿物在溶出过程中的行为 116

4.4.1　含硫矿物与溶液的作用 116

4.4.2　含硫矿物在拜耳法生产中的危害 118

4.4.3　铝酸钠溶液的脱硫 121

4.4.4　铝酸钠溶液中硫化合物对结晶水合铝硅酸钠成分和结构的影响 122

4.5　有机物在溶出过程中的行为 123

4.5.1 拜耳法铝酸钠溶液中有机物的来源 123

4.5.2 有机物与溶液的作用 124

4.5.3　有机物对溶出过程的危害 127

4.5.4　有机物的消除 128

5　铝土矿溶出过程工艺 130

5.1　溶出技术的发展过程 130

5.1.1　单罐压煮器加热溶出 130

5.1.2 多罐串联连续溶出压煮器组 131

5.1.3 管道化溶出 133

5.2　管道化溶出技术的优越性 137

5.2.1 热耗低 138

5.2.2　投资低 138

5.2.3 生产操作和维护简便 139

5.3　国外三种不同的管道加热溶出装置 139

5.3.1　德国联合铝业公司（VAW）的多管单流法溶出装置 139

5.3.2　匈牙利多管多流溶出装置 141

5.3.3 法国的单管预热-高压釜溶出装置 142

5.4　我国拜耳法溶出技术的进步 142

5.4.1 蒸汽直接加热的压煮器溶出 142

5.4.2　管道化溶出技术研究 143

5.5　高压水化学法 148

5.5.1　高压水化学法的原理 148

5.5.2 高压水化学法生产氧化铝的工艺流程 150

5.5.3　高压水化学法的改进和前景 153

6　拜耳法矿浆预热及溶出过程中结疤的生成与防治 155

6.1　拜耳法过程中结疤生成的机理及危害 155

6.2　结疤形成的影响因素 158

6.2.1 矿浆加热界面温度对结疤形成的影响 158

6.2.2　脱硅晶种对结疤形成的影响 166

6.2.3 石灰添加量及添加方式对矿浆预热及溶出过程结疤形成的影响 168

6.3　结疤的防治 183

6.3.1　矿浆预脱硅 183

6.3.2　双流法工艺 184

6.3.3　其他方法 185

6.4　结疤的清理 185

7　赤泥的分离和洗涤 187

7.1　概述 187

7.2　拜耳法赤泥浆液的特性 188

7.3　影响赤泥沉降分离的因素 188

7.3.1　矿物的形态 188

7.3.2　溶出浆液的稀释浓度 189

7.3.3　稀释浆液的温度 190

7.3.4 黏度 190

7.3.5　底流液固比 191

7.3.6　絮凝剂的使用 191

7.3.7　有机物 195

7.4　赤泥沉降设备 198

7.4.1　沉降槽 198

7.4.2　过滤机 199

8　铝酸钠溶液晶种分解 202

8.1　铝酸钠溶液分解机理 202

8.2　铝酸钠溶液分解过程中晶粒的附聚 203

8.2.1 附聚的概念 203

8.2.2 影响附聚的因素 204

8.2.3 附聚效率的衡量 204

8.2.4 附聚动力学方程 205

8.3　铝酸钠溶液晶种分解过程中的二次成核 209

8.3.1 二次晶核形成机理 209

8.3.2　成核率 210

8.3.3　诱导期与二次成核 211

8.4　铝酸钠溶液分解过程中氢氧化铝晶体的长大 212

8.4.1 晶体的长大 212

8.4.2 晶体生长动力学 213

8.5　影响铝酸钠溶液分解的主要因素 218

8.5.1　分解原液的浓度和摩尔比的影响 220

8.5.2　温度制度的影响 221

8.5.3 晶种数量和质量的影响 222

8.5.4　搅拌速度的影响 224

8.5.5 分解时间及母液摩尔比的影响 225

8.5.6　杂质的影响 225

8.6　添加剂对分解过程的影响 226

8.6.1 添加剂研究的目的和意义 226

8.6.2 添加剂的分类 226

8.6.3 添加剂强化铝酸钠溶液分解过程的机理 228

8.6.4 添加剂对分解动力学的影响 232

8.6.5 添加剂对氢氧化铝晶体生长的影响 232

8.7　铝酸钠溶液分解工艺 235

8.7.1 铝酸钠溶液分解作业条件 235

8.7.2 铝酸钠溶液分解工序的主要设备 235

8.8　关于砂状氧化铝生产工艺 237

8.8.1 国外砂状氧化铝生产发展概况 238

8.8.2 我国生产砂状氧化铝发展概况及存在问题 239

9　氢氧化铝的煅烧 248

9.1　氢氧化铝煅烧过程的物理化学 248

9.1.1 氢氧化铝煅烧过程的相变 248

9.1.2　氢氧化铝煅烧过程中结构与性能的变化 249

9.2　氢氧化铝煅烧工艺技术 251

9.2.1　传统回转窑焙烧工艺 251

9.2.2 改进回转窑焙烧工艺 252

9.2.3 流态化焙烧工艺 255

10　分解母液的蒸发和一水碳酸钠的苛化 261

10.1　概述 261

10.2　蒸发器的类型 261

10.3　蒸发器的结垢和阻垢 262

10.3.1 杂质在母液中的结垢行为 262

10.3.2 蒸发过程的阻垢措施 264

10.4　蒸发工艺的应用 265

10.4.1 蒸发工艺过程 265

10.4.2 国内外蒸发技术和装置的应用 267

10.5　一水碳酸钠的苛化 268

10.5.1 一水碳酸钠苛化的原理 268

10.5.2 Na2O-CaO-CO2-Al2O3-H2O系平衡状态图 269

10.5.3 一水碳酸钠苛化工艺 269

10.5.4 有机物对蒸发析出的一水碳酸钠粒度的影响 270

参考文献 271