拜耳法生产氧化铝的基本原理(拜耳法生产氧化铝的四个主要工序是什么) 氧化铝的生产 拜耳法:& nbsp；& nbsp所谓“拜尔法”是一种用优质铝土矿制备氧化铝的方法，由奥地利化学家K·J·拜尔于1887年发明。 拜耳法是用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝土矿，将氧化铝溶于其中，得到铝酸钠溶液。在铝酸钠溶液中加入氢氧化铝晶种后，搅拌分解一定时间即可析出氢氧化铝，分解母液蒸发溶解下一批铝土矿。 & nbsp& nbsp& nbsp拜耳法生产中经常用到苛性比、硅含量指数、循环效率、晶种系数等概念。 拜耳法是用碱溶解铝土矿中的氧化铝。 在工业上，溶液中以NaAlO2和NaOH形式存在的Na2O称为苛性碱(简称Na2Ok)，以Na2CO3形式存在的Na2O称为碳酸碱(简称Na2Oc)，以Na2CO4形式存在的Na2O称为硫酸碱(简称Na2O)，所有形式的碱之和称为总碱(简称Na2Ot)。 & nbsp& nbsp& nbsp苛性比是铝酸钠溶液中Na2Ok与Al2O3的摩尔比，称为αko。 在美国，习惯用铝酸钠溶液中Al2O3与Na2Ok的质量比作为符号A/N。 & nbsp& nbsp& nbsp硅含量指数是指铝酸钠溶液中Al2O3与SiO2的比值，符号为A/S。 & nbsp& nbsp& nbsp循环效率是指一个拜耳法循环中，1t Na2O在铝酸钠溶液中生成的Al2O3的量(T)，用e表示。 它表示碱的利用率。 & nbsp& nbsp& nbsp晶种系数(晶种比)是指晶种氢氧化铝中Al2O3的量与分解原液中Al2O3的量之比。 & nbsp& nbsp& nbsp分解氢氧化铝中Al2O3与精液中Al2O3的比例 式中:η = (1-α a/α m) × 100%其中:α，αm-分别代表分解精液和分解母液的苛性比。 & nbsp& nbsp& nbsp拜耳法生产包括四个过程:(1)用αk=3.4的分解母液将氧化铝溶于铝土矿中，使溶液的αk为1.6 ~ 1.5；(2)稀释溶解液，洗涤分离精制铝酸盐溶液(精液)；(3)分解种子精液；(4)将分解母液蒸发浓缩至苛性碱浓度达到溶解要求(230 ~ 280 g/L) 拜耳法生产氧化铝的工艺流程如图1所示。 1 & nbsp氧化铝生产工艺流程图 拜耳法:& nbsp；& nbsp在这四个工序中，铝土矿的溶出是拜耳法的关键工序。 铝土矿中的三水铝石在140℃快速溶解成苛性碱，一水硬铝石在180℃快速溶解成苛性碱，而一水硬铝石在240℃以上快速溶解成苛性碱，刚玉根本不溶。 为了使苛性碱溶液的温度达到溶解所需的温度，需要用压力釜加热苛性碱溶液。 溶出氧化铝的料浆温度和压力都很高，需要把其中所含的能量拿出来。采用自蒸法产生二次蒸汽对进入高压釜前的料浆进行预热，同时降低溶解液的温度和压力，然后流出高压釜进入敞口容器进行洗涤，分离出铝酸钠精液。 在现代生产中，一系列预热器、高压灭菌器和自蒸发器串联在一起进行连续操作。 当用高压泵将矿浆泵入动力抓斗时，一水硬铝石的压力应达到3.33MPa/cm2以上。 因此，高压溶出车间被喻为氧化铝生产过程的心脏。 & nbsp& nbsp& nbsp高压溶出采用高压蒸汽加热，分为直接加热和间接加热。 直接加热高压溶出是指将制备好的原矿浆(95℃预脱硅)压入双通道预热器，加热至160℃，然后流入溶出器。新鲜蒸汽直接通入前两个或三个高压釜中加热至溶出温度，然后原矿浆进入后续的溶出器保温溶出。 直接蒸汽加热溶解，无需机械搅拌，结构简单 但是，也有很多缺点。浆料一进入高压釜就被稀释，这要求循环母液具有高苛性碱浓度，因此增加了母液的蒸发负荷。 间接加热利用十级自蒸发的二次蒸汽将浆料预热至200℃，利用高压釜中的新鲜蒸汽将其间接加热至溶解温度。蒸汽冷凝液不进入纸浆，在高压釜中需要机械搅拌。流出的浆料通过十一级自蒸发回收热量，热量利用率高。 但是间接加热高压溶解器组比直接加热器更复杂，需要更多的投资。 & nbsp& nbsp& nbsp在拜耳法溶出中，通常进行脱硅以减少结疤和结瘤。原矿浆槽内有90℃以下的低温脱硅和150℃的中温脱硅。后者脱硅效果更好，浸出液含硅指标也更高。 拜耳法溶液中Al2O3和SiO2浓度的变化如图2所示。 2 & nbsp拜耳法生产氧化铝时溶液中Al2O3和SiO2的质量浓度:& nbsp& nbsp拜耳法要求铝土矿中Al2O3含量在55%以上，A/S越大越好。 A/S从11降低到7，生产成本将增加14.5% 我国铝土矿矿石大多A/S = 5 ~ 7(占全部矿石的59.3%)，拜耳法无法经济处理。 这部分铝土矿将通过碱石灰烧结进行处理。 关键词:标签:有色金属 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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