酸法生产氧化铝
酸浸法生产氧化铝过程除铁技术新进展
酸浸法生产氧化铝过程除铁技术新进展王丽萍;李超;郭昭华;王永旺;陈东【摘要】利用酸浸法生产氧化铝,需要对浸出液进行除铁处理.铝铁分离问题是阻碍酸法生产氧化铝工艺成功迈向工业化进程的一项重大难题.如果这一问题得到解决,就能缓解中国适合于碱法生产氧化铝的铝土矿日益减少的困境.介绍了近几年酸法生产氧化铝过程中铁离子去除方法的研究进展,并对将来铁离子去除方法的发展前景进行了展望.指出,目前酸法生产氧化铝工艺中除铁的方法有很多,但是均存在一定的局限性.磁化焙烧法、沉淀法等,虽然工艺简单、生产成本不高,但是除铁效果不理想;萃取法、重结晶法等,虽然除铁效果较好,但是工艺流程比较复杂、生产成本较高,难以实现工业化;树脂吸附法,因具有操作简单、经济有效并且可以实现循环利用等特点,发展前景十分广阔.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2018(050)009【总页数】4页(P7-9,66)【关键词】氧化铝;酸浸法;除铁方法【作者】王丽萍;李超;郭昭华;王永旺;陈东【作者单位】神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯010300;神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯010300;神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯010300;神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯010300;神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯010300【正文语种】中文【中图分类】TQ133.1进入21世纪以来，随着中国工业化和城镇化的迅速发展，对铝资源的需求呈现急剧增加的趋势。
而生产铝的原料主要来自于铝土矿。
中国是一个铝土矿资源十分丰富的国家，全国31个省区中有19个省区发现铝土矿资源。
但是，中国铝土矿质量比较差，多以加工困难、耗能大、A/S（Al2O3与 SiO2质量比）<5的一水硬铝石型铝土矿为主，并且品位和质量正在逐年下降，不适合应用传统的碱法工艺提取氧化铝［1-3］。
20世纪20年代，人们便开始对酸法提取氧化铝工艺进行深入研究。
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。
氧化铝的生产
氧化铝的生产目前，生产铝的方法一般是采用先从含铝的矿石中制得氧化铝，然后以氧化铝为原料，用熔盐电解的方法制取金属铝。
一、从铝矿石中提取氧化铝从含铝矿石提取氧化铝的方法，目前有碱法和酸法两种。
碱法有拜尔法、碱石灰烧结法、石灰烧结法、拜尔-烧结联合法、高压水化学法等。
拜尔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90%以上。
酸法有硫酸法、盐酸法、硝酸法。
酸法是用无机酸溶出和处理含铝原料，原料中的氧化硅基本上不与酸反应而留在渣中，得到含铁的铝酸盐酸性水溶液，经除铁净化后的铝盐酸性溶液可通过不同方法得到铝盐水化合物结晶或氢氧化铝结晶，煅烧后得到氧化铝。
酸法主要用于处理粘土、高岭土等高硅低铁含铝原料。
含铝矿物有250余种，其中能用于工业生产的矿物主要是铝土矿、明矾石、霞石和高岭土等。
据统计，2002年，全世界已探明的铝土矿储量约246.9亿吨，储量丰富的主要国家有几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度等，其中几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度、圭亚那六国的储量约占世界铝土矿总储量的70%。
铝土矿床的赋存状态，大致分为三类：新生代红土型矿床、古生代岩溶型矿床、古生代（或中生代）其他型矿床。
红土型矿床以三水铝石型矿石为主，其次为三水铝石和一水软铝石混合型矿石。
矿石质量较好，以高铁、低硅、高铝硅比（铝和硅之比）为特点，是铝工业的优质原料，主要分布在赤道附近地区的国家，如几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度等国家。
岩溶型矿床以一水硬铝石为主，其次为一水硬铝石和一水软铝石混合型矿石。
矿石以高铝、高硅、中低铝硅比为特点。
主要分布在中国、南欧和加勒比海等一些国家。
其他型矿床的矿石类型与岩溶型矿床相似，但矿床规模较小，矿石质量较差，工业意义不大。
在欧、亚大陆及北美东西部有大量分布。
这里主要是介绍碱法生产氧化铝（一）拜尔法拜尔法是奥地利科学家拜尔（K.J.Bayer）于1889年发明的，其原理用苛性钠溶液在高温下溶解铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。
氧化铝生产工艺流程
石灰配入量
拜耳法配料加入的石灰量是以铝矿石 中含氧化钛（Ti02）量计算的，按其反 应式要求氧化钙和氧化钛的克分子比为 2.0。
原矿浆液固比调整
在磨矿中，球磨机的下料量要求稳定。因此，原矿浆 液比固的调节是调节循环母液的加入量来实现的。在 拜耳法磨矿中，循环母液由三个点加入，而磨机内和 分级机溢流的液固比在磨矿的操作中要求稳定。因此， 调节原矿浆的液固比，实际上是靠增减加人混合槽的 循环母液量来实现。 稳定循环母液的浓度和严格铝土矿的配矿制度， 是确保拜耳法正确配碱的有效措施。同时应尽量减少 非生产用水进入流程及提高石灰质量等，也是拜耳法 正确配料，达到良好溶出指标的重要保证。
氧化铝生产方法
碱法 酸法 酸碱联合法 热法
碱法生产氧化铝
碱法生产氧化铝，就是用碱(NaOH或Na2CO3) 处理铝土矿，使矿石中的氧化铝水合物和碱 反应生成铝酸钠溶液。铝土矿中的铁、钛等 杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的 化合物进入固体残渣中。这种残渣被称为赤 泥。铝酸钠溶液与赤泥分离后，经净化处理， 分解析出A1(OH)3，将A1(OH)3与碱液分离并 经过洗涤和焙烧后，即获得产品氧化铝。 目前工业上几乎全部采用碱法生产氧化铝。
铝酸钠溶液诱导期
铝酸钠溶液的诱导期即过饱和铝酸钠溶液自发 分解析出氢氧化铝的时间长短。诱导期即是 在开头一段时间内溶液不发生明显的分解， 在此期间溶液主要是发生内部变化—离子聚 合或晶核开始形成。 诱导期的长短取决于溶液的组成（浓度、αK杂 质和温度）等因素。αK和浓度高以及有机物 等存在时，诱导期长。添加晶种时也有诱导 期，但诱导期的延续时间比不添加种子时短 得多。以至在晶种量较多时延续时间只有几 分钟甚至完全消失。
氧化铝生产工艺及计算
氧化铝生产工艺及计算氧化铝是一种重要的无机化工原料，广泛用于陶瓷、电子行业、建筑材料等领域。
下面将介绍氧化铝的生产工艺以及计算相关内容。
一、氧化铝的生产工艺1.工艺流程氧化铝的生产主要有两种常用工艺，即碱法和酸法。
碱法：以矾土为原料，经过粉碎、煅烧、鼓风、浸出、结晶、脱硅、破碎、超细加工等步骤，最终得到氧化铝。
酸法：以工业硫酸为主要原料，经过浸出、过滤、脱硅、煅烧、水洗、钝化、干燥等步骤，最终得到氧化铝。
两种工艺各有优缺点，碱法工艺流程简单成熟，但消耗大量碱用于中和，对环境有一定影响，酸法工艺对环境影响小，但消耗大量硫酸。
选择具体的生产工艺应根据实际情况进行考虑。
2.生产设备氧化铝的生产设备主要包括碱法炉、破碎机、粉碎机、过滤机、煅烧炉、结晶罐、产品粉碎机等。
其中，碱法炉和煅烧炉是关键设备，碱法炉用于矾土的煅烧，煅烧炉用于氧化铝的煅烧。
3.生产参数氧化铝的生产需要控制一系列参数，如煅烧温度、浸出时间、酸碱浓度等。
这些参数的合理控制可以提高生产效率和产品质量。
例如，在碱法工艺中，适宜的煅烧温度可以减少煅烧时间，提高氧化铝的产率。
二、氧化铝的计算1.确定产品质量指标氧化铝的质量指标主要包括氧化铝含量、比表面积、晶型等。
根据产品的具体要求和应用领域，确定相应的质量指标。
2.计算产率氧化铝的产率是衡量生产效果的重要指标，通常通过计算可得。
产率=（实际产量/理论产量）×100%其中，实际产量是指实际生产得到的氧化铝的质量，理论产量是根据原料的理论含量计算出来的氧化铝的质量。
3.浓度计算碱法工艺中，浸出液中的铝离子浓度是关键参数之一、可以通过测定浸出液中铝的含量，再根据浸出液体积计算浓度。
4.脱硅率计算氧化铝产品中的硅含量对产品质量有一定影响，因此需要计算脱硅率。
脱硅率=（进料硅含量-产物硅含量）/进料硅含量×100%总结：氧化铝的生产工艺包括碱法和酸法，选择适合的工艺应根据实际情况进行考虑。
粉煤灰酸法提取氧化铝过程除铁技术研究进展
3 铝铁分离技术研究现状3.1 沉淀法沉淀法按所加药剂的性质分为无机沉淀法和有机沉淀法。
对于无机沉淀法，一种方法是加入碱性药剂控制溶液的pH 值，依据溶液中绝大部分的Al 3+ 和Fe 3+ 生成各自氢氧化物沉淀时的PH 值不同的实验事实，依次将沉淀过滤实现分离。
第二种方法是加入能与铝、铁发生选择性沉淀反应的无机盐沉淀剂，将生成的沉淀加以过滤实现分离。
如果溶液中存在Fe 2+，沉淀前要先加入氧化剂将Fe 2+氧化成为Fe 3+。
E.Y. Seo 等研究了矿山酸性废水中铁、铝的回收工艺。
结果表明：铁和铝回收率分别为99.2%～99.3%和70.4%～82.2%，对应的pH 值分别为4.5和5.5。
由于铁、铝发生沉淀的pH 区间部分重合，因此中和过程中不可避免会发生共沉淀现象，影响分离效果。
为了制约共沉淀的发生，Leonard Ginsburg 等将两阶段沉淀技术应用于铝铁分离，以高碘酸盐为沉淀剂在极稀的硝酸均相溶液中定量沉淀铁。
结果表明：在溶液pH 为1.1或1.2且铁、铝的浓度分别不超过0.66g/L 和 0.56g/L 条件下，二者的分离效果良好。
有机沉淀法主要是选择特定的有机络合剂与Fe 3+进行络合反应生成沉淀，而与铝不发生沉淀反应或者反应时间较长，沉淀经过滤后实现铝、铁分离。
Leo Lehrman 等以六次甲基四胺(CH 2)6N 4作为沉淀剂分离铁铝，铁能完全沉淀，而铝不发生反应。
Robert B. Barnes 等利用黄原酸铝盐沉淀的生成比黄原酸铁盐需要更长的时间的事实，在pH 值不小于3.5且搅拌的条件下，将水溶性的烷基黄原酸盐(与铁的质量比大于5.2)加入到含铁的硫酸铝溶液中，在形成黄原酸铝之前及时将黄原酸铁沉淀过滤出来，Fe 3+的去除率达到99%。
沉淀法除铁工艺简单，但沉淀物过滤困难且共沉淀反应难以避免。
3.2 萃取法萃取法除铁是目前研究的热点，其主要机理是利用Fe 3+在互不相容的水相和溶有萃取剂的有机相中的溶解度或分配系0 引言近年来，以粉煤灰为原料的酸法提取氧化铝工艺成为国内研究的热点，得到快速发展并开始进入工业化阶段。
氧化铝行业
氧化铝行业现状一、氧化铝行业概况（一）氧化铝简介氧化铝是由铝土矿经过加工后的一种工业原料，90%主要用于电解铝的生产。
通常每2吨左右铝土矿可以生产出1吨氧化铝，约2吨左右氧化铝可以生产出1吨电解铝。
氧化铝的生产方法主要有酸法和碱法，酸法有盐酸法、硫酸法、硝酸法，由于酸法存在耐酸设备造价昂贵、铝盐溶液除铁困难、溶解单位质量AL2O3需要大量酸、多数酸具有挥发性污染环境、产品物理性质难以达到电解制铝的要求等原因，导致酸法没有得到广泛应用。
碱法有拜耳法、烧结法和联合法。
世界上90%以上氧化铝都是由拜耳法生产的，拜耳法适用于处理品味比较高的铝土矿；烧结法主要用来处理品位低的含硅高的一水硬铝石矿，也可以烧结赤泥；联合法是对于A/S为4-7的铝土矿，采用拜耳法和烧结法联合处理，取长补短，可得到比单纯的拜耳法或烧结法更好的经济效果。
而联合法需要在拜耳法生产的基础上配套烧结法的设备，前期投资较大，所以没有得到广泛应用。
（二）行业产业链铝工业广泛采取的产业链是，铝土矿－氧化铝－电解铝－铝加工材（合金）－各种铝产品的终端消费品。
生产1吨氧化铝将消耗2吨铝土矿、0.3～1.6吨石灰石、1.5吨煤炭、25公斤碱、2～7吨新鲜水，而生产1吨原铝将消耗2吨氧化铝、22～25公斤氟化盐、12-14MWh电力、碳素阳极（毛耗，由石油焦和煤沥青制成）500～550公斤。
每生产1吨氧化铝，产生0.9～1.7吨赤泥。
铝制品主要用于建筑行业（如建筑铝型材）、交通运输、电力行业（主要是电力电缆和变压器）、耐用消费（家用五金如铝锅，灯具）、包装等行业（铝箔）。
铝行业产业链二、我国铝行业政策国家发改委根据国家有关法律法规和产业政策，制定铝行业准入条件如下：（一）企业规模新建铝土矿开采项目总投资5亿元及以上的由国务院投资主管部门核准，其他矿山开发项目由省级政府投资主管部门核准。
申请核准的矿山投资项目，总生产建设规模不得低于30万吨/年，服务年限为15年以上。
氧化铝生产流程
氧化铝的生产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。
铝土矿是如何变成氧化铝的？
铝土矿是如何变成氧化铝的？铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。
铝土矿是目前氧化铝生产中最主要的矿石资源，世界上99%以上的氧化铝是用铝土矿为原料生产的。
由铝土矿生产氧化铝方法大致可分为四类，即碱法、酸法、酸碱联合法和热法。
但目前用于工业生产的几乎全属于碱法。
本文将为大家简单介绍这四种氧化铝的生产方法，碱法中拜耳法应用最为广泛，因此本文对拜耳法工艺作了较为详细的叙述。
一、碱法碱法工艺流程文字说明：碱法生产氧化铝，是用碱（NaOH或Na2CO3）来处理铝矿石，使铝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形成不溶解的化合物，将不溶解的残渣（常含有大量氧化铁，呈红色，习惯上称为赤泥。
）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。
纯净的铝酸纳溶液在合适的条件下分解析出氢氧化铝，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，处理另一批矿石。
碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和拜耳法-烧结法联合法等多种流程。
1拜耳法拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程。
由K.J.Bayer于1889-1892年提出的，一百多年来它已经有了许多改进。
它适用于处理低硅铝矿，尤其是在处理三水型铝土矿时，具有流程简单，作业方便，产品质量高，经济效益高等特点。
拜耳法基本原理：用浓氢氧化钠溶液将铝土矿中的氧化铝水合物转化为铝酸钠，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出，剩余的铝酸钠溶液也叫母液重新用于处理下一批铝土矿，实现了连续化生产。
下图为拜耳法生产氧化铝的基本工艺流程图，每个工厂由于条件不同，可能采用的工艺流程会稍有不同，但原则上它们没有本质的区别。
从拜耳法生产的基本工艺流程，可以把整个生产过程大致分为如下主要的生产工序：原矿浆制备、高压溶出、溶出矿浆的稀释及赤泥的分离和洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级与洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发及一水苏打苛化等，具体流程如下图所示。
粉煤灰酸法提取氧化铝工艺中结晶氯化铝的提纯流程概述
粉煤灰酸法提取氧化铝工艺中结晶氯化铝的提纯流程概述粉煤灰作为一种工业废弃物，主要来源于燃煤电厂的废弃物处理。
近年来，随着环保意识的增强和资源的日益紧缺，粉煤灰的综合利用逐渐受到重视。
其中，从粉煤灰中提取氧化铝成为了一个重要的研究方向。
结晶氯化铝作为该提取过程中的关键中间产物，其提纯工艺对于最终氧化铝产品的质量和纯度具有重要影响。
本文将详细介绍粉煤灰酸法提取氧化铝工艺中结晶氯化铝的提纯流程，包括原料预处理、酸浸提取、结晶与分离、洗涤与干燥等步骤，并对每个步骤进行详细解释和讨论。
一、原料预处理原料预处理是提纯结晶氯化铝的第一步，其目的是去除粉煤灰中的杂质，提高氧化铝的提取率。
预处理的主要方法包括破碎、筛分和磁选。
首先，将粉煤灰进行破碎处理，使其粒度满足后续工艺的要求。
然后，通过筛分去除过大或过小的颗粒，保证原料的均匀性。
最后，利用磁选设备去除粉煤灰中的铁磁性杂质，以减少后续工艺中的干扰。
二、酸浸提取酸浸提取是提纯结晶氯化铝的关键步骤之一。
在酸浸过程中，粉煤灰中的氧化铝与酸反应生成可溶性的铝盐，如氯化铝等。
常用的酸有盐酸、硫酸等。
在酸浸过程中，需要控制酸的浓度、温度和时间等参数，以保证氧化铝的充分提取和减少杂质的溶出。
此外，为了提高提取效率，还可以添加适量的助剂，如氯化钠等。
三、结晶与分离经过酸浸提取后，溶液中含有大量的铝盐和杂质。
为了得到纯度较高的结晶氯化铝，需要进行结晶与分离操作。
结晶过程中，通过控制温度、浓度和搅拌速度等参数，使铝盐逐渐结晶析出。
然后，通过过滤或离心等方法将结晶物与母液分离，得到初步的结晶氯化铝产品。
四、洗涤与干燥得到的结晶氯化铝产品需要进一步进行洗涤和干燥处理，以去除表面的杂质和水分。
洗涤过程中，通常采用去离子水或纯净水进行多次冲洗，以确保产品表面的杂质被彻底清除。
干燥过程中，可以选择自然晾干或采用热风干燥等方法，使产品达到规定的湿度要求。
五、提纯优化与质量控制为了提高结晶氯化铝的纯度，可以对提纯流程进行优化。
氧化铝生产工艺及计算
氧化铝生产工艺及计算(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--氧化铝生产工艺及计算第一章氧化铝生产方法简介氧化铝生产方法大致可分为四类，即碱法、酸法、酸碱联合法和热法。
但目前用于工业生产的几乎全属于碱法。
碱法生产氧化铝的基本过程如下：焙烧图1：碱法生产氧化铝基本过程碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和联合法等多种流程。
拜耳法是直接用含有大量游离NaOH的循环母液处理铝矿石，以溶出其中的氧化铝而获得铝酸钠溶液，并用加晶种搅拌分解的方法，使溶液中的氧化铝以Al(OH)3状态结晶析出。
种分母液经蒸发后返回用于浸出另一批铝矿石。
矿石中的主要杂质SiO2是以水合铝硅酸钠（Na2O••••••Al2O3••nH2O）的形式进入赤泥，造成Al2O3和Na2O的损失。
因此，拜耳法适合处理高品位铝矿，铝硅比A/S大于9。
烧结法是将铝矿石配入石灰石（或石灰）、苏打（含有Na2CO3的碳分母液），在高温下烧结得到含固体铝酸钠的物料，用稀碱溶液溶出熟料便得到铝酸钠溶液。
经脱硅后的纯净铝酸钠溶液用碳酸2化分解法使溶液中的氧化铝呈Al(OH)3析出。
碳分母液经蒸发后返回用于配制生料浆。
矿石中的主要杂质SiO2是以原硅酸钙（2CaO•SiO2）的形式进入赤泥，不会造成Al2O3和Na2O的损失。
因此，烧结法适合处理高硅铝矿，铝硅比A/S可以为3-5。
拜耳－烧结联合法兼有拜耳法和烧结法流程，兼收了两个流程的优点，获得更好的经济效果。
它适合处理A/S为6-8的中等品位铝矿。
由于流程较复杂，只有生产规模较大时，采用联合法才是可行和有利的。
酸法是用硝酸、硫酸、盐酸等无机酸处理含铝原料而得到相应的铝盐的酸性水溶液。
然后使这些铝盐成水合物晶体（蒸发结晶）或碱式铝盐（水解结晶）从溶液中析出，亦可用碱中和这些铝盐的水溶液，成氢氧化铝析出，煅烧后得无水氧化铝。
酸法适合处理高硅低铁铝矿，如粘土、高岭土等。
氧化铝生产简答总结
氧化铝生产简答总结氧化铝生产简答总结一、简答1.氧化铝的生产方法有哪几种？为什么目前工业上几乎全部是采用碱法生产氧化铝的？生产方法：碱法、酸法、酸碱联合法、热法原因：碱法有拜耳法、烧结法、拜耳烧结联合法等流程。
拜耳法流程简单，能耗低，产品质量好，成本低。
酸法适合处理高硅低铁铝矿，需要昂贵的耐酸设备，酸的回收比较困难，从铝盐溶液中除铁也很困难。
同理，酸碱法需要的设备要求很高。
热法用的设备是电炉或者高炉，从经济成本看，不合适。
故，目前工业上几乎采用碱法生产氧化铝。
2.烧结法中碳酸钠的作用？（1）.Ca(OH)2还会使溶出赤泥产生膨胀和粘结,Ca(OH)2对生产的影响及其二次反应造成的Al2O3损失不能忽视,流程中必须有一定浓度的NaCO存在。
（2）另外提高碳酸钠可以抑止赤泥膨胀,改善赤泥的沉降性能,使分离易于操作。
但碳酸钠不能太高,否则会影响粗液的脱硅效果。
（3）适当地提高Na2CO3浓度(25～30g/l),控制较低的溶出温度,在使脱硅反应不易进行的前提下,就可以获得在不明显增大Na2O二次反应损失的前提下,能够较大幅度地减少Al2O3二次反应损失的积累效果。
（4）碳酸钠是引起溶出液中二氧化硅浓度升高的主要原因。
随着调整液中碳酸钠浓度的升高,溶出液中二氧化硅浓度升高,溶出液的A/S降低,熟料氧化铝的溶出率升高;3.拜耳法种分的影响因素？（1）分解原液浓度和分子比的影响原液浓度高，过饱和度低，不利于结晶长大和附聚，产品强度小；分解原液分子比降低，分解速度、分解率和分解槽单位产能均显著提高。
（2）温度制度的影响合理的降温制度能提高分解率（3）晶种数量和质量的影响（4）搅拌速度的影响搅拌速度较低的时候对分解影响不大，搅拌速度过高，会产生很多细粒子；需要合理的搅拌速度（5）分解时间与母液分子比的影响当其他条件相同时，随着分解时间延长，分解率提高，母液分子比增加。
(6)杂质的影响过量的含硫杂质会使分解率降低；氟、钒、磷等杂质对分解产物的粒度有影响。
氧化铝生产简答总结
一、简答1.氧化铝的生产方法有哪几种？为什么目前工业上几乎全部是采用碱法生产氧化铝的？生产方法：碱法、酸法、酸碱联合法、热法原因：碱法有拜耳法、烧结法、拜耳烧结联合法等流程。
拜耳法流程简单，能耗低，产品质量好，成本低。
酸法适合处理高硅低铁铝矿，需要昂贵的耐酸设备，酸的回收比较困难，从铝盐溶液中除铁也很困难。
同理，酸碱法需要的设备要求很高。
热法用的设备是电炉或者高炉，从经济成本看，不合适。
故，目前工业上几乎采用碱法生产氧化铝。
2.烧结法中碳酸钠的作用？（1）.Ca (OH) 2 还会使溶出赤泥产生膨胀和粘结, Ca (OH) 2 对生产的影响及其二次反应造成的Al2O3 损失不能忽视 ,流程中必须有一定浓度的 Na CO 存在。
（2）另外提高碳酸钠可以抑止赤泥膨胀 ,改善赤泥的沉降性能 ,使分离易于操作。
但碳酸钠不能太高 ,否则会影响粗液的脱硅效果。
（3）适当地提高 Na2CO3 浓度(25～30g/ l) ,控制较低的溶出温度 ,在使脱硅反应不易进行的前提下 ,就可以获得在不明显增大 Na2O二次反应损失的前提下 ,能够较大幅度地减少Al2O3 二次反应损失的积累效果。
（4）碳酸钠是引起溶出液中二氧化硅浓度升高的主要原因。
随着调整液中碳酸钠浓度的升高 ,溶出液中二氧化硅浓度升高 ,溶出液的 A/ S 降低 ,熟料氧化铝的溶出率升高;3.拜耳法种分的影响因素？（1）分解原液浓度和分子比的影响原液浓度高，过饱和度低，不利于结晶长大和附聚，产品强度小；分解原液分子比降低，分解速度、分解率和分解槽单位产能均显著提高。
（2）温度制度的影响合理的降温制度能提高分解率（3）晶种数量和质量的影响（4）搅拌速度的影响搅拌速度较低的时候对分解影响不大，搅拌速度过高，会产生很多细粒子；需要合理的搅拌速度（5）分解时间与母液分子比的影响当其他条件相同时，随着分解时间延长，分解率提高，母液分子比增加。
(6) 杂质的影响过量的含硫杂质会使分解率降低；氟、钒、磷等杂质对分解产物的粒度有影响。
酸法提取氧化铝工艺中除铁技术的研究进展
酸法提取氧化铝工艺中除铁技术的研究进展薛飞（神华工程技术有限公司，北京，100011）摘要：酸法提取氧化铝是从低品位铝土矿或高铝粉煤灰中提取氧化铝的重要方法之一，对解决我国铝土矿资源短缺，保障金属铝供应具有重要战略意义。
从酸性浸出液中去除铁离子是酸法提取氧化铝成套技术中绕不过的重要环节，直接关系到氧化铝产品的质量。
本文综述了酸法提取氧化铝工艺中除铁技术进展，重点对溶剂萃取法和树脂吸附法这两种在酸法提取氧化铝方面具有工业化应用前景的除铁技术研究进展进行了介绍，并对两种方法的优缺点以及适应性进行了分析，为酸法提取氧化铝工艺技术开发中除铁环节的技术选择提供参考。
关键词：除铁技术萃取树脂吸附氧化铝中图分类号：TQ133.1文献标识码：B 文章编号：2096-7691（2020）04-069-06作者简介：薛飞（1988-），男，博士，工程师，2015年毕业于北京理工大学应用化学专业，现任职于神华工程技术有限公司，主要从事煤化工技术研究工作。
Tel：138****4088，E-mail：**********************.cn1引言我国铝土矿资源短缺，采用酸溶法工艺从高岭土、高铝粉煤灰等低品位铝土矿或非铝土矿原料中提取氧化铝，有利于缓解我国铝土矿资源短缺的现状，对增强我国铝产业可持续发展能力有着非常重要的现实意义［1］。
近年来，酸溶法提取氧化铝的研究取得了很大进展，正在逐步实现工业化。
同常规的碱法（Bayer 法）从铝土矿中提取氧化铝工艺相比较，酸法提铝工艺的一个不可避免的问题是伴随着铝元素浸出的同时，原料中铁元素也一同被酸溶液浸出。
以盐酸提取氧化铝技术为例，虽然大部分铁元素可在氯化铝结晶时被除掉，但仍然无法满足冶金级氧化铝中Fe 2O 3含量不高于0.02wt%的要求。
因此，除铁工序成为酸法提取氧化铝工艺中必不可少的工序之一［2］。
冶金行业除铁的方法有多种，总的来看可分为物理法、生物法及化学法［3］。
精选氧化铝厂工艺知识简介
• 从95-100度降至60-62度的精液送到种子过 滤机去冲滤饼，即晶种。晶种与精液在 晶种槽混合并调整固含约800g/l，经晶种 泵送到分解槽系列的1#、2#槽。物料从 首槽靠槽间的未差逐级自流到15#分解槽， 15分解槽做料浆缓冲槽，多余的浆液用小 循环泵返回到14#槽。分解时间48小时左 右，为提高精液产出率，设有分解中间 降温板式装置。
溶出主要工艺技术条件
• 预脱硅温度 • 脱硅固含 • 预脱硅时间 • 隔膜泵工作压力 • 隔膜泵工作温度 • 溶出反应温度 • 溶出预热温度 • 保温溶出时间
大于100度 300g/l 10h 6.0MPa-6.8MPa 92-95度
260度 210度 45min
• 溶出新蒸汽：6.1MPa、温度270-310度（过
生产氧化铝的原理和方法
到现在为止，已经提出了很多从铝矿石或 其它含铝原料中提炼氧化铝的方法，但 由于技术上和经济的种种原因，有的方 法已经被淘汰，有的则还处于试验研究 阶段，故目前用于工业生产的只有少数 几种方法。
生产氧化铝的方法大致可分为四类：碱法、 酸法、酸碱联合法与热法。目前工业上 几乎全部是采用碱法生产。
• 溶出新蒸汽冷凝水进好、坏水自蒸发器降温，温度 从275度降至158度，压力从6.1MPa降为0.6MPa，产 生的二次蒸汽进入氧化铝厂管网供蒸发、苛化、氢 氧化铝洗水加热、热水站、化学清洗液加热等工序 使用，新蒸汽冷凝水送回热电厂。溶出工序冷凝器 下水，温度60度左右，送热水站制备生产所需的热 水。
分解主要工艺技术条件
• 分解首槽温度
60-62度
• 分解首槽固含
800
• 晶种应具有的质量
附液率 小于20%
•
粒度：小于45u7%-15%
浅谈氧化铝生产工艺
浅谈氧化铝生产工艺摘要：随着全球氧化铝需求的不断增加,氧化铝生产技术也越来越成熟和稳定。
随着城市经济的快速发展,我国氧化铝品种较少,无法满足企业和大众的需求,因此有必要合理利用氧化铝生产技术。
在此基础上,笔者结合自身多年工作经验，阐述了氧化铝生产原理,并对常用的氧化铝生产工艺、其选择和应用进行了讨论和分析,以提高氧化铝生产效率，所得文献与同行业人员共享，望对行业的前进起到一定的促进作用。
关键词：氧化铝；生产原理；生产工艺；选择；应用作为一种高硬度化合物,氧化铝是一种白色无定形粉末,具有多种用途,如分析试剂和吸附剂。
目前氧化铝生产工艺已逐步完善,其注意力也大大提高。
此外,高纯铝是无机材料的重要原料,其应用范围和需求正在逐步扩大。
因此,为了提高氧化铝的生产水平,对氧化铝的生产工艺进行了如下论述和分析[1]。
1氧化铝的生产方法概述氧化铝的生产方法主要有四种,即碱法、酸法、酸碱联合法和热法。
所谓碱法生产氧化铝，就是将铝土矿用碱处理得到铝酸钠溶液，然后将得到的铝酸钠溶液与赤泥分离，再进行提纯操作。
上述步骤得到的氢氧化铝和碱液经分离、洗涤和焙烧后，得到最终产品氧化铝。
目前，工业上几乎所有的氧化铝都是用碱法生产的。
酸法生产氧化铝是用无机酸处理铝矿得到含铝的盐溶液，然后用碱中和盐溶液使铝沉淀成氢氧化铝，再煅烧氢氧化铝或各种铝盐的水合物晶体得到氧化铝。
酸碱结合法的本质是酸碱除硅和碱除铁的结合。
热法其实就是降低矿石中的杂质。
因为得到的物质密度不一样，氧化铝密度小的时候会上升到上部，所以把不同的物质分离出来，得到氧化铝渣，再经过碱处理，提取就可以得到氧化铝。
2氧化铝生产原理的分析氧化铝生产是指从铝矿中提取氧化铝和从其他杂质中分离氧化铝的过程。
众所周知,在自然界中,铝矿的种类很多,而这些种类的铝原料也很多,杂质的种类和含量也不尽相同,所以工人们在生产氧化铝时需要采用不同种类的氧化铝生产方法。
工业生产氧化铝是从铝矿中分离和纯化氧化铝和其他杂质的过程。
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酸法生产氧化铝
酸法生产氧化铝(acid process for alumina production)
用无机酸溶出铝硅酸盐原料中的铝的氧化铝生产方法。
20世纪20年代以来，人们对用酸法溶出处理粘土等原料生产氧化铝的各种方法进行了深入的研究，有的已发展到工业试验或生产阶段。
60年代期间，由于铝土矿开采增加，储量减少，曾引起一些产铝国家对用酸法处理其非铝土矿资源的重视，促使酸法生产氧化铝的技术得到进一步发展。
但酸法生产氧化铝在经济上无法和拜耳法竞争；加之60年代后，世界一些国家又陆续发现了大型的铝土矿矿床，所探明的铝土矿储量足够用拜耳法处理百年之用。
因此，酸法生产氧化铝在现在或是不久的将来还不能用于大规模工业生产。
工艺用各种无机酸溶出处理含铝原料时，原料中的氧化硅基本上不与酸反应留在渣中。
而得到含铁的铝盐酸性水溶液。
经除铁净化后的铝盐酸性溶液可通过不同的方法得到铝盐水合物结晶或氢氧化铝结晶。
煅烧这些结晶便得到氧化铝。
按溶出所用的无机酸，酸法生产氧化铝又有硫酸法、盐酸法和硝酸法之分。
硫酸法硫酸便宜，挥发性和腐蚀性都较小，所以对硫酸法的研究较多。
从硫酸铝溶液中结晶析出的硫酸铝带有18～24个结晶水，Al2O3含量仅占13％～15％。
煅烧这种结晶产物，热耗大、易熔化，而且所得废气中的SO2和SO3浓度低，不利于回收用来生产硫酸。
澳大利亚墨尔本的联邦科学与工业研究组织在20世纪60年代提出了碱式硫酸铝法，也称为C．S．I．R．O．法。
此法用SO3与Al2O3质量比为2．6的含铁的硫酸铝溶液，在403K温度下溶出过量的焙烧过的高硅铝土矿，得到SO3与Al2O3质量比为1．8～1．9的硫酸铝溶液和吸附了铁的残渣。
往分离残渣后的硫酸铝溶液中通入SO2，将Fe3+还原为Fe2+，再在573K
要的碱式硫酸铝，Fe2+温度左右使硫酸铝水解析出分子式为Al2(OH)n(SO4)
3一n/2
留在水解母液中。
碱式硫酸铝在1423K温度下煅烧即得成品氧化铝和含SO3较高的气体。
后者用水解母液吸收后，在453K温度下将上述吸附了铁的残渣中的
Al2O3充分地溶出后，得到SO3与Al2O3的质量比为2．6的硫酸铝溶液，再用于溶出下一批矿石，泥渣则弃去。
此法无需单独除铁，硫酸为闭路循环，碱式硫酸铝含Al2O3 40％以上，含水20％左右，有利于煅烧出成品Al2O3 和回收硫酸。
但目前难以解决硫酸铝在573K温度下水解的耐酸设备问题。
盐酸法盐酸腐蚀性大且易分解，所以盐酸法的溶出温度不能太高，而且难以制取Al3+含量高的溶液。
溶出后的渣难以分离和洗涤，单位产品的物料流量大。
但因盐酸不会像硫酸和硝酸那样在加热时分解，而AlCl3在酸溶液中的溶解度又
随盐酸浓度的提高而急剧降低。
因此，近期对盐酸法研究较多。
法国彼施涅铝公司(Aluminium Pechiney)于20世纪60年代中期，发明了被认为最有发展前途的酸法生产氧化铝方法之一是用于处理粘土和煤页岩的H’法。
此法是用浓硫酸处理含铝原料得到硫酸铝溶液，用冷却结晶的方法从其中析出含有很多杂质的硫酸铝，然后用盐酸溶解硫酸铝，同时通入HCl气体使溶液饱和，使溶液中的铝几乎全部以很纯的AlCl3-6H2O析出。
经洗涤后的AlCl3•6H2O在1373～1473K温度下煅烧可得到纯度比拜耳法还高的氧化铝成品和可再生盐酸的含HCl气体。
在此法中，硫酸和盐酸都无须再生便可循环使用。
当用H’法来处理煤矸石一类的高硅含铝原料制取氧化铝时，其耗能仅为拜耳法的两倍，Al2O3回收率可达90％。
产出的AlCl3•6H2O也可直接用来制造高效能的净水剂——无机高分子絮凝剂碱式氯化铝。
硝酸法可用来处理含碱金属很少的高硅含铝原料。
从用硝酸溶出高硅含铝原料得到的硝酸铝溶液中析出的Al(NO3)3•9H2O是一种重要的化工原料。
Al(NO3)3•9H2O经煅烧得到Al2O3成品和含水蒸气和NO2的气体。
后者可用以再生硝酸。
硝酸法存在硝酸较贵，回收困难和NO2气体有毒等问题。
存在问题主要有八方面的问题：(1)铝盐溶液除铁困难；(2)耐酸设备，特别是高压耐酸设备造价昂贵；(3)铝为三价元素，溶解单位质量Al2O3 需要大量酸；(4)溶出后的铝盐溶液与渣的分离及渣的洗涤困难；(5)煅烧分解含结晶水多的铝盐水合物的困难很多，而且热耗大；(6)从有用成分浓度低的废气中再生酸较难；(7)多数酸有挥发性，污染环境；(8)产品物理性质难以达到电解制铝的要求。
有人曾提出用酸一碱联合法来克服酸法的缺点，即用拜耳法将酸法所得含有铁和少量硅的低品位氢氧化铝再一次处理以制取高质量的氧化铝。
但亦会因此而使流程变得过于复杂。