氧化铝-拜耳法x
拜耳法生产氧化铝01简介-sn
2.2高压溶出 • 溶出是拜耳法生产氧化铝的两个主要工序之一。 溶出的目的在于将铝土矿中的氧化铝水合物溶解 成铝酸钠溶液。溶出效果好坏直接影响到拜耳法 生产氧化铝的技术经济指标。
• 溶出工艺主要取决于铝土矿的化学成分及矿物组 成的类型。
• 溶出过程的主要技术条件和经济指标有：溶出温 度、溶出时间、Al2O3溶出率、热耗等。
由于料浆液固比影响过滤效率，因此，在一
般情况下，都先将氢氧化铝料浆进行浓缩，
然后再进行过滤分离。
2.6 氢氧化铝焙烧
• 焙烧就是将氢氧化铝在高温下脱去附着水和结晶
水，并使其晶型转变，制得符合电解要求的氧化 铝的工艺过程。所以氧化铝的许多物理性质，特 别是比表面积、α- Al2O3含量、安息角、密度等主 要决定于煅烧条件。粒度和强度与煅烧条件也有
• ③促使铝酸钠溶液进一步脱硅。由于铝酸钠溶液
பைடு நூலகம்
中氧化硅的平衡浓度随氧化铝浓度升高而增大，
为了保证氢氧化铝质量，必须要求精液中氧化硅 的硅量指数在250以上。由于分离后的赤泥附带 有一部分铝酸钠溶液，为了减小Al2O3和Na2O的 损失，所以要对赤泥进行洗涤。
2.4 晶种分解 • 晶种分解就是将铝酸钠溶液降温，增大其过饱和 度，再加人氢氧化铝作晶种，并进行搅拌，使其 析出氢氧化铝的过程。它是拜耳法生产氧化铝的
二、各主要工段简介
2.1 原矿浆制备：
•
原矿浆制备是氧化铝生产的第一道工序。所谓的原矿浆 制备，就是把拜耳法生产氧化铝所用的原料，如铝土矿、 石灰、铝酸钠溶液等按一定的比例配制出化学成分、物 理性能都符合溶出要求的原矿浆。对原矿浆制备的要求 是：
1) 参与化学反应的物料要有一定的细度； 2) 参与化学反应的物质之间要有一定的配比和均匀混 合。 因此原矿浆制备在氧化铝生产中具有重要作用。能否 制备出满足氧化铝生产要求的矿浆，将直接影响到氧化 铝的溶出率，影响赤泥沉降性能、种分分解率以及氧化 铝的产量等技术经济指标。
拜耳法氧化铝生产工艺
拜耳法氧化铝生产工艺
嘿，朋友们！今天咱来聊聊拜耳法氧化铝生产工艺，这可真是个有趣又重要的玩意儿啊！
你想想看，氧化铝就像是我们生活中的一个小魔术道具，而拜耳法就是那神奇的魔术手法。
它能把一些看起来普普通通的矿石变得闪闪发光，变成我们需要的氧化铝呢！
首先呢，这就像是一场烹饪，得先把原料准备好。
那些含铝的矿石就是我们的食材，得精挑细选，不能有杂质哦。
然后呢，就进入了关键的步骤啦！把矿石放到一个大熔炉里，就像在给它们洗一个热乎乎的澡，让它们开始发生奇妙的变化。
在这个过程中，温度啊、压力啊这些可都得把握得恰到好处，不然可就做不出美味的氧化铝啦！这就好比炒菜时火候的掌握，火大了会糊，火小了又不熟。
接着，一系列复杂的化学反应就开始啦！就好像一场盛大的舞会，各种分子在里面欢快地跳动、结合。
经过这一番折腾，氧化铝就慢慢现身啦！
然后呢，还要对氧化铝进行提纯和加工，把它变得更加纯净、更加完美。
这就像是给一件艺术品打磨、抛光，让它焕发出耀眼的光芒。
你说这拜耳法是不是很神奇？它就像一个默默工作的魔法师，在我们看不见的地方施展着它的魔法，为我们的生活带来了那么多的便利和惊喜。
咱们日常用的好多东西，像手机啊、电脑啊，里面都有氧化铝的功劳呢！没有拜耳法生产出来的氧化铝，这些高科技玩意儿可就没那么容易出现在我们身边啦！
所以啊，可别小看了这拜耳法氧化铝生产工艺，它可是我们现代生活的幕后英雄呢！它让我们的世界变得更加丰富多彩，更加充满活力。
怎么样，是不是对它刮目相看啦？。
拜耳法氧化铝生产工艺
拜耳法氧化铝生产工艺
拜耳法是一种常用的氧化铝生产工艺，下面是关于拜耳法氧化铝生产工艺的相关介绍。
拜耳法氧化铝生产工艺是指以铝土矿为原料，经过研磨、酸溶、饱和、沉淀、烘干等步骤制取氧化铝。
其工艺流程主要包括酸溶、过滤、烧结、冷凝等步骤。
首先是酸溶步骤。
将铝土矿与稀硫酸进行反应，生成含铝酸化物的溶液，并增加碱性物质调节溶液的pH值。
接下来是过滤步骤。
将酸溶液通过过滤设备，过滤出固体残渣和液相。
固体残渣中含有未被反应的铝土矿及其他杂质。
然后是烧结步骤。
将过滤后的液相通过加热设备进行脱水，脱除溶液中的水分，得到氧化铝的烧结体。
最后是冷凝步骤。
将烧结体经过冷却设备，冷却至室温，并通过气体分离装置分离出其中的气体组分。
拜耳法氧化铝生产工艺具有以下特点：1. 原料成本低。
铝土矿是一种广泛存在的矿石资源，具有丰富的储量。
2. 生产效率高。
拜耳法可以高效地将铝土矿转化为氧化铝，生产效率高。
3. 产品质量稳定。
拜耳法制取的氧化铝质量稳定，符合工业生产的要求。
拜耳法氧化铝生产工艺在铝工业中得到广泛应用，且不断进行技术改进，提高生产效率和产品质量。
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介拜耳法适于处理高品位铝土矿,这是用苛性碱溶液在一定的温度下溶出铝土矿中的氧化铝的生产方法,具有工艺简单、产品纯度高、经济效益好等优点。
基本原理拜耳法的基本原理有两个。
一个是铝土矿的溶出；一个是铝酸钠溶液的分解。
溶出是用苛性碱溶液在一定的条件下（加石灰、碱浓度、温度、时间及搅拌等）溶出铝土矿中的氧化铝，反应为Al2O3·H2O+2NaOH=2NaAlO2+2H2OAl2O3·3H2O+2NaOH=2NaAlO2+4H2OSiO2+NaOH+NaAlO2=Na2O·Al2O3·2SiO 2·2H2O+H2O一水铝石或三水铝石溶解形成铝酸钠进入碱液中,而其它杂质不进入溶液中,呈固相存在,称赤泥。
三水铝石（Al2O3·3H2O）的溶解温度为105℃，一水硬铝石（α－Al2O3·H2O）为220℃,一水软铝石(γ－Al2O3·H2O)为190℃。
分解是利用NaAlO2溶液在降低温度、加入种子及搅拌的条件下析出固相Al(OH)3,分解反应为NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaOH 种子即为Al(OH)3,加入量(以Al2O3量计算)为溶液中Al2O3含量的一倍以上;温度控制为从75℃降到55℃;搅拌时间为60h左右。
所得Al(OH)3再经焙烧脱水变成Al2O3;并使Al2O3晶型转变,满足铝电解的要求,焙烧反应为Al2O3·3H2O 225℃γ－Al2O3·H2O + 2H2Oγ－Al2O3·H2O 500℃γ－Al2O3 + H2Oγ－Al2O3 900～1200℃α－Al2O3工艺流程及主要技术条件拜耳法的生产工艺主要由溶出、分解和焙烧三个阶段组成。
全流程主要加工工序为：矿石的破碎、均化及湿磨、高温高压溶出、赤泥分离洗涤、叶滤、种子分解、母液蒸发及氢氧化铝焙烧。
拜耳法氧化铝生产工艺原理
拜耳法氧化铝生产工艺原理好嘞，今天咱们来聊聊拜耳法生产氧化铝的事儿。
说到氧化铝，嘿，很多人可能会想，这玩意儿有什么用呢？它在生活中可是个大忙人！比如说，它是铝土矿里的主要成分，经过拜耳法处理后，咱们就能提炼出铝，造飞机、汽车，甚至是你家里的铝箔，都少不了它的贡献。
拜耳法到底是个什么操作呢？简单说，就是把铝土矿里的铝提取出来的高招。
铝土矿被破碎、磨细，搞得跟粉末一样。
想想吧，就像咱们做菜的时候，要把大块肉切成小块，才能更好地入味。
然后，接下来就要用到一种神奇的东西——氢氧化钠。
这玩意儿可是个大力士，能把铝土矿中的铝给“溶解”掉。
就像把盐放进水里，盐会慢慢消失，铝也会在这个过程中被氢氧化钠给“搞定”。
这一混合物经过加热，变得热腾腾的，真是热火朝天。
这时候，铝就变成了可溶解的铝酸钠，其他杂质就乖乖沉底了。
这时候，你可能会想，哎呀，这样处理完了就完事儿了吧？其实不然，咱们还得继续“折腾”它。
加入水，冷却一下，形成一种叫做“铝土矿浆”的东西。
听起来高大上吧？实际上，就是铝酸钠和水的组合。
再之后，就轮到沉淀的环节了，铝土矿浆在重力的帮助下，铝酸钠慢慢沉淀下来。
然后，咱们把上面的水给倒掉，留下的就是铝酸钠溶液。
这里有个小窍门，就是要让它静静地待一会儿，时间久了，铝酸钠就会变得更加浓稠。
想象一下，像一个小孩静静地在角落里画画，不打扰别人，最后的作品可得意了。
最关键的一步来啦！把这些铝酸钠再进行加热，得到的就是白白的氧化铝。
就是这么简单！看吧，整个过程就像做饭，得耐心，得火候，一不小心就得重来。
但是，你别看它步骤简单，背后可蕴藏着化学的奥妙。
这个过程中的温度、压力、时间，每一个细节都不能马虎，稍微不小心，可能就会变成一锅粥。
你可能会问，这玩意儿有什么好处呢？氧化铝可不只是用来生产铝。
它在工业中也是个多面手，作为耐火材料、磨料，还能用在陶瓷和玻璃的制作中。
想想你家那闪亮的餐具，不就是得靠氧化铝的支持吗？拜耳法生产氧化铝就像是个大厨，运用各种“调料”和“火候”，把看似平凡的铝土矿，变成了生活中不可或缺的材料。
拜耳法生产氧化铝
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟拜耳法生产氧化铝所谓“拜耳法”系奥地利化学家K·J·Bayer 于1887 年发明的处理优质铝土矿制取氧化铝的一种方法。
拜耳法就是用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝土矿，溶出其中的氧化铝得到铝酸钠溶液，往铝酸钠溶液中添加氢氧化铝晶种，经过一定时间的搅拌分解就可以析出氢氧化铝，分解母液经蒸发后用于溶出下一批铝土矿。
拜耳法生产中经常用到苛性比、硅量指数、循环效率、晶种系数等概念。
拜耳法就是用碱溶出铝土矿中的氧化铝。
工业上把溶液中以NaAlO2 和NaOH 形式存在的Na2O 叫做苛性碱（记作Na2Ok），以Na2CO3 形式存在的Na2O 叫做碳酸碱（记作Na2Oc），以Na2CO4 形式存在的Na2O 叫做硫酸碱（记作Na2O），所有形态的碱的总和称做全碱（记作Na2Ot）。
苛性比就是铝酸钠溶液中的Na2Ok 与Al2O3 的摩尔比，记作αko。
美国习惯用铝酸钠溶液中的Al2O3 与Na2Ok 的质量比表示，符号A/N。
硅量指数指铝酸钠溶液中的Al2O3 与SiO2 含量的比，符号A/S。
循环效率指铝酸钠溶液中的1t Na2O 在一次拜耳法循环中产出的Al2O3 的量（t），用E 表示。
它表明碱的利用率的高低。
晶种系数（种子比）指添加晶种氢氧化铝中的Al2O3 数量与分解原液中的Al2O3 数量之比。
分解离指分解出氢氧化铝中的Al2O3 数量占精液中所含Al2O3 数量之比。
计算式为：η=（1－αa/αm）×100%式中αa，αm-分别表示分解精液和分解母液的苛性比值。
拜耳法生产包括四个过程：（1）用αk=3.4的分解母液溶出铝土矿中的氧化铝，使溶出液的αk=1.6～1.5；（2）稀释溶出液，洗涤分离出精制铝酸溶液（精液）；（3）精液加晶种分解；（4）分解母液蒸发浓缩至苛性碱的浓度达到溶出要求（230～280g/L）。
拜耳法生产氧化铝的工艺流程如图1 所示。
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。
粗液脱硅：熟料溶出过程中，原硅酸钙不可避免的与溶液发生反应，造成粗液中会有5-6g/l的二氧化硅，这部分杂质将影响成品氧化铝的质量。
拜耳法生产氧化铝工艺
生产氧化铝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。
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。
水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。
碱石灰烧结法的主要化学反应如下：烧结：Al2O3+Na2CO3─→Na2O·Al2O3+CO2Fe2O3+Na2CO3─→Na2O·Fe2O3+CO2SiO2+2CaCO3─→2CaO·SiO2+2CO2TiO2+CaCO3─→CaO·TiO2+CO2熟料溶出：Na2O·Al2O3+4H2O─→2NaAl(OH)4（溶解）Na2O·Fe2O3+2H2O─→Fe2O3·H2O↓+2NaOH（水解）脱硅：1.7 Na2SiO3+2NaAl(OH)4─→Na2O·Al2O3··nH2O↓3 Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+x Na2SiO3─→3CaO·Al2O3·x SiO2·(6-2x)H2O↓+2(1+x)NaOH分解：2NaOH+CO2─→Na2CO3+H2ONaAl(OH)4─→Al(OH)3↓+NaOH中国碱石灰烧结法生产氧化铝的主要技术成就是：在熟料烧成中采用低碱比配方，在熟料溶出工艺中采用二段磨料和低分子比溶液，以抑制溶出时的副反应损失，使熟料中Na2O和Al2O3的溶出率分别达到94～96％和92～94％。
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拜耳法生产氧化铝工艺流程简介拜耳法适于处理高品位铝土矿,这是用苛性碱溶液在一定的温度下溶出铝土矿中的氧化铝的生产方法,具有工艺简单、产品纯度高、经济效益好等优点。
基本原理拜耳法的基本原理有两个。
一个是铝土矿的溶出；一个是铝酸钠溶液的分解。
溶出是用苛性碱溶液在一定的条件下（加石灰、碱浓度、温度、时间及搅拌等）溶出铝土矿中的氧化铝，反应为Al2O3〃H2O+2NaOH=2NaAlO2+2H2OAl2O3〃3H2O+2NaOH=2NaAlO2+4H2OSiO2+NaOH+NaAlO2=Na2O〃Al2O3〃2SiO 2〃2H2O+H2O一水铝石或三水铝石溶解形成铝酸钠进入碱液中,而其它杂质不进入溶液中,呈固相存在,称赤泥。
三水铝石（Al2O3〃3H2O）的溶解温度为105℃，一水硬铝石（α－Al2O3〃H2O）为220℃,一水软铝石(γ－Al2O3〃H2O)为190℃。
分解是利用NaAlO2溶液在降低温度、加入种子及搅拌的条件下析出固相Al(OH)3,分解反应为NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaOH 种子即为Al(OH)3,加入量(以Al2O3量计算)为溶液中Al2O3含量的一倍以上;温度控制为从75℃降到55℃;搅拌时间为60h左右。
所得Al(OH)3再经焙烧脱水变成Al2O3;并使Al2O3晶型转变,满足铝电解的要求,焙烧反应为Al2O3〃3H2O 225℃γ－Al2O3〃H2O + 2H2Oγ－Al2O3〃H2O 500℃γ－Al2O3 + H2Oγ－Al2O3 900～1200℃α－Al2O3工艺流程及主要技术条件拜耳法的生产工艺主要由溶出、分解和焙烧三个阶段组成。
全流程主要加工工序为：矿石的破碎、均化及湿磨、高温高压溶出、赤泥分离洗涤、叶滤、种子分解、母液蒸发及氢氧化铝焙烧。
铝矿石进厂后经破碎、均化、贮存，碎矿石送下一工序湿磨。
本工序的目的是使铝矿石破碎至≤15㎜粒度，并且使化学成分均匀地向湿磨供料，控制指标是：每7天的供矿量加权平均值A/S波动在±0.5范围内。
拜耳法生产氧化铝工艺
拜耳法生产氧化铝工艺(总8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--拜耳法生产氧化铝工艺1.拜耳法定义所谓“拜耳法”系奥地利化学家于1887年发明的处理优质铝土矿制取氧化铝的一种方法。
100多年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用着拜耳法这个名词。
拜耳法在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质量高，其经济效果远非其它方法所能媲美。
目前全世界生产的Al2O3和Al(OH)3，有90%以上是用拜耳法生产的。
拜耳法包括两个主要过程，也就是拜耳提出的两项专利。
（1）一项是他发现Na2O和Al2O3分子比为的铝酸钠溶液在常温下，只要添加Al(OH)3作晶种，不断搅拌，溶液中的Al2O3便可以呈Al(OH)3徐徐析出，直到其中Na2O和Al2O3的分子比提高到6为止。
这也就是铝酸钠溶液的晶种分解过程。
（2）另一项是他发现，已经析出大部分Al(OH)3的溶液，在加热时，又可以溶出铝土矿中的Al2O3水合物，这也就是利用种分母液溶出铝土矿的过程。
交替使用这两个过程就能够一批批地处理铝土矿，从中得出纯的Al(OH)3产品，构成所谓拜耳法循环。
拜耳法的实质也可用下列反应来表示。
反应在不同条件下的交替进行：Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq2.拜耳法基本原理及适用范围基本原理：（l）用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。
（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿，即溶出过程。
适用范围氧化铝的生产方法有拜耳法、烧结法、拜耳—烧结联合法三种。
各种方法的适用范围为：拜耳法：7<A/S；烧结法：3~<A/S<5；联合法：以拜耳法为主，以烧结法补其不足，处理中间品位的铝土矿。
其中，符号A/S称为硅量指数，即铝酸钠溶液中的Al2O3与SiO2含量的比。
拜耳法生产氧化铝原理
拜耳法生产氧化铝原理拜耳法是一种常用的工业方法，用于生产氧化铝（Al2O3），该过程主要涉及熔融铝矾土，并使用一定的燃料和冷却系统。
下面将对拜耳法的原理和步骤进行详细解释。
拜耳法的原理基于铝矾土（Al2(SO4)3·18H2O）的熔融和冷却反应。
该方法使用铝矾土作为原料，通过矿石的分离和过滤去除其中的杂质。
然后，铝矾土与碱性熔剂（如氢氧化钠）一起加入到炉中，在高温下进行反应。
熔剂的作用是将铝矾土中的氧化铝分解出来，并与铝矾土中的硫酸钠反应，形成氧化铝和硫酸铝盐（Al2(SO4)3）。
然后，通过冷却反应，氧化铝在液态铝矾土中形成悬浮状态，随着冷却的进行，逐渐结晶沉淀到底部。
最后，氧化铝晶体经过一系列的处理和精炼过程，得到高纯度的氧化铝。
拜耳法的步骤如下：1. 矿石准备：铝矾土被采矿并去除其中的杂质，然后被破碎和分离成细粉。
2. 矿石过滤：细粉铝矾土在过滤机中被过滤，去除其中的固体杂质。
3. 配料：纯净的铝矾土与熔剂（一般为氢氧化钠）按照一定的比例混合配料。
4. 熔炼：配料加入到容器中，通过加热使熔剂和铝矾土熔化成液体。
在高温下，氧化铝和硫酸铝盐形成。
5. 冷却：将熔融铝矾土慢慢冷却，使得氧化铝结晶并沉淀到底部。
6. 分离：将液态铝矾土从结晶的氧化铝上分离出来。
7. 处理和精炼：氧化铝经过一系列的处理和精炼过程，例如洗涤、干燥、筛分和烧结等，以获得纯度较高的氧化铝产品。
总的来说，拜耳法是一种常用的生产氧化铝的工业方法，通过熔融铝矾土和使用熔剂的反应，将氧化铝分解出来，并通过冷却使其结晶沉淀。
经过一系列的处理和精炼过程，最终得到高纯度的氧化铝。
这种方法在氧化铝工业中被广泛使用，有助于满足人们对氧化铝的需求。
氧化铝生产工艺拜耳法配料
配碱公式
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摩尔比为 2:1。
Ca0：Ti02=2：1
(3)在溶出过程中由于反苛化反应和机械损失的苛性碱。 但配料时加入的碱并不是纯苛性氧化钠，而是生产中返回的 循环母液。循环母液中除苛性氧化钠外，还有氧化铝、碳酸 钠和硫酸钠等成份。所以在循环母液中有一部分苛性氧化钠 与母液本身的氧化铝化合，称为惰性碱。剩下的部分才是游 离苛性氧化钠，它对配料才是有效的。
配碱
单位矿石所需要的循环母液量L配碱量。 生产中，要求溶出液具有一定分子比。此指标是工厂根据具 体生产条件而确定。配碱量主要考虑以下三方面的用碱量：
(1)铝酸钠结合碱。例如当规定的MR=1.45时，即是 溶出一个分子的氧化铝，在溶液中就要保留有1. 45个分子的 氧化钠；
(2)与氧化硅反应生成钠硅渣所需碱。矿石中有一公斤的 氧化硅就要配入M(Kg)的苛性钠；
氧化铝生产工艺流程拜耳法计算题
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拜耳法生产氧化铝的原理
拜耳法生产氧化铝的原理拜耳法生产氧化铝，这可是个大话题啊，听起来很高大上，但其实过程还蛮简单的，就像做个大杂烩，材料多了点，但步骤还真不复杂。
氧化铝，这玩意儿可神奇了，铝的前身，很多地方都需要用到，像造飞机、做铝箔、甚至是牙膏里都有它的身影。
真是个多才多艺的小家伙，不知道你有没有想过，它是怎么来的呢？今天就来聊聊拜耳法，跟你说说这其中的故事。
得说说这“拜耳法”的来历，名字听着就有点高深。
其实这个方法是由一个叫拜耳的德国人发明的，嘿，这哥们儿当时可真是个牛人。
话说在19世纪末的时候，大家都在研究怎么从铝土矿中提取氧化铝，这玩意儿可不是说想弄就弄得出来的。
铝土矿，听起来就像个宝藏，里面藏着好多铝的成分，但是怎么把它们提炼出来呢？拜耳想了个办法，大家伙儿也觉得这主意不错，于是就开始广泛应用。
具体是怎么操作的呢？铝土矿要被破碎，想象一下，把大石头砸成小块，那样才能进行下一步处理。
这些小块要被加热和溶解。
哦，别小看这个步骤，得把矿石和氢氧化钠混合，这就像做菜时加点调料，能让后面的味道更鲜美。
氢氧化钠可不是个好东西，得小心点，搞不好就能弄得一团糟。
不过没关系，这就是科学嘛，搞得越复杂，越能出奇迹。
等到矿石和氢氧化钠在高温下相遇，形成了一种叫做铝酸钠的物质，哇，简直像变魔术一样。
然后，这个铝酸钠要经过冷却，接着进行沉淀。
这一步就像是滤水，杂质被筛掉，留下的就是比较纯净的铝酸钠了。
再往下走，咱们要把这个铝酸钠处理成氧化铝，得把它加热到一千多度。
你想啊，能在这么高的温度下还不蒸发，得有多坚强啊，真是给铝酸钠点个赞！这时候，氧化铝就大功告成了！看，光是这样简单几步，氧化铝就从铝土矿的“大哥”变成了“小弟”。
不过，别急，后面还有更精彩的内容。
氧化铝提炼出来后，大家还要经过一系列的处理，确保它的纯度和质量。
这就像是一个选美比赛，得筛选出最美的那一位，才能顺利出道，成为后面的铝制品。
拜耳法的优势可多着呢。
这种方法不仅能提取出高纯度的氧化铝，而且经济又实惠。
氧化铝-拜耳法
铝的主要物理性质
铝是银白色的金属，具有良好的延展性 (1) 熔点 99.996%的纯铝熔点为933K（660℃ 99.996%的纯铝熔点为933K（660℃）。 工业纯铝的最终凝固点575℃ 工业纯铝的最终凝固点575℃。 (2) 沸点 铝的沸点是2467℃ 铝的沸点是2467℃。 (3) 熔化热和熔化熵 铝的熔化热在933K时为107± 铝的熔化热在933K时为107±0.21 KJ/mol。 KJ/mol。 熔化熵为11.5J/（mol·k）。 熔化熵为11.5J/（mol·k）。
铝在冶金工业上的应用
在钢铁冶金工业上用铝作脱氧剂。平均每吨钢需要 ㎏ 在钢铁冶金工业上用铝作脱氧剂。平均每吨钢需要0.8㎏铝。现在全世界年产钢 约8亿t，因此钢铁工业上的用铝量达到 万t。 亿 ，因此钢铁工业上的用铝量达到64万 。 此外，还用铝作还原剂，生产高熔点金属。 此外，还用铝作还原剂，生产高熔点金属。
国内外铝土矿资源
世界铝土矿的概况 目前，世界上已知赋存铝土矿的国家有49个，但是世界总储量的 目前，世界上已知赋存铝土矿的国家有49个，但是世界总储量的 74%集中于6个国家，几内亚，澳大利亚，巴西，越南，印度和牙买加。 74%集中于6 就铝土矿类型而言，国外铝土矿的一般特点是多数为三水铝石型或三 水铝石－一水软铝石型铝土矿。 我国铝土矿概况 我国铝土矿资源比较丰富，主要分布在山西、河南、贵州、广 西、山东等省。已经查明铝土矿产地200多处。 西、山东等省。已经查明铝土矿产地200多处。
稀释矿浆
提取
高压溶出
为什么补充苛 性碱 为什么添加石 灰 各组分的行为
氧化铝水合物 氧化硅 氧化铁 氧化钛 氧化钙、氧化 氧化钙、 镁
稀释矿浆
影响铝土矿溶出过程的主要因素
拜耳法生产氧化铝的基本原理
拜耳法生产氧化铝的基本原理
拜耳法生产氧化铝是一种发展迅速的技术，它用于制备多种形式的氧化铝，可满足各种工业应用要求。
它通过混合硅基硅酸盐，氯离子和水溶液，然后经过拜耳水洗过程来生产氧化铝。
拜耳法的具体操作步骤如下：首先，将硅基硅酸盐，氯离子和水溶液混合溶解，然后将混合溶液倒入拜耳槽中，并加入适量的碳酸钠即可完成拜耳槽的操作。
接着，将拜耳槽的溶液经过逆向滤池过滤，用蒸汽煮沸，把溶液煮到适当的温度，即可得到氧化铝粉末。
拜耳法生产氧化铝的主要优点是生产操作简单、成本低廉，且可以生产出高质量的氧化铝粉末。
这种技术可用于制备多种形式的氧化铝，可满足不同工业应用要求，同时也可以减少环境污染。
然而，在使用拜耳法生产氧化铝时，应注意操作安全，以免造成意外伤害。
总的来说，拜耳法生产氧化铝具有简单、高效、成本低廉等优点，可用于制备多种形式的氧化铝，满足各种工业应用要求。
由于这种技术可以降低环境污染，因此受到了广泛的应用。
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铝土矿含少量方解石CaCO3和白云石 CaCO3 · MgCO3 。
碳酸盐是有害杂质，在碱液中容易分解，使苛性钠转变为 碳酸钠。 MeCO3＋2NaOH= Na2CO3 ＋Me(OH)2 3Me(OH)2 ＋2NaAlO2= 3MeO· Al2O3· 6H2O ＋2NaOH
碳酸钠溶液苛化，返回生产流程。
SiO2.nH2O+2NaOH+aq=Na2SiO3+aq
SiO2.nH2O+2Na2CO3+aq=Na2SiO3+CO2+aq
石英只有在较高温度下(150℃)，才开始和苛性碱溶液起反 应。 高岭石在50 ℃便开始与NaOH溶液显著作用。
氧化硅水合物在溶出过程中的行为
水合硅铝酸钠的生成
一水碳酸钠的苛化
它是苛性碱与铝土矿中的碳酸盐和空气中的二氧化碳在溶出过程中发生反 应生成的。母液每一次循环都有一部分（3％）苛性碱变成了苏打。
石灰法
Na2CO3+Ca(OH)2+aq=2NaOH+CaCO3+aq
总结
拜耳法— 主要工序：原因、方法
Al2O3.2SiO2.2H2O+6NaOH+aq=2NaAlO2+2Na2SiO
3+aq
2NaAlO2+2Na2SiO3+aq = 3
Na2O.Al2O3.nSiO2.nH2O +4NaOH
预脱硅
SiO2造成的危害
造成氧化铝和苛性碱的损失 结疤 影响产品质量
氧化铁水合物在溶出过程中的行为
氢氧化铝浆液经分离所得的氢氧化铝滤饼仍含有一定量的 分解母液，必须加以洗涤，以回收Na2O，并保证氢氧化 铝产品中Na2O含量符合质量标准要求。
氢氧化铝焙烧
焙烧的目的： 是在一定温度下把氢氧化铝的附着水和结合水脱除，并发生分 解反应，形成氧化铝，再进行晶型转变，得到具有一定物理和 化学性能的氧化铝产品。
氧化钛水合物在溶出过程中的行为
铝土矿含钛矿物多以金红石和锐钛矿物存在。 氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠。 2NaOH+TiO2+aq=Na2O· TiO2· 2H2O+aq
氧化钛水合物在溶出过程中的行为
在溶出一水硬铝石时，氧化钛能引起氧化铝溶出率降低和氧 化钠损失，还在加热设备表面形成钛结疤。
铝土矿：破碎后的铝土矿，（难溶的一水硬铝石 70～80mm）
母液组成：NaOH、NaAlO2、Na2CO3、Na2SO4。工业生产中一 般采用循环母液来溶出铝土矿。
把铝土矿、石灰、循环母液、补充的苛性碱磨制成矿 浆后在溶出设备中完成溶出过程。
铝土矿中各组分在溶出过程中的行为
氧化铝水合物 氧化硅
100-120℃
2Al(OH)3+附水→Al2O3· 3H2O+H2O↑
200-250℃ 500℃左右 900℃以上
失去两个结晶水转变为一水软铝石(Al2O3· H2O)；
Al2O3· 3H2O→Al2O3· H2O+2 H2O↑
一水软铝石转变为无水γ-A12O3；
Al2O3· H2O→γ-Al2O3+ H2O↑
氧化铁水合物在溶出过程中的行为
铝土矿中主要含有赤铁矿(a－Fe2O3)，菱铁矿 （Fe· CO3）针铁矿(a－FeOOH)和水赤铁矿（Fe2O30.5H2O）等。 铝土矿溶出时所有赤铁矿全部残留在赤泥中，成为赤 泥的重要组成部分。 针铁矿可以脱水为赤铁矿 菱铁矿（Fe· CO3）与铝酸钠溶液反应生成高度分散的 氧化亚铁，使赤泥的沉降性能变坏，同时使苛性钠转 变为苏打。FeCO3+2NaOH＝Fe(OH)2+Na2CO3 在生产溶液中往往含有2~3毫克/升以铁酸钠形态 溶解的铁，还含有细度在3微米以下的含铁矿物微粒， 这些微粒很难滤除，则成为氢氧化铝被铁污染的来源。
灰
影响铝土矿溶出过程的主要因素
主要的影响因素如下：
（1）溶出温度 （2）循环母液碱浓度和苛性比 （3）矿石粒度 （4）搅拌强度 （5）石灰添加量
结疤现象
结疤的形成 结疤的危害
结疤的清除
高压溶出
各元素的溶出行为
溶出矿浆稀释
为什么要稀释？ 为什么用洗液稀释？
刚玉在一般工业高压溶出条件下与苛性钠不发生作用 而残留于赤泥中。
氧化硅水合物在溶出过程中的行为
铝土矿中的氧化硅一般以石英(SiO2)，蛋白石(SiO2.nH2O)、高 岭石(Al2O3.2SiO2.2H2O)等形式存在。
无定形的蛋白石，不仅易溶于苛性碱溶液，而且还能溶于 碳酸钠溶液，其反应方程式如下：
铝冶金学
绪
论
1. 铝的性质和用途 2. 炼铝原料 3. 铝的生产方法 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 铝酸钠溶液的性质 拜耳法生产氧化铝 烧结法生产氧化铝 联合法生产氧化铝
第一章
第二章 第三章 第四章 第五章
氧化铝生产 金属铝生产
铝电解用原材料制备 铝电解过程机理 铝电解生产过程 原铝的精炼
生产中为了消除氧化钛在溶出过程中的危害，一般采用添加 石灰的办法，使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙：
2CaO＋TiO2十2H2O=2CaO· TiO2· 2H2O
由于钛酸钙结晶粗大松脆，易脱落，所以氧化铝溶出 不受影响，并且消除了生成钛酸钠所造成的碱损失。
含钙、镁的矿物在溶出过程中的行为
种分过程是拜耳法生产氧化铝的关键工序 之一。它对产品的产量、质量以及全厂的 技术经济指标有着重大的影响。
晶种分解的机理
晶种分解是将铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝 结晶析出的过程： Al(OH)4- + xAl(OH)3→(x+1)Al(OH)3 + OH-
氢氧化铝结晶析出的过程是极其复杂的，分解 过程包括次生成核、晶粒破裂、晶体长大和附聚。
分解原液浓度和苛性比值 分解温度 晶种数量和品质 分解时间和母液苛性比 搅拌速度 杂质的影响
空气搅拌分解槽示意图
MIG型种分槽结构示意图
高压溶出
各元素的溶出行为
溶出矿浆稀释 晶种分解
稀释矿浆
氢氧化铝制备
分离
洗涤 煅烧
氢氧化铝分离、洗涤的主要目的
经种子分解或碳酸化分解得到的氢氧化铝浆液，用过滤设 备将氢氧化铝和母液分离，分离得到的氢氧化铝一部分直 接返回生产流程，作种子分解的晶种，其余部分经进一步 洗涤生产氢氧化铝成品。
即在晶种表面结晶并沿平面展开，使晶粒
直径长大。晶体长大的速度取决于分解条
件。溶液的过饱和度大，有利于晶体长大。
（3）氢氧化铝破裂
破裂是颗粒之间的碰撞以及颗粒与糟壁、
搅拌器之间的碰撞结果，使结晶体破裂，
产生细小的新颗粒。氢氧化铝结晶粒度变 细。
（4）附聚 附聚是指一些细小的晶粒互相依附并粘结成 为一个较大晶体的过程。氢氧化铝颗粒附聚分为 两部分：
稀释矿浆
赤泥洗涤
叶滤
溶出矿浆稀释：在分离之前用赤泥洗液稀释，其目 的主要是：
（1）降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解 （2）使铝酸钠溶液进一步脱硅 （3）有利于赤泥分离 （4）便于沉降槽的操作
赤泥洗涤：是为了回收赤泥中带有的氧化钠和氧化 铝，以减少损失。赤泥洗液再去稀释溶出矿浆是为 了回收洗液中带有的氧化钠和氧化铝，同时使水得 到循环。
（1）次生成核 次生成核又叫二次成核，所形成的晶 核成为次生晶核或二次晶核。在晶种分解 过程中，生成晶核表面粗糙，长成向外突 出细小的晶体，在颗粒相互碰撞或流体的 剪切力作用下，这些细小晶体便脱离母晶 而进入溶液中，成为新的晶核。分解温度 在75℃以上时，都无次生晶核形成。
（2）晶体长大 种分过程存在着晶体直接长大的过程，
αK＝ 3.40
A D
10
20
Na2O ％
叶滤：目的是净化清除粗液中浮游物，使净化后的 铝酸钠溶液含浮游物小于0.02g/l，满足产品质量要 求。
高压溶出
各元素的溶出行为
溶出矿浆稀释 晶种分解
稀释矿浆
晶种分解的目的
晶种分解的机理
晶种分解影响因素
晶种分解设备
晶种分解的目的
晶种分解（简称种分）就是在降温、加晶 种、搅拌的条件下，使铝酸钠溶液分解， 获得具有一定性能的氢氧化铝产品，同时 得到分子比较高的种分母液，作为溶出铝 土矿的循环母液。
水合硅铝酸钙（水化石榴石）
3Ca(OH)2 ＋2NaAlO2 ＋mNa2SiO3 = 3CaO· Al2O3· mSiO2· (62m)H2O＋2(1+m)NaOH+mH2O
高压溶出
各组分的行为
氧化铝水合物 氧化硅 氧化铁 氧化钛 氧化钙、氧化 镁
稀释矿浆
为什么补充苛 性碱 为什么添加石
交替使用这两个过程就能够每处理一批矿石，便得到一批 氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。
Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq＝2NaAl(OH)4+aq
拜耳法循环图
40
200℃
αK＝1.65
60℃