氧化铝生产的基本方法
氧化铝生产的基本方法
氧化铝生产方法大致可分为四类，但目前用于工业生产的几乎全属于碱法律。
一、碱法
碱法生产氧化铝的基本过程如图1所示。
熔烧
AL2O3
碱处理蒸发
铝矿石母液循环母液
赤泥（Fe、Ti、Si等杂质）
图1-1 碱法生产氧化铝基本过程
碱法生产氧化铝，是用碱（NaOH或Na
2CO
3
）来处理铝矿石，使矿石中的氧化
铝转变成铝酸钠铝液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合物，将不溶残渣（由于含氧化铁而呈红色，故称为赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或综合利用，以回收其中的有用组分，纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，经与母液分离、洗涤后进行焙烧，得到氧化铝产品。分解母液可循环使用，处理另外一批矿石。
碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和拜耳烧结联合法等多种流程。
1、拜耳法拜耳法是适于处理低硅铝土矿，尤其是在处理三水铝石型铝土矿时，具有其他方法所无可比拟的优点。目前，全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，有90%以上是采用拜耳法生产。
拜耳法的两大过程；即分解与溶出。
（1）铝酸钠溶液的晶种分解过程分子比较低的（约1.6左右）铝酸钠溶
液在常温下，添加氢氧化铝作为晶种，不断搅拌，溶液中的Al
2O
3
便以氢氧化铝
形式慢慢析出，同时溶液的分子比不断增大。
（2）溶出析出大部分氢氧化铝后的溶液，称之为分解母液，在加热时，又可以溶出铝土矿中的氧化铝水合物，这就是利用种分母液溶出铝土矿的过程。
交替使用以上两个过程就可以一批批地处理铝土矿，得到纯的氢氧化铝产品，构成所谓拜耳法循环。
拜耳法的实质是如下反应在不同条件下交替进行的。
Al
2O
3
.(1或3)H
2
O+2NaOH+aq2NaAl（OH）
4
+aq （1-1）
拜耳法的特点是：
（1）适合高A/S矿石，A/S＞9：
（2）流程简单，能耗低，成本低。
（3）产品质量好，纯度高。
拜耳法分类：由于铝土矿的类型不同，在世界上形成了两种不同的拜耳法方案。
（1）美国拜耳法以三水铝石型铝土矿为原料。由于三水铝石型铝土矿中
的Al
2O
3
很容易溶出，因而采用低温、低碱浓度溶出，一般情况下为Na
2
O 110g/L
以下。溶出的温度为140～145℃，停留时间不足1h ,分解初温高（60～70℃），种子添加量较小（50～120g/L）,分解时间30-40h,产品为粗粒氢氧化铝，但产出率低，仅为40～45g/L。这种氢氧化铝焙烧后得到砂状氧化铝。
（2）欧洲拜耳法以一水软铝石型铝土矿为原料。采用高温、高碱浓度溶出，苛性钠浓度一般在200g/L以上，溶出温度达170℃，停留时间约2～4h 。经稀释扣，将苛性钠浓度高达150g/L的溶液进行分解。分解时，分解初温低（55～60℃或更低），种子添加量较大（200～250g/L）。分解时间50～70h,产出率高达80g/L,但得到的氢氧化铝颗料细，焙烧时飞扬损夫大，得到面粉状氧化铝。为了适应电解对氧化铝的要求，现今的欧洲拜耳法已是在高温高碱浓度溶出，低温、高固含、高产出率的分解条件下生产砂状氧化铝了。
详见拜耳法生产氧化铝工艺流程图
氧化铝
二、烧结法
碱石灰烧结法的基本原理是，使炉料中的氧化物经过高温烧结转变为铝酸钠
(Na
2O·Al
2
O
3
)、铁酸钠(Na
2
O·Fe
2
O
3
)、原硅酸钙(2CaO·SiO
2
)和钛酸钙(CaO·TiO
2
),
用水或洗碱液溶出时，铝酸钠溶解进入溶液，铁酸钠水解为NaOH和Fe
2O
3
·H
2
O
沉淀，而原硅酸钙和钛酸钙不溶成为泥渣，分离出去泥渣后，得到铝酸钠溶液，
再通入CO
2 进行碳酸化分解，便析出Al(OH)
3
,而碳分母液（主要成分为Na
2
CO
3
经
蒸发浓缩后可返回配料烧结，循环使用。Al(OH)
3经焙烧即为产品Al
2
O
3
（详见工
艺流程图）
碱石灰烧结方法的特点：
1、适合低于A/S矿，A/S 3～6；
2、流程复杂、能耗高、成本低
3、产品质量较拜耳法低。
石灰石石灰石纯碱
成品氧化铝
4、联合法
拜耳法和碱石灰烧结法是目前工业上生产氧化铝的主要方法，它们各有其优缺点和运用范围。而当生产规模较大时，采用拜耳法和烧结法的联合生产流程，可以兼有两种方法的优点，而消除其缺点，取得比单一的方法更好的经济效果，同时可以更充分利用铝矿资源。联合法可分为并联、串联和混联三种基本流程，它主要适用于A/S 7～9的中低品位铝土矿。（详见联合法生产工艺流程图）
石灰铝矿石石灰石纯碱
三、电解炼铝对氧化铝的质量要求
电解炼铝对氧化铝的质量要求：
1)、氧化铝的纯度；
2）、氧化铝的物理性质。
氧化铝的纯度是影响原铝质量的主要因素，同时也影响电解过程的技术经济指标。
1、氧化铝中含有更正电性元素的氧化物Fe
2O
3
、SiO
2
、TiO
2
、V
2
O
5
等，这些元
素在电解过程中将首先在阴极上析出而使铝的质量降低，同时，电解质中含有磷、钒、钛、铁等杂质，还会使电流效率降低。
2、氧化铝中含有比铝更负电性的元素（碱金属及碱土金属）的氧化物，则在电解时这些元素将与氟化铝反应，造成氟化铝耗量增加。根据计算，氧化铝中Na
2
O 含量每增加0.1%，每生产1t铝需要多消耗价格昂贵的氟化铝3.8Kg.
因此，电解炼铝用的氧化铝必须具有较高的纯度，其杂质含量应尽可能低。氧化铝质量与生产方法有关，拜耳法生产氧化铝的纯度要高于烧结法。
我国氧化铝的质量标准
表2 我国氧化铝的质量标准
注：本表摘自GB8178-87
2、氧化铝的物理性质
美洲国家用三水铝石矿为原料，以低浓度碱液溶出，生产砂状氧化铝，欧洲则用一水铝石矿为原料以高浓度碱溶液溶出，生产面粉状氧化铝。到70年代中期，电解炼铝采用了大型中间下料预培槽和干法烟气净化技术，并得到推广应用。这种电解槽电流效率高、电耗低、环境污染轻而生产效率高，但对氧化铝物理性
质要求严格。
对氧化铝物理性质要求：
粒度较粗而均匀，强度较高，比表面积大。另外对安息角、堆积密度和流动性也都有一定要求。而砂状氧化铝很好地满足了这些物理性质的要求。表3给出了不同类型氧化铝的物理性质。
我国生产的氧化铝，粒度介于面粉状和砂状氧化铝。
表3 不同类型氧化铝的物理性质
四、氧化铝厂方案比较
生产规模及产品方案
生产规模
按600kt-Al
2O
3
/a氧化铝的建设规模完成施工图设计，考虑将来具有
1200kt-Al
2O
3
/a扩建余地。
产品方案
生产冶金级砂状氧化铝的产品，产品的化学成分和物理性质满足合同的要求。
氧化铝产品满足电解所要求的化学成分和物理性质，详见表1和表2
表1 氧化铝产品的化学成分
4.1 越南铝土矿及氧化铝
原料、辅助材料的燃料
8.1.1 原料
1）铝土矿
进厂的洗净矿来自Tan Rai矿山，洗净矿的矿石粒度小20mm。其中化学成和物理成分见表3和表4
表3 化学成分
2）石灰
石灰购自NInh Binh或其他省份。每50千克包装为一袋，然后用汽车运到氧化铝厂，如果铁路建成通车，则由火车运输。生石灰化学成如表5所示。
3）苛性碱
苛性碱购自Ho Chi Minh城或来自Saigon港口采用进口苛性碱，然后由专用车运到氧化铝厂。如果铁路建成通车，则由火车运输。固体苛性碱和苛性碱溶液化学成如表6和7所示。
固定碱
液体碱
表7 液体碱的特性
4.1.2 燃料和电力
1）焙烧用的发生炉煤气
氢氧化铝焙烧采用的发生炉煤气性质如表8所示
2）电力
通过电缆将国家电网的电源引入氧化铝厂区。电压为110KV，频率为50HZ。
3）氧化铝生产用水
氧化铝生产用水来自Cai Bang湖，水质如表9所示
表9 地表不规格
参数单位含量
PH 6.7
TSS（总悬浮物）mg/l 67
N-NO2mg/l 0.01
N-NO3mg/l 0.03
N-NH4mg/l 0.01
DO mgO2/l 6
BOD5 mg/l 4
COD mg/l 6
C1- mg/l 0.3
Pb mg/l <0.01
Hg mg/l KPH
Dau Mo mg/l 0.01
Coli MPN/100ml 4.500
4.1.3 原燃料的来源
外来的石灰和固体碱通过汽车运入厂内，发生炉煤气通过管道从煤气站输送到氧化铝厂。
4.1.4 工艺方案
4.1.4.1 主要工艺过程描述
根据三水铝石铝土矿的特性和化学组成，采用拜耳法生产工艺，其流程见图1 拜耳法是用苛性碱溶液在一定温度下溶出铝土矿中的氧化铝，制得杂质含量低的铝酸钠溶液，在加入氢氧化铝作种子、降温和搅拌和条件下进行分解产出氢氧化铝，氢氧化铝经焙烧变成氧化铝，分解后的种分母液蒸浓后用于溶出新一批铝土矿，碱液形成一个闭路的循环。
拜耳法流程比较简单，所得产品质量高，成本低，综合能耗低。
图1 工艺流程图
本项目的主要的工艺过程描述如下所述。
4.1.4.2 铝矿均化堆场
工序任务
铝矿在本工序均化入磨铝土矿的成分并连续稳定地供应生产用矿量，使全厂均衡定生产。
设备描述
本工序主要设备有B=1000，Q=800t/h的胶带输送机，1台Q=800t/h的定臂式混匀堆料机，1台Q=600t/h的桥式混均取料机，料堆及设备均布置在防雨棚内。流程描述
从矿山胶带输送机送来的铝土矿直接进入预均化堆场，由堆料机纵向分层平铺于堆场，取料机从横向端面取料，以完成铝土矿均化过程。
本工序设置1条均化堆场，采用长条形双料堆，料堆293m，储量为59000t,储存天数为13天。保证堆取料机运行线路的畅通，对堆、取料机每三个月进行一次小修，每六个月进行一次大修。
4.1.4.3 石灰储存化灰
工序任务
本工序将外购石灰制备成石灰乳提供给铝酸钠溶液精滤工序、母液蒸发、碱液调配工序及原矿浆磨制工序。
设备描述
本工序主要设备：规格为ф1500*12000化灰机，1台，规格为ф3000*3000石灰乳槽，2台（用1备1），规格为ф3000*6000母液槽1台，辅助设备：胶带输送机、斗式提升机、出料泵、污水槽及污水泵、电动葫芦等。
流程描述
外购石灰由自卸汽车运进厂，卸在石灰仓库内（石灰仓库可储存6天的石灰用量）或直接卸到卸料漏斗内，卸料漏斗下设电磁振动给料机，卸料漏斗内石灰由斗工提升机输送到石灰储仓内，经石灰储仓下料口进入化灰机与来自蒸发的合格碱液进行化灰（即石灰乳制备），制备合格的石灰乳浓度为100-120g/L进入石灰乳槽，用泵送往相关工序，未消化的石灰由化灰机下料口排出至胶带输送机运往本工序外堆存，定期清理运住厂外。
4.1.4.4 苛性碱储存及化碱
工序任务
本工序将外购固体苛性碱制备成碱浓度为300g/L碱液提供给母液蒸发及碱液调配工序使用。
设备描述
本工序主要设备：规格为ф10000*20000的液碱储槽，4台其中2台设置在母液蒸发及碱液调配工序。
辅助设备：碱液液下循环泵、碱液泵、电动单梁起重机等。
流程描述
外购的苛性碱由汽车运进厂，固碱就堆存在储存堆场内，人工运到化碱池内与来自循环水系统的循环水通过碱液液下循环泵打循环进行化碱，合格碱液由碱液液下循环泵打至液碱储槽，再通过液碱泵输送至母液蒸发及碱液调配工序。
如果是液碱则直接卸车到化碱池内由碱液液下循环泵打至液碱储槽，再通过液碱泵输送至母液蒸发及碱液调配工序。
2台碱液液下循环泵互为备用，2台液碱泵互为备用。
4.1.4.5 原矿浆磨制
工序任务
本工序主要是制备料浆粒度、浓度符合要求的原矿浆，以满足压煮溶出的要求。
设备描述
本工序主要设备有3台ф3.6*8.5m的溢流型球磨机，产能115t/h,3台ф500*8的水力旋流器，2台ф10 铝土矿仓，2台ф10*10m的合格矿浆槽，1台ф10*10m的碱液槽，2台ф6*6m的石灰乳槽。
流程描述
铝矿由均化堆场来的胶带输送机送至铝土矿仓中。由碱液调配来的合格碱液储存在碱液槽中。铝土矿、石灰乳、循环碱液按一定配比加入球磨机，使用一台球磨机及一组旋流器组成一组一段闭路磨矿流程，本工序共有三组闭路磨矿流程。出磨原矿浆进入水力旋流器分级，水力旋流器溢流进入合格矿浆槽，最后输送至预脱硅工序，水力旋流器底流返回球磨机继续研磨。
设备描述
本工序正常运行时，使用二组闭路磨矿流程备，备用一组流程。主要备用设备1台ф3.6*8.5m的溢球型球磨机，1台ф500*800的水力旋流器。当进行设备维护时，应整组切换磨矿流程。
4.1.4.6 预脱硅
工序任务
预脱硅是为了将来自原矿浆磨制工序的原矿浆在进入高压溶出工序前，预先将原来矿浆中可反应的SiO
2
转化为水合铝硅酸钠脱除，以便保证成品氧化铝中硅含量，同时减轻溶出工序换热器的结疤，提高加热效率和设备运转率。
铝土矿中的SiO
2主要是以高岭石(2SiO
2
.Al
2
O
3
.2H
2
O)的形式存在，其易溶于热
苛性碱液。当具备一定的反应温度和停留时间，高岭石与铝酸钠溶液反应，生成较稳定的含水铝硅酸钠而析出，完成预脱硅过程。
设备描述
主要设备：规格为ф10000*16000脱硅槽，5台用4备1，规格为4-ф159/ф508套管加热器，2组用1备1。规格为ф8000*14000碱液槽，2台用1备1。
辅助设备：溶出喂料泵、料浆泵、碱液泵、热水泵、污水槽及污水泵、电动葫芦等
流程描述
来自原料磨制工序的原矿浆被送入套管换热器内加热，用来自电厂的0.6MPa 新蒸汽将其加热至102℃后送入阶梯配置的脱硅槽，经8小时预脱硅后的矿浆与碱液调配工序送来的循环碱液混合后，由溶出喂料泵送至压煮溶出工序。
预脱硅槽间通过溜槽连接，料浆自流，逐经通过。
设备描述
本工序在线运行4台脱硅槽、1组套管换热、1台碱液槽即可满足生产需要，由于脱硅过程与溶出过程的结疤速度不相同，导致预脱硅机组与溶出机组的清理检修周期不一致。为了保证溶出系统供料稳定，本工序主要设备设置了备用设备。其中包话1台脱硅槽、1组套管换热管、1台碱液槽作为备用；本工序所有泵,溶出喂料泵、料浆泵、碱液泵、热水泵均设有1台作为备用。
主要清洗方法和流程
本工序是易结疤工序，为了保证溶出系统供料稳定，清理设施必不可少。套管换热器采用高压水冲洗清理方法，因预脱硅机组与溶出机组的清理检修周期不一致，本工序利用高压溶出工序的可移动工高压水泵对套管换热器进行清理；溶出喂料泵出口到溶出器进口这段管道检修清理时为避免清洗水汇入流程影响生产，采用赤泥分离洗涤工序提供的一次洗涤溢流洗液进行清洗衣，清洗后洗液进入流程。
4.1.4.7 压煮溶出
工作任务
本工序是通过使有高温蒸汽对预脱硅折铝土矿料浆加热、加压、使铝土矿中
的Al
2O
3
尽可能地与NaOH碱液反应，生成NaAlO
2
而进入溶液，已获得低分子比的
溶出液并在铝土矿溶出过程中使进入溶液中的SiO
2
及其它杂质尽可能地生成适宜的固相产物而从溶液中脱除即赤泥，以满足分解时产品的质量要求。
设备描述
本工序配有2组3-ф168*10/ф500*10的套管预热器，每组套管加热器分为乏汽加热套管和新蒸汽加热套管，其中乏汽套管共3级，每级管长198m，每级加热面积为290m2；，新蒸汽加热套管共1级，管长594m，加热面积为810m2，5台ф4*22m的溶洞出器，溶出时间为60min，4台ф5.2m*9.7m的自蒸发器，4台ф0.6*1.7m的冷凝水灌，1台ф1.5*7.5m的洗水加热器，矿浆泵、热水泵等。
流程描述
本工序采用单流法溶出工艺。预脱硅后矿浆和碱液混和通过套管依次经来自三级料浆自蒸发器的二次汽预热，再由新蒸汽加热至溶出温度，之后矿浆依次进入五级压煮器。进行60min的溶出，最后依次经过三级料浆自蒸发器逐级减温减压，最后进入第IV级料浆自蒸发器，经由赤泥洗涤工序送来的洗液和氢氧化铝过滤来的氢氧化铝洗液稀释后由泵送至赤泥分离工序。
冷凝水泵备用1台，矿浆泵备用1台，热水泵备用1台。
主要清洗方法和流程：
本工序配有酸洗系统，用以清洗溶出套管系统。清洗套管时可以逐根管道清洗。先放空管道内的物料，然后接通酸洗流程，进行清。套管预热器每 1.5～2个月的清洗一次，每次清洗2～3个小时，酸洗后，再通过预脱硅工序的隔膜泵，使用赤泥洗涤工序的洗液清洗残余酸液。
本工序还配有高压清洗水泵，用于清洗相关设备和管道。定期检修各离心泵、防止叶轮损坏。管路停止送料时，放空管路内的物料。
4.1.4.8 稀释液除砂
工作任务：
来自压煮溶出工序的稀释后矿浆参杂着部分粗颗粒，大于等于150微米的颗粒约占总赤泥量的8%，本项目在赤泥沉降分离洗涤工序前增加除砂系统，避免发生沉降槽底流管道堵塞现象，以便减轻沉降槽及泥浆输送管道的工作负担。
设备描述
本工序主要设备：规格为ф1200的水力旋流器，3台（用2备1），规格为1000的单螺旋分级机，3台（用2备1）规格为ф8000*10000溢流槽，2台（用1备1），规格为ф3000*4000的洗水槽，1台。
辅助设备：溢流泵、洗水泵、污水槽及污水泵等。
流程描述
来自溶出工序的稀释后溶出浆液进入水力旋流器进行旋流分级，旋流器溢流去往赤泥沉降分离洗涤工序，底流沉砂进入两级单螺旋分级机加入洗水进行洗砂，洗砂水进入赤泥分离洗涤流程，以回收碱。洗涤后的砂泥用汽车送往赤泥堆场。
设备描述
根据物料流量计算本工序在线运行2台水力旋流器、1台单螺旋分级机用于一级分级，1台单螺旋分级机用于二级分级即可满足生产需要。由于除砂过程是高结疤工序，本工序主要设备设置了备用设备。其中包括1台水力旋流器、1台螺旋分级机、1台碱液槽。本工序所有搅拌槽均配置2台，正常情况下可全部在线使用，在需要清理检修的情况下，短时间使用1台也可满足生产需要；本工序的溢流泵、洗水泵均设有1台用为备用。
4.1.4.9 赤泥分离洗涤
工序任务
分离是将溶出浆液中的铝酸钠溶液与溶出后的残渣——赤泥进行分离。分离出的含浮游物较少的溶液再经过滤净化处理，成为可供铝酸钠种子分解的精液。
分离出的赤泥，经洗涤回收赤泥附液中的Na
2O和Al
2
O
3
,赤泥附碱达到排放要求
后排放到赤泥堆场。
设备描述
本工序主要设备：设置9台ф20000*14000高效深锥沉降槽，其中2台为分离沉降槽，1台分离洗涤备槽，6台为洗涤沉降槽。2台ф8000*10000的热水槽（用1备1），用来储存洗水，热水槽自带无声加热器，通过蒸汽直接将洗水加热到98℃。
辅助设备：溢流泵、底流泵、热水泵、高压水泵、洗砂泵、清洗水泵、污水槽及污水泵等。
流程描述
本工序采用一次沉降分离、六次逆流沉降洗涤的工艺流程，全部采用高效深锥
沉降槽。
从压煮溶出工序来的稀释后矿浆根据生产需要经过稀释液除砂工序或不经稀释液除砂工序直接进入分离沉降槽进行分离，分离后底流进入一次洗涤沉降槽，洗水从未次洗涤沉降槽加入，一次洗涤沉降槽底流料浆与三次洗涤沉降槽中溢流混合后，进入二次洗涤沉降槽，依次类推，形成六次逆向洗涤。其中二次洗液根据生产需要可去侧流苛化工序苛化或不经侧流苛化直接进入本工序一次洗涤沉降槽。铝酸钠溶液精滤工序来的滤饼浆液进入本工序一次洗涤沉降槽。本工序分离沉降槽溢流（浮游物≤150mg/L）去往铝酸钠溶液精滤工序，一次洗涤沉降槽溢流去压煮溶出工序稀释溶出后矿浆。末次洗涤沉降槽底流经串级泵排至赤泥堆场末次洗涤底流液固比约1.15，系统设置当液固比小于是此值时自动加入稀释水稀释赤泥浆液，当液因比回到正常值时自动停止加入稀释水。
在沉降洗涤过程中，各沉降槽加入絮凝剂，以加速赤泥的沉降。
设备描述
本工序设有分离洗涤公备沉降槽1台，该设备设有两个不同的进料口，分别用于分离与洗涤使用，能够解决分离与洗涤进料量不同对赤泥沉降性能造成影响的问题。本工序所有底流泵和溢流泵均有备用泵。
4.1.4.10 絮凝剂制备
工序任务
本工序是为赤泥分离洗涤分离洗涤工序服务的，添加絮凝剂是目前氧化铝生产中普遍采用的且有效的加速赤泥沉降的方法。在絮凝剂作用下，赤泥浆液中处于分散状态的细小赤泥颗粒互相联合成团，粒度增大，因而使沉降速度有效地提高。选用良好的絮凝剂，可以减少粗液中的浮游物含量，加速赤泥的沉降，并且能够提高底流赤泥的固含量，减少附碱的损失。
设备描述
本工序设置了一套絮凝剂制备系统，该套系统包括一套粉状絮凝剂自动制备装置；一套液态絮凝剂自动制备装置；投加计量泵组一组（包括11台投加计量泵）；一套碱水制备装置；一套二次稀释装置。
本工序辅助设备：叉车、污水槽与污水泵等。
流程描述
最初外购的絮凝剂分为袋装粉状絮凝剂（纯絮凝剂含量约98%）和桶装液态絮凝剂（纯絮凝剂含量约35%）两种，粉状絮凝剂通过粉状絮凝剂自动制备装置与
碱水制备装置提供的碱水制备到合适的浓度后，通过投加泵组输送至需要添加粉状絮凝剂的沉降槽进料口，絮凝剂在进入进料口前要通过二次稀释装置与进入该槽的洗液进行二次稀释，稀释到最佳浓度后进入沉降槽加速赤泥沉降。
设备描述
本工序投加计量泵组包括11台投加泵，9台工作，2台备用。该投加泵组安装有9套电磁流量计及相互切换球阀，便于投加泵的自由切换。
4.1.4.11 赤泥洗液苛化排盐
工作任务
本工序的主要目的是通过在洗液中添加石灰乳（Ca(OH)
2）,将洗液中的Na
2
CO
3
转化为NaOH,同时析出CaCO
3并排出，从而降低生产系统中的Na
2
CO
3
含量。
设备描述
本工序配有3台ф6*8m的苛性化排盐槽，保证2h的苛化反应时间。
流程描述
由赤泥分离洗涤工序来的二次洗涤的洗液进入苛性槽首槽，同时在苛化槽首槽
中加入石灰乳，并加以均匀搅拌，使洗液中Na
2CO
3
与Ca(OH)
2
产生苛化反应，在
首槽中的反应液通过提料管自流至下一台苛化槽继续反应，使洗液中Na
2CO
3
充分
与Ca(OH)
2反应。反应过程中生成的CaCO
3
随苛化液送回至赤泥分离洗涤工序的一
次洗涤槽。在苛化反应期间，为了使苛化反应有较高的反应速率并保证赤泥分离洗涤洗液的温度，通过蒸汽调节，保证各苛化槽浊度保持在95～98℃之间。
设备描述
在本工序中的3台苛化槽相互之间互为备用。在使用过程中需要检修某苛化槽时，通过切换二次洗液、石灰乳管道的阀门，可使二次洗液、石灰乳从#1槽到#2槽进入苛化流程；通过切换过料管上的阀门可使苛化液进入#2槽或#3槽；通过切换#2槽或#3槽槽底的出料阀，可使苛化液从#2槽或#3槽出料。
4.1.4.12 铝酸钠溶液精滤
工序任务
铝酸钠溶液精滤是为了进一步过滤去除赤泥分离沉降槽溢流中的浮游物，使过滤后得到的精液因含控制在8mg/L以下，以满足后续分解工段对精液浮游含量的要求。
设备描述
本工段主要设备有过滤面积为300m2立式叶滤机4台用3台备用1台，ф
浅析氧化铝生产过程自动化的现状与发展趋势
科技动态与观察 14 河南科技2010.5下 浅析氧化铝生产过程自动化的现状与发展趋势 神火集团河南香江佛光实业有限公司(铝业) 井社民 摘要:本文介绍了我国氧化铝生产过程自动化的现状,分析了自动控制技术与自动控制设备的的应用发展趋 势,提出用先进的控制技术和控制设备对旧的氧化铝生产过程检洲和过程控制系统进行改造和完善,运用计算机及网络技术和ERP 理念改造原有的生产管理模式,建设构成ERP/M ES/PCS 三个层次的氧化铝企业信息系统,实现氧化铝企业的管控一体化,实现氧化铝生产过程的优化控制,最终达到优化运行和优化管理的目的,同时指出在实施氧化铝生产过程自动化的过程中应注意的几个问题。 关键词:氧化铝自动化自动控制生产管理ER P M ES PCS 信息系统 一、现状分析 国内氧化铝生产企业过程控制应用起步较晚,直至80年代自动检测和自动控制设备才开始在我国氧化铝生产中逐渐采用。特别是烧结法工序许多都具有高温、高压、易结巴、易磨损、易堵塞等环境,部分工序具有多变量、强藕合、强非线性、难检测的特点,测控仪表水平亟待提高。应逐步采用先进的检测、分析设备和控制管理系统,采用生产目标的过程优化设定技术、智能建模技术、故障诊断与预备技术、生产过程信息集成技术等,达到优化生产控制管理。 目前在氧化铝生产过程中以DCS 为代表的工业控制计算机的应用基本上集中在拜尔法生产部分的高压溶出、蒸发、分解和氢氧化铝焙烧等工序,实现了车间/工序级的自动控制,代表了氧化铝生产自动化的最高水平。在烧结法生产部分和其他工序中,由于无法直接借鉴发达国家氧化铝生产过程控制的先进技术,加上工艺复杂、流程长、结疤严重,常规的测控技术和设备难适用等因素,目前从过程检测到自动控制的整体水平仍很低,影响了拜尔法流程和烧结法流程之间的协调与生产组织,进而影响了全流程的生产产能和综合经济技术指标的全面提高,也遏制了已有的DCS 系统进一步发挥作用。与之相比,国外氧化铝生产过程自动化一般都起点高、投人大,加上工艺流程相对简单,工艺装备与自动化水平较高,生产各个环节、各道工序基本上都实现了自动控制,有的工厂还建立了全厂的计算机网络,实现了生产过程的优化控制,优化运行和优化管理,实现了管控一体化。近年来,随着计算机网络技术的迅猛发展,国内部分氧化铝厂也加快了全厂网络设施的建设步伐,提高了生产过程的自动化水平和管理效率,取得了较好的经济效益。 二、过程检测和控制设备的应用发展趋势 (1)新型仪表提供了解决测控难题的办法。近年来,自动化仪表工业发展迅猛,出现了一些性能稳定、工作可靠的仪表设备,如超声波料位计、雷达料位计、射频导纳料位计、质量流量计、涡街流量计、超声波流量计、光纤比色温度计、核子秤等,从而使多年来一直困扰氧化铝生产过程检测的料位测量、流量测量等难题开始得到改善。在控制手段方面,出现了凸轮挠曲调节阀、变频调速控制器等技术,为解决控制问题提供了新的手段。这些新型测控设备已在我国氧化铝生产中得到了应用,并取得了良好效果,为进一步扩大其使用范围,使我国的氧化铝生产过程检测和过程控制步入一个崭新的时代奠定了良好的基础。微电子技术的发展,使各种体积小、功能强、速度快的微处理器不断涌现,使自控装置向智能化方向发展,在原功能基础上增加了数学运算、逻辑判断、信息存贮及通信等功能, 与常规仪表相比,智能控制装置具有测量精度高,自动 校准,自动修正误差,自动诊断,允许灵活地改变功能,可以通过数字通讯构成复杂系统实现高级控制等优点,已成为当前的发展趋势。智能仪表,将在我国氧化铝工业中逐步替代常规仪表。 (2)DCS (分散拉制系统)将进一步广泛应用。DCS 已在我国的氧化铝工业得到成功应用,由于受测控方面问题的限制,其应用范围受到很大限制。随着测控问题的解决,这一现象将得到扭转。自ISO /OSI 提出网络互联的层次思想以来,开放的思想已引入DCS 中,开放已成为DCS 的一个最基本的要求,不是开放的产品己没有出路。开放,就是要求不同厂家的产品具有互联性,互操作性,互换性,可替代性,可扩充性和可移植性。开放的DCS 在网络结构上采用三层网络结构,在软件上趋向采用WIN DOWN 为平台,在数据库管理方面采用分式数据库。开放的DCS 将是我们今后选择的主导产品,并将利用更新改造,系统升级等手段,逐步淘汰原有的传统DCS 。 (3)现场总线技术。现场总线一出现就引起人们极大的关注,由于现场总线具有的数字化和网络化特点及开放性,现场总线在近年来得到了迅速发展,对自控领域产生深远影响。但人们对它是又爱又恨:现场总线是微电子、控制、计算机、仪表、网络技术发展的成果,以现场总线为核心的现场总线控制系统(FCS)必将取代传统的DCS,成为新一代控制系统的体系结构,以世界著名DCS 生产厂为代表的生产商为占领更多市场份额,坚持不放弃各自的标准与技术,导致现场总线产品种类繁多,技术特点各不相同(尽管经IEC 的努力,国际标准总数仍达12个之多),让用户和广大的现场总线产品制造商在相关技术和产品的选择上感到无所适从,在一定程度上妨碍了现场总线的发展。但是不管IEC 现场总线的标准最终能否统一,不管现场总线控制系统能在多大程度上取代DCS,随着现场总线技术的成熟及现场总线标准的日趋完善,它都是21世纪的自动控制系统,必将对我国氧化铝工业仪表和控制系统的应用产生深远影响,我们应给予密切关注人工神经网络等。目前已开发、应用于氧化铝生产过程中的软测量技术有熟料窑温度测量、蒸发溶液苛性碱浓度分析、高压溶出浆液RP(氧化铝与苛性碱浓度的比值)测量、拜尔法一次洗液的苛性碱浓度测量及一次洗液的y 值测量等,并将在解决磨机负荷测量、种子分解溶液粒度分析等环节得到推广应用。 三、软测f 技术 氧化铝生产工艺复杂,生产介质腐蚀性强,高温高压,易结疤难清理,且化学成分复杂、多变,用于表明产品质量指标和物化机理的很多参数常常又难以直接在
氧化铝生产工艺流程
氧化铝生产工艺流程及在线设备描述 我厂氧化铝生产工艺流程采用拜耳法工艺。其用的矿石、石灰用汽车运入卸矿站，通过板式输送机，胶带输送机及卸料车进入矿仓和石灰仓。磨头仓底部出料设有电子皮带计量装置。按规定的配料比与经过计量的循环母液加入磨机。磨矿过程采用一段球磨与水力旋流器分级闭路的一段磨矿流程，磨制合格的原矿浆送往原矿浆槽，再用泵送至溶出工序的矿浆槽。 矿浆槽内矿浆送入溶出系统，管道化溶出采用Φ159Φ×8/2 ∣Φ480×10×1150000管道化溶出器，三套管四层间接加热连续溶出设备（Φ159管走料，Φ480管供汽），通过四段预热和三段加热，使物料出口温度达145℃，送入保温罐保温一小时以上，经过三级闪蒸和稀释，完成溶出过程。 稀释矿浆在Φ16M高效沉降槽内进行液固分离，底流进入洗涤沉降槽，进行5～6次赤泥反向洗涤，末次洗涤沉降槽底流经泵送往赤泥堆场进行堆存。 将合成絮凝剂制备成合格的溶液，按添加量加入赤泥分离沉降槽，将制备好的合成絮凝剂按添加量加入赤泥洗涤沉降槽，以强化赤泥沉降、分离和洗涤效果。 分离沉降槽溢流用泵送入粗液槽，再送226m2立式叶滤机进行控制过滤，过滤时加入助滤剂（石灰乳或苛化渣），滤饼送二次洗涤槽，精液送板式热交换器。 精液经板式热交换器与分解母液和冷却水进行热交换，冷却至设定温度后，再与种子过滤滤饼（晶种）混合，然后用晶种泵送至种分分解槽首槽（1#或2#槽），经连续种分分解后，从11#槽（或12#槽）顶用立式泵抽取分解浆液进行旋流分级。分级溢流进13#（或12#）分解槽，底流再用部分分解母液稀释后自压或用泵至产品过滤机，分解11#槽的分解浆液，从槽上部出料自流或下部用泵至120m2种子过滤机，滤饼用精液冲入晶种槽，滤液入锥形母液槽。 AH浆液经泵送入80 m2平盘过滤机，进行成品过滤、洗涤、氢氧化铝滤饼经皮带送至氢氧化铝储仓或直接送至焙烧炉前小仓。母液送种子过滤机的锥形母槽。氢氧化铝洗液（白泥洗液）送溶出稀释槽。锥形母液槽的溢流进母液槽，底流送立盘过滤机过滤，滤液进母液槽，滤饼混合后作种分种子。母液槽内母液部分送氢氧化铝旋流分级底流作稀释液，其余经板式热交换器与精液进行热交换提温送至蒸发原液槽。 蒸发原液除少部分不经蒸发直接送母液调配槽外，大部分送六效管式降膜蒸发器内进行浓缩，经三次闪蒸后的蒸发母液送调配槽。在流程中Na2CO3高于规定指标时，需排盐，此时，蒸发二级闪蒸出部分母液送强制循环蒸发器内进行结晶蒸发，并加入部分盐晶种，作为蒸发结晶的诱导结晶，然后在析盐沉降槽进行分离，底流用排盐过滤机进行过滤分离，滤饼用热水溶解后，送入苛化槽内，添加石灰乳进行苛化，苛化渣送赤泥洗涤系统。排盐过滤机滤液和盐分离沉降槽溢流进强碱液槽，其一部分送入蒸发出料第三次闪蒸槽与蒸发母液混合，还有一部分送各化学清洗用点和种分槽化学清洗槽。新蒸汽含碱冷凝水和二次蒸汽冷凝水用作氢氧化铝洗水或送沉降热水站。生产补碱用NaOH浓度大于30%的液体苛性碱，循环母液储槽区域设有补碱设施。 焙烧炉前小仓料位与仓下皮带计量给料机连锁，控制焙烧炉进料量。含水6～8%的氢氧化铝经皮带、螺旋喂料机送入文丘里干燥器内，干燥后的氢氧化铝被汽流带入一级旋风预热器中，一级旋风出来的氢氧化铝进入第二级旋风预热器，并与从热分离器来的温度约1000℃的烟气混合后进行热交换，氢氧化铝的温度达320～360℃，结晶水基本脱除，预焙烧过的氧化铝在第二级旋风预热器与烟气分离卸入焙烧炉的锥体内，焙烧炉所用的燃烧空气经预热至600～800℃从焙烧炉底部进入，燃料、预焙烧的氧化铝及热空气在炉底充分混合并燃烧，氧化铝的焙烧在炉内约1.4秒钟时间完成。
氧化铝技术经济指标释义及计算
氧化铝技术经济指标释义及计算 一、氧化铝产量（单位：t） 氧化铝产量分为狭义和广义两种。狭义的氧化铝产量是指氢氧化铝经过焙烧后得到的氧化铝，也称作冶金级氧化铝或焙烧氧化铝，是电解铝生产的原料；广义的氧化铝产量是指冶金级氧化铝、商品普通氢氧化铝折合量及其他产品折氧化铝的合计，习惯上称作成品氧化铝总量，多用于计算生产能力，下达产量计划和检查计划完成情况。 反映氧化铝产品产量的指标根据不同的统计方法可有：冶金级氧化铝量、商品氢氧化铝折合量、其它产品折氧化铝量以及计算生产水平的实际产量。 1、冶金级氧化铝量 冶金级氧化铝量是指氢氧化铝经过焙烧后得到的氧化铝，是电解铝生产的原料。 2、商品普通氢氧化铝折合量 商品普通氢氧化铝是指作为商品出售的氢氧化铝（不包括用于焙烧成氧化铝的氢氧化铝）。当计算成品氧化铝总量时，需要将商品普通氢氧化铝折算成冶金级氧化铝，采用实际过磅数，以干基计算，折合系数是0.647。其水分应以包装地点取样分析数为准。商品普通氢氧化铝折氧化铝计算公式为： 商品普通氢氧化铝折氧化铝（t）=商品氢氧化铝量（干基）×0.647 3、其它产品折氧化铝量 其它产品折氧化铝量是指除商品普通氢氧化铝以外的分解料浆及
商品精液等产品折冶金级氧化铝量。 （1）分解料浆是指从氧化铝生产流程的分解槽中取出部分做为商品出售的分解料浆量，其折算为冶金级氧化铝的计算公式为：分解浆液折氧化铝（t）＝分解料浆体积（m3）×分解料浆固含（kg/m3）×0.647/1000+分解料浆液相氧化铝含量（t）（2）商品精液是指从氧化铝生产流程的精液中取出部分做为商品出售的精液量，其折算为冶金级氧化铝的计算公式为：精液折氧化铝（t）＝商品精液体积（m3）×精液中氧化铝浓度（kg/m3）×0.9/1000 式中：0.9为精液折氧化铝回收率。 4、计算氧化铝生产水平的实际产量 由于氧化铝生产周期长，期末、期初在产品、半成品量波动大，为了准确反映实际生产水平，生产上通常采用实际产量这一概念，核算实际生产消耗等指标。 实产氧化铝量（t）＝冶金级氧化铝量（t）＋商品普通氢氧化铝折合量（t）＋其它产品折氧化铝量（t）±分解槽氢氧化铝固、液相含量增减折冶金级氧化铝量±氢氧化铝仓增减量折冶金级氧化铝量（t） 式中：“＋” 为增加，“－” 为减少。 5、氢氧化铝产量 氢氧化铝产量，它是反映报告期氧化铝生产实际水平的一项重要产量指标。①氢氧化铝产量（t）＝精液流量（m3）×精液氧化铝浓
氧化铝生产流程
氧化铝生产流程 中州铝厂：烧结法生产线（第一氧化铝厂） 第一氧化铝厂控制系统有AB公司、ROCKWELL公司、Honeywell公司；企业与院校协作逐步优化氧化铝各工序操作控制，如料浆制备、沉降分离洗涤系统等。 一车间：包括：铝土矿破碎、堆料、取料、输送：目前没有控制系统。 二车间：生料磨制、料浆调配：正在上一套控制系统，采用美国AB公司的control logic 5000系统，包括6台原料磨及各倒料泵、调配槽，每两台磨为一套控制器，倒料泵及调配槽为一套控制器，四套控制器连成网。目前安装已经完成，还没有投入使用。 三车间：熟料烧成、煤粉制备、熟料中碎、电收尘、风机螺旋：每台大窑上一套独立的控制器，有control logic 5000系列，也有slc 500系列，包括大窑参数的显示、设备的启停，不包括煤磨系统，不包括饲料泵及电收尘的控制，包括部分饲料参数的显示。5、6#煤磨合上一套slc 500系统，对煤磨有关设备进行控制。1—4#煤磨仍然是常规仪表控制。 四车间：熟料溶出、赤泥分离、赤泥洗涤：6台溶出磨上了三套control logic 5000控制系统，分离和洗涤仍然是常规仪表控制。 五车间：粗液喂料泵、脱硅、叶滤硅渣及**：其中5组6组脱硅分别上了一套control logic 5000控制系统，1-4组脱硅为常规仪表控制，叶滤上了一套control logic 5000控制系统。六车间：碳酸化分解、种子分解、氢铝过滤、母液蒸发：碳分上了一套slc 500控制系统，种分上了一套control logic 5000控制系统，5组6组蒸发分别上了一套TPS系统，1-4组蒸发为常规仪表控制。 七车间：平盘过滤、焙烧：三台焙烧及三台平盘上了三套TPS系统。 空压车间：石灰炉、二氧化碳站、高压站、低压站：5台石灰炉上了5套控制系统，有control logic 5000系统，也有slc 500系统。 中州铝厂：30万吨选矿拜耳法生产线（第二氧化铝厂） 选矿拜尔法流程国内首创，2004年初成功投产。在磨浮、高压溶出、赤泥分离洗涤、种分、蒸发工序上了5套TPS系统，另外选矿车间上了一套ABB公司control logic 5000系统，矿浆调配上了一套Honeywell 公司HC900控制系统。目前正在做这些系统的联网工作。 供矿：浮选矿法，中州铝厂生产药剂。14套视屏装置监视皮带、圆锥矿碎机。控制系统为ABB公司controllogic5000。 原料制备：24套视屏装置监视4台格子磨等，2套模糊控制东大设计院开发（软件复杂），2套模糊控制计控室开发，设计的磨机负荷及矿浆密度参与控制，因引进芬兰的矿浆粒度分析仪不好用（易堵取样管），所以没实现完全模糊控制，计控室以后将改进并进一步优化控制。单管溶出：4个预脱硅槽、2个预脱硅加热槽、3台隔膜泵、9个溶出器、10个自蒸发器、13个加热器。蒸汽从1、2级溶出器底部进入加热，3到9级溶出器利用余热加热，溶出器无搅拌机，溶出器内基本无结巴。13级碱液加热，后3级有结巴。检测控制少。调节阀用上海梁光厂（定位器为韩国YTC），蒸汽用气动调节阀，其他用电动调节阀，电动调节阀有
氧化铝的制备方法
氧化铝的制备方法 1氧化铝的制备 硝酸铝分析纯天津市大茂化学试剂厂 异丙醇铝分析纯天津市大茂化学试剂厂 尿素分析纯天津市大茂化学试剂厂 硝酸分析纯广州化学试剂厂 1.1氨水沉淀法 氨水（2mol/L）用量筒量取150ml65%氨水注入1000ml的容量瓶，用去离子水标定至刻度。 硝酸（1：1）用量筒量取浓硝酸100ml注入200ml容量瓶中，用去离子水标定至刻度。 利用酸法即Al(NO3)3与氨水反应来制取拟薄水铝石。以防止引入其他金属离子，而且可以通过加热的方法去除溶液中的NH4+和NO3-离子。 实验步骤： 1）称取18.75 g（约0.05 mol）的硝酸铝溶于50ml去离子水中，加热搅拌使其溶解成透明Al(NO3)3溶液。 2）室温下用2mol/L的氨水进行滴定同时进行剧烈搅拌，直至pH值8.5后停止滴定并放慢脚板速度。 3）在室温条件下（搅拌）老化2小时。 滴定前，Al(NO3)3溶液的pH值1.8左右。滴定过程中，在pH值4.5时溶液黏度突然增大，并产生大量Al(OH)3半透明沉淀，继续滴定胶体黏度下降。pH值由1.8升至4.5共消耗氨水（2mol/L）约36毫升，由4.5至8.5消耗氨水约9毫升。 1.2均匀沉淀法 本步骤的目的是将溶液中的Al(OH)3微粒以沉淀的形式分离出来。碱性沉淀剂的直接加入难免会造成溶液中局部沉淀剂瞬时过量的现象，致使生成的沉淀粒子形态和尺寸均有较大区别，从而影响焙烧后氧化铝载体的性状。不同于其他沉淀剂的添加，尿素均相沉淀法通过尿素在加热过程中均匀缓慢的释放氨水从整体上提高pH值，克服了液相直接接触造成的瞬时局部过量的不足，从而获得尺寸均匀、分散性好的Al(OH)3沉淀。 实验步骤： 1）称取25 g（约理论用量4倍）的尿素溶于25ml去离子水中，将尿素溶液注入上一步生成的胶体溶液。 2）开始通过水浴加热，并不停搅拌，于90℃恒温加热2小时。加热在开始的一段时间内，pH值始终在1以下，升至约40~50℃左右，原本半透明的胶体逐渐变清。待到温度升至90℃时，由搅拌子中心漩涡出有气泡产生，溶液开始变混浊。pH值升至7以后，溶液基本呈乳白色，直至加热结束。 3）在室温条件下（搅拌）老化2小时。 1.3 溶胶凝胶异丙醇铝水解法 本步骤的目用溶胶凝胶法合成介孔氧化铝，比表面积大, 表面不同的电势使金属离子更容易负载, 在催化领域中具有重要的应用价值，其性能明显优于传统的氧化铝。采用硝酸和异丙醇铝来合成有序介孔氧化铝。 硝酸（0.05mol/L）用量筒量取浓硝酸0.67ml注入200ml容量瓶中，用去离子水标定
氧化铝工艺流程简介
氧化铝工艺流程简介 一、生产工艺简介 公司采用国际先进的拜耳法生产工艺，主要设备从德国、法国、荷兰、澳大利亚等国进口；生产指挥系统采用美国Rockwell公司的DCS控制系统。公司还建有庞大的生产ERP系统及信息管理系统，集生产调度、控制、信息采集、管理于一体。 二、生产工艺流程图
三、工艺流程简述 1、原料工序原料矿石堆场在建厂初期，为方便装卸矿石及避免大量杂质在倒运过程进入生产流程，堆场使用原矿石将地基提升50cm压实后用于储存铝土矿。原矿石由汽车运进厂的铝土矿经地磅站称重后和原矿堆场的铝土矿经破碎后一起倒入卸矿站，经胶带输送机送往均化堆场堆存，为避免斗轮取料机将杂质当做矿石取走，取料机斗轮离地面30cm，其间用矿石进行填充，再由胶带输送机将铝土矿送往原料磨的磨头仓。外购石灰由汽车运进厂，卸入石灰卸矿站，经胶带输送机送往石灰仓，一部分石灰通过胶带输送机送往原料磨磨头仓，另一部分石灰送往石灰消化工段。在石灰消化工段，石灰与热水一同加入化灰机中，制备的石灰乳流进石灰乳槽，石灰乳用泵送往蒸发车间苛化工序和沉降车间控制过滤工序。在原料磨工段，铝土矿、石灰及循环母液按比例加入原料磨中磨制原矿浆，原矿浆用水力漩流器进行分级，分级机溢流为合格的原矿浆，送入原矿浆槽，分级机底流返回原料磨。为应对磨机突发故障及流程稳定，矿浆槽必须保持一定液位。 2、溶出工序来自原料磨已研磨好的原矿浆首先进入溶出预脱硅槽，矿浆通过预脱硅槽的压差进行自溢流至末槽，同时为消除矿浆中的SiO2对溶出过程的影响，根据车间操作规程，矿浆在预脱硅槽首槽加热至100℃，且原矿浆在脱硅槽中停留8h以上，以达到预脱硅的目
氧化铝生产物料平衡计算样本
物料平衡计算 为了便于计算，物料平衡计算按生产1吨氧化铝为基准进行。 3.1 主要生产技术指标 1） 产品为一级品氧化铝（国标）：Al 2O 3不低于98.6%，本设计取：Al 2O 3为99% 2） 铝土矿的化学组成（%） Al 2O 3 Fe 2O 3 SiO 2 TiO 2 CO 2 灼减 其它 合计 水分 65.86 6.17 6.96 3.19 1.36 14.58 1.88 100 2.88 3） 石灰的化学组成（%） CaO T CO 2 其他 合计 83.60 6.05 10.35 100 4） 氧化铝实际溶出率：86.26%，总回收率取：84% 5） 石灰添加量占干铝土矿量的8% 6） 碱耗：58㎏ 补碱组成（g/L ） Na 2O k Na 2O c CO 2 密度：1440 ㎏/m3 438.8 7.2 5.1 7） 循环母液的组成（g/L ） Na 2O k Al 2O 3 Na 2O c CO 2 Na 2O T 密度：1.348 g/㎝3 230 118.2 20 14.2 250 k ?= 3.2 8） 铝酸钠溶液组成（g/L ） Na 2O k Al 2O 3 Na 2O c CO 2 密度：1303 kg/m 3 150 170.17 17.58 12.48 k ?=1.45 9） 沉降分离槽底流L/S =3.0，末次洗涤槽底流 L/S =1.2 10）弃赤泥液相中Na 2O 的含量（浓度）：3.693g/L 11）溶出后的赤泥的A/S=1.3， N/S=0.3 12）溶出过程浓缩率：8%
13）晶种分解中种子比为3.0，种子附水率为20%，分离后氢氧化铝浆液的L/S =1.0 14）氢氧化铝洗涤水的消耗量为0.5~1.0吨/吨-AH，氢氧化铝滤饼的含水量为7.0% 15）蒸发中，Na2CO3·H2O带走的循环母液量为30% 16）苛化时的石灰数量为化学反应计算量的125%；苛化率为90% 3.2 物料平衡计算 3.2.1 损失计算 根据原始数据，该铝土矿的铝硅比A/S＝65.86÷6.96＝9.46，故 理论溶出率η理＝ A S A- ×100%＝ 86 . 6596 .6 86 . 65- ×100%＝89.43% 实际溶出率η实＝ 矿赤 矿 ) / ( ) / ( ) / ( S A S A S A- ×100%＝ 46 .93.1 46 .9- ×100%＝86.26% 因总回收率比实际溶出率低，故本次设计的实际的总回收率取84%。 在氧化铝的产出率为84.0%的条件下，如果制取1吨含有990公斤成品氧化铝，则需要：990÷（0.84×0.6586）＝1789.51kg干铝土矿 其中应含有氧化铝：1789.51×65.86%＝1178.57kg 因而，氧化铝的总损失量：1178.57－990＝188.57kg 其中，破碎及储存时氧化铝的损失量为生产一吨氧化铝所需的总Al2O3量的0.2%。即为： 0.2%×1178.57＝2.36kg 相当与损失干铝土矿：2.36÷65.86%＝3.58kg 则进入湿磨工序的干土矿：1789.51－3.58＝1785.93kg 干石灰量为：1785.93×8%＝142.87kg 湿磨过程中Al2O3的损失与破碎时相同，即只有：0.2×1178.57kg相当于铝土矿为2.36÷65.86%＝3.58kg 则送溶出的原矿浆矿石量为：1785.93－3.58＝1782.35kg 送溶出的铝土矿中含， kg： Al2O3 ： 1782.35×0.6586＝1173.85 Fe2O3 ： 1782.35×0.0617＝109.97 SiO2 ： 1782.35×0.0696＝124.05
氧化铝的生产方法
氧化铝的生产工艺流程 氧化铝的生产工艺流程从矿石提取氧化铝有多种方法，例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，其产量约占全世界氧化铝总产量的95％左右。70年代以来，对酸法的研究已有较大进展，但尚未在工业上应用。 拜耳法 系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作；②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。 拜耳法的工艺流程见图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。直到70年代后期，拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于7～8。由于高品位三水铝石型铝土矿资源逐渐减少，如何利用其他类型的低品位铝矿资源和节能新工艺等问题，已是研究、开发的重要方向。 碱石灰烧结法 适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钠（CaO·TiO2组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3·H2O 等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6－2x)H2O 沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴
氧化铝生产计算公式
氧化铝生产计算公式 一、配料计算 1、处理一吨铝矿应配入的母液量 ()()母实Rp Rp N Rp X Rp C Rp S S M A V k -?+??+?++?=41.121η 式中：V —每吨铝土矿应配入的循环母液体积 m 3/t.矿； A —铝土矿带入的氧化铝重量 kg/t.矿； η实—氧化铝的实际溶出率； M —溶出赤泥中氧化钠和氧化硅的重量比值； S 1、S 2—分别为铝土矿和石灰所带入氧化硅量 kg/t.矿； 1.41—Na 2O 与CO 2分子量的比值； C —矿石和石灰带入的CO 2量 kg/t.矿； X —磨矿和溶出过程中苛性氧化钠的机械损失 kg/t.矿； N K —循环母液中的苛性氧化钠浓度 g/l ； Rp —配料Rp 值； Rp 母—循环母液的Rp 值。 2、处理一吨矿应配入的石灰量 Ca T W i ?=4.1 式中：W —每吨铝土矿需配入的石灰量 t/t.矿； T i —每吨铝土矿所带入的氧化钛量 t/t.矿； Ca —石灰中所含有效钙的含量。 3、每小时下矿所需配入母液量（经验公式） 母母A N t V K -??=2.622.8 式中：V —每小时所需母液量，m 3/h ； 8.2—经验常数； 62.2—矿石中氧化铝含量，%；
N K 母、A 母—循环母液中苛性碱和氧化铝浓度，g/l ； t —小时下矿量，t 。 平果铝用经验公式： V=[〔A 矿+灰－S 矿+灰×(A/S)赤〕/R P 溶＋S 矿+灰×（N/S ）赤＋CO 2矿+灰×R ×62/44]/N k (1－R P 循/R P 溶)（m 3/t ） V —每吨铝土矿应配入的循环母液体积m 3/t; A 矿+灰—铝土矿及石灰带入的AL 2O 3重量㎏; S 矿+灰—铝土矿及石赤带入的S i O 2重量㎏； CO 2矿+灰—铝土矿及石灰带入CO 2重量㎏； R P 溶—溶出矿浆R P ； R P 循—循环母液R p ; R —石灰分解率； 62/44—N a2与CO 2分子比。 二、溶出率的计算 1、理论溶出率 %100?-=A S A 理η 式中：η理—理论溶出率，%； A —铝土矿中Al 2O 3的含量，%； S —铝土矿中SiO 2的含量，%。 2、实际溶出率 ①以硅为标准计算： ()()()%100///?-=矿泥矿实S A S A S A η ②以铁为标准计算： ()()()%100///?-=矿泥矿实F A F A F A η 3、相对溶出率
氧化铝生产工艺
氧化铝生产工艺 在氧化铝生产行业，氧化铝的生产方法大约分四类：碱法、酸法、酸碱联合法、和热法，但目前用于工业生产的基本全部属于碱法。 用碱法生产氧化铝，是用碱（NaOH或Na2CO3）来处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合物，将不溶解的残渣（由于含氧化铁而成红色，故称赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或综合利用，已回收利用其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，经与母液分离、洗涤后焙烧，得到氧化铝产品。 用碱法生产氧化铝又可分为：①拜尔法②烧结法③联合法，因我国的铝土矿资源的特殊性，主要为一水硬铝石，因此在早期建厂的生产氧化铝的方法均采用烧结法、混联法，后期建厂和扩建工程多采用拜尔法较多，拜尔法具有工艺流程简单，投入成本少，产品质量好等特点。 具体情况如下： 中国铝业山东分公司：1954年建厂，采用烧结法，后经四次扩建，主要采用拜尔法，2006年的总产量已达128万吨 中国铝业河南分公司：1965年建厂投产，主要采用混联法，1999年完成4次扩建，年产达80万吨，2005年新建年产70万吨的拜尔法生产线，2006年的年生产量已达到232万吨。 中国铝业贵州分公司：1978年完成一期拜尔法生产线，年产15万吨，后经扩建，采用混联法，2006年已达到年产120万吨。 中国铝业山西分公司：1987年一期烧结法投产，后经扩建，1992年完成二期混联法，年产达70万吨，2005年投产的拜尔法80万吨项目，到2006年已经达到年产219万吨目标。 中国铝业中州分公司：1992年一期投产烧结法，后经两次扩建选矿拜尔法生产线，2006年年产量达172万吨。 中国铝业广西分公司：1995年拜尔法投产使用，2006年总产量达94万吨。 中国铝业集团还有重庆、遵义准备建造氧化铝厂。 除中国铝业公司外，现已建或拟建的氧化铝项目29个，山东荏平氧化铝、山东魏桥氧化铝氧化铝、山西鲁能晋北氧化铝、山东龙口东海氧化铝、山东信发（100万吨）、河南开曼铝、东方希望铝业（三门峡）有限公司、广西华银（160万吨）、阳煤集团（120万吨）等众多氧化铝企业。据专家估计，2006年我国的氧化铝产量将年增29-33%，达到1200-1300万吨。
氧化铝冶炼工艺流程简介
氧化铝的主要冶炼工艺介绍 氧化铝的冶炼工艺大致可以分为烧结法、拜耳法和烧结-拜耳联合法等。 一、烧结法 1.1烧结法的基本原理 将铝土矿与一定数量的纯碱、石灰（或者石灰石）、配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时固体铝酸钠便进入溶液，铁酸钠水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。在用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝，经过焙烧后产出氧化铝。分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液经过蒸发后返回配料。 1.2烧结法工艺过程简述 烧结法生产氧化铝有生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离以及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝的分离以及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。 生料浆制备：将铝土矿、石灰（或石灰石）、碱粉、无烟煤以及碳分母液按一定的比例，送入原料磨中磨制成生料浆，经过料浆槽的三次调配成各项指标合格的生料浆，送熟料窑烧结。 熟料烧结：配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200℃-1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化，主要生产使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。熟料窑烧结过程通常在熟料窑（回转窑）内进行，氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝和纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，并且烧至部分熔融，冷却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。 熟料溶出：熟料经过破碎达到要求的粒度后，用稀碱溶液（生产上称调整液），在湿磨内进行粉碎性溶出，有用成分氧化铝和氧化钠进入溶液，成为铝酸钠溶液，而杂质铁和硅则进入赤泥。 赤泥分离和洗涤：为了减少溶出过程中的化学损失，赤泥和铝酸钠溶液必须快速分离，为了回收赤泥附液中所带走的有用成分氧化铝和氧化钠，将赤泥进行多次反向洗涤再排入堆场。
氧化铝陶瓷制作工艺
氧化铝陶瓷介绍 来自:中国特种陶瓷网发布时间:2005-8-3 11:51:15 氧化铝陶瓷制作工艺简介 氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Ａｌ２Ｏ３含量在９９．９％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达１６５０—１９９０℃，透射波长为１～６μｍ，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Ａｌ２Ｏ３含量不同分为９９瓷、９５瓷、９０瓷、８５瓷等品种，有时Ａｌ２Ｏ３含量在８０％或７５％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中９９氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；９５氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；８５瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。其制作工艺如下： 一粉体制备： 郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年，因为专注所以专业，联系QQ2596686490，电话156390七七八八一。 将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在１μｍ?微米?以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在９９．９９％外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，?一般为重量比在１０—３０％的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在１５０—２００℃温度下均匀混合，以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加１～２％的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂ＰＶＡ。 欲干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Ａｌ２Ｏ３喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小于３０℃。颗粒级配比理想等条件，以获得较大素坯密度。 二成型方法： 氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。摘其常用成型介绍： １干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过１ｍｍ，长
氧化铝生产工艺流程图
氧化铝生产工艺流程图 流程仿真技术原理 根据工艺过程所涉及到的基础物性数据，引用或创建特定的物性包，建立生产过程中的单元设备的数学模型和单元设备之间的模型，从而完成完整描述实际生产过程系统的数学模型[6，7]。通过一定的数学方法对过程中所涉及到的模型进行联列求解。通过装置的稳态和动态模型，进行不同方案和工艺条件的分析，为新工艺的规划、研究开发和技术可靠性进行分析，为生产实际提供优化操作指导。在动态模拟中，还可以通过不同控制策 略的比较，对生产过程进行优化控制[5]。 生产过程的数学模型通常为一大型非线性代数方程组，过程模拟实质就是通过求解该非线性方程组来预测在一定工艺条件下生产过程的性能。常用 的求解方法主要有序贯模块法、联立方程法和联立模块法[3]。 氧化铝生产工艺 氧化铝的生产方法有酸法、碱法和热法。目前氧化铝工业生产实际应用的是碱法。碱法又包括拜耳法、烧结法及各种形式的联合法。因拜耳法生产成本低，经济效益好，流程相对简单，应用最广，所以主要介绍一下拜耳法的生产工艺。 所谓拜耳法是因为它是由K.J.bayer在1889－1892年提出而得名的。拜耳法主要包括两个主要过程，一是Na2O与Al2O3摩尔比为1.8的铝酸钠在常温下，只要添加氢氧化铝作为晶种，不断搅拌，溶液种的Al2O3就可以呈氢氧化铝析出，直到其中Na2O：Al2O3的摩尔比提高到6为止，此即为铝酸钠溶液的晶种分解过程。另一过程是已经析出了大部分氢氧化铝的溶液。在加热时，又可以溶出铝土矿中的氧化铝水合物。此即利用种分母液溶出铝土矿的过程。交替使用这两个过程处理铝土矿，得到氢氧化铝产品，构成所谓拜耳法循环[8]。拜耳法的生产工艺流程图如图1 所示。
拜耳法生产氧化铝工艺设计计算
拜耳法生产氧化铝工艺设计计算 1 目的与要求 通过工艺设计计算，对氧化铝生产工艺工艺流程有更深入全面的了解，培养和训练学生具备解决复杂的工艺问题、管理氧化铝生产、进行物料平衡计算的能力。 在进行冶金计算之前，必须收集有关现场数据，以便于具体计算。为了计算的方便，下面的物料平衡计算按生产1吨氧化铝为基准进行。 2 主要生产技术指标的选择 1）产品为一级氧化铝（国标）：32O Al 含量 不低于006.98。本设计取为0099。 2）铝土矿的化学组成（00 ） 表1 铝土矿成分表 成分 32O Al 32O Fe 2SiO 2TiO O H 22CO 其他 合计 附着水 67.40 11.08 5.45 4.20 10.77 0.52 0.58 100 0.9 3）石灰的化学组成（00 ） 表2 石灰石的成分表 成分 CaO 32O Al 2SiO 2CO 其他 合计 87.56 3.8 3.27 5.19 0.18 100 4）氧化铝实际溶出率：0009.89，总回收率：0087。 5）石灰添加量占干铝土矿量的008。 6）碱耗：32/53O Al t kg 补碱组成 表3 补碱成分表 成分 k O Na 2 c O Na 2 2CO L g / 438.8 7.2 5.1
密度=14403/m kg 7）循环母液的组成 表4 循环母液的成分 成分 k O Na 2 32O Al c O Na 2 2CO T O Na 2 L g / 240 135.13 20 14.19 260 密度=13583/m kg 3=K α 8）稀释后的铝酸钠溶液组成 表 5 铝酸钠溶液成分 成分 k O Na 2 32O Al c O Na 2 2CO L g / 160 181.52 11.04 7.83 密度=13153 /cm g 48.1=K α 9）沉降分离底流0.3=S L ，末次洗涤槽底流0.1=S L 。 10）弃赤泥液相中O Na 2的含量（浓度）：L g 25.2。 11）溶出后赤泥的35.1=S A ， 3.0=S N 。 12） 溶出过程浓缩率：008。 13）晶种分解中种子比为3.0，种子附水率为000.18，分离后氢氧化铝浆液的0.1=S L 。 14）氢氧化铝洗涤水的消耗量为3)(0.1OH Al t t -，氢氧化铝滤饼的含水量为0010。 15）蒸发中，O H CO Na 232?带走的循环母液为湿沉淀质量的0050。 16）苛化时的石灰数量为化学反应计算量的00125，苛化率为0090。 17）苛化时碳酸钠-石灰浆夜得液相中含00210T O Na ，弃石灰渣中含水量0025。 3 物料平衡计算
烧结法生产氧化铝
第二篇烧结法生产氧化铝 第一章原料制备 教学内容 1、原料制备在烧结法生产中的重要作用。 2、矿石的破碎。 3、烧结法配料及配料计算。 4、磨矿。 5、石灰的煅烧。 6、煤粉制备。 教学要求 1、理解原料制备在烧结法生产中的重要作用。 2、掌握矿石的破碎的方法、设备构造和工作原理。 3、掌握烧结法配料及配料计算。 4、了解烧结法磨矿过程、设备。 5、了解石灰煅烧反应、生产过程和石灰炉的构造。 6、了解煤粉制备及要求。 重点与难点 重点 1、烧结法配料及配料计算。 2、磨矿过程、设备构造和工作原理 难点 1、烧结法配料及配料计算 2、破碎机、原料磨、石灰炉、煤粉磨的构造和工作原理。 教学时数：8学时 第一节概述 一、什么叫碱石灰烧结法生产氧化铝？ 碱石灰烧结法就是把铝土矿、补充的碱粉、石灰（小石渣）、循环碱液（即碳分蒸发母液）和拜尔法赤泥按比例配料并磨制成合格的生料浆，喷入熟料窑中在高温下烧结成熟料，熟料和调整液在湿磨中粉碎溶出，溶出液经赤泥分离得到粗液，粗液经脱硅、叶滤后得铝酸钠精液送入碳酸化分解，析出氢氧化铝经焙烧得到产品氧化铝。赤泥经6-8次反向洗涤送赤泥堆场，赤泥洗液配调整液。碳分母液经蒸发返回循环碱液槽。 山东铝业公司开采和购进的国内铝土矿，其中的氧化铝的矿物组成大多为一水硬铝石，即α-AI2O32H2O或α-AI O OH，并且混矿铝硅比较低（A/S≈4），采用拜尔法生产（拜尔法生产要求矿石A/S>7），矿石中的SiO2要求高压溶出温度比较高，在溶出时SiO2都转变为含水铝硅酸钠，需要消耗大量的苛性碱。采用碱—石灰烧结法更为有利。但是，烧结法存在工艺复杂流程长、设备投资高、能耗高和产品质量差等缺点。 将铝土矿与一定量的纯碱、石灰（或石灰石）配成炉料并磨细，在高温下烧结，使其中的氧化铝与纯碱化合成可溶于水的铝酸钠（Na2O2AI2O3），氧化硅与配入的石灰化合成不（难、微）溶于水的原硅酸钙（2CaO2SiO2），氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠（Na2O2Fe2O3），将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时 铝酸钠（Na2O2AI2O3）——进入溶液 铁酸钠（Na2O2Fe2O3）——水解放出碱、氧化铁进入赤泥 原硅酸钙（2CaO2SiO2）——大部分进入赤泥，小部分溶于溶液（所以需要脱硅）。再用CO2分解铝酸钠溶液（精液）析出氢氧化铝，经焙烧得氧化铝。碳分后的母液，叫做碳分母液（主要成分是Na2CO3），经蒸发后返回配料（循环碱液）。 在自然界中氧化铝水系的结晶化合物有三种：三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石，它们的分子式为： 三水铝石，即AI2O323H2O或AI(OH)3
工业参考资料炼铝的生产方法
工业炼铝的生产方法 主要原理是霍尔-埃鲁铝电解法：以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝，因纯净的氧化铝熔点高（约2045℃），很难熔化，所以工业上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石中，成为冰晶石和氧化铝的熔融体，然后在电解槽中，用碳块作阴阳两极，进行电解。 全面介绍如下： 《铝的生产加工》 铝在生产过程中有四个环节构成一个完整的产业链：铝矿石开采－氧化铝制取－电解铝冶炼－铝加工生产。 一般而言，两吨铝矿石生产一吨氧化铝；两吨氧化铝生产一吨电解铝。 （一）氧化铝的生产方法 迄今为止，已经提出了很多从铝矿石或其它含铝原料中提取氧化铝的方法。由于技术和经济方面的原因，有些方法已被淘汰，有些还处于试验研究阶段。已提出的氧化铝生产方法可归纳为四类，即碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前用于大规模工业生产的只有碱法。 铝土矿是世界上最重要的铝矿资源，其次是明矾石、霞石、粘土等。目前世界氧化铝工业，除俄罗斯利用霞石生产部分氧化铝外，几乎世界上所有的氧化铝都是用铝土矿为原料生产的。 铝土矿是一种主要由三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石组成的矿石。到目前为止，我国可用于氧化铝生产的铝土矿资源全部为一水硬铝石型铝土矿。 铝土矿中氧化铝的含量变化很大，低的仅约30％，高的可达70％以上。铝土矿中所含的化学成分除氧化铝外，主要杂质是氧化硅、氧化铁和氧化钛。此外，还含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。其中镓在铝土矿中含量虽少，但在氧化铝生产过程中会逐渐在循环母液中积累，从而可以有效地回收，成为生产镓的主要来源。 衡量铝土矿优劣的主要指标之一是铝土矿中氧化铝含量和氧化硅含量的比值，俗称铝硅比。 用碱法生产氧化铝时，是用碱（NaOH或Na2CO3）处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合物。将不溶解的残渣（赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或进行综合处理，以回收其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液即可分解析出氢氧化铝，经分离、洗涤后进行煅烧，便获得氧化铝产品。分解母液则循环使用来处理另一批矿石。碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法以及拜耳--烧结联合法等多种流程。拜耳法是由奥地利化学家拜耳（K·J·Bayer）于1889～1892年发明的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。一百多年来在工艺技术方面已经有了许多改进，但基本原理并未发生变化。为纪念拜耳这一伟大贡献，该方法一直沿用拜耳法这一名称。