铝土矿的溶出工艺
《溶出车间》
4.5 矿石细磨程度的影响
• 氧化铝矿石粒度越细小时，其比表面积就越大。 这样矿石与溶液接触的面积就越大 ， 即反应的 面积增加了 ，在其他溶出条件相同时 ，溶出速 率就会增加 。另外矿石的磨细加工会使原来被 杂质包裹的氧化铝水合物暴露出来 ， 增加了氧 化铝的溶出率 。致密难溶的一水硬铝石型矿石 则要求细磨 。然而过分的细磨使生产费用增加、 降低产能 ，又无助于进一步提高溶出速度 ，而 且还可能使溶出赤泥变细 ，造成赤泥分离洗涤 的困难。
• 不同类型的铝土矿由于其氧化铝存在的结晶状态不 同 ，所以与铝酸钠溶液的反应能力自然就会不同 完整性也会有所不同 ，其溶出性能也就会不同。
3. 1 三水铝石型铝土矿
• 在三水铝石型铝土矿中 ，氧化铝主要以三水铝石 （Al2O3 ·3H2O）或［Al(OH)3 ］的形式存在 。三 水铝石型铝土矿是最易溶出的一种铝土矿 ，在溶 出温度超过85℃时 ，就会有三水铝石的溶出 ， 随 着温度的升高 ，三水铝石矿的溶出速度加快 。通 常情况下 ，三水铝石矿典型的溶出过程是温度为 140- 150℃、Na2O浓度为120- 140g/L ，矿石中的 三水铝石能迅速地进入溶液 ，满足工业生产的要 求。
• 当三水铝石矿与未饱和的铝酸钠溶液接触后， 发生的化学反应如下：
Al(OH)3+NaAl(OH)4→NaAl(OH)4+ aq • 当铝酸钠溶液达到饱和时，溶出过程将会停止。 如果改变条件使铝酸钠溶液过饱和， 则会发生 铝酸钠溶液的分解， 即：
NaAl(OH)4+ aq→Al(OH)3+NaAl(OH)4
多种铝土矿源溶出生产工艺的研发过程
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铝土矿硫酸法溶出及除杂研究
铝土矿硫酸法溶出及除杂研究我国的铝土矿有98%以上属于一水硬铝石型,一水硬铝石在浸出方面难度很大,这是因为一水硬铝石型的晶型很完整,晶格能很大,其化学活性很差。
由于用铝行业的迅速发展,导致我国的优质铝土矿资源减少,大部分铝土矿的铝硅比为3<sup>6</sup>,很难满足拜耳法处理铝土矿的要求,严重制约了我国的氧化铝工业发展,用拜耳法来处理低铝硅比的一水硬铝石铝型铝土矿时,能耗较高,流程复杂,成本较高。
本文用硫酸法处理中低品位的一水硬铝石型铝土矿,系统的研究了铝土矿硫酸法溶出的工艺条件;并在此基础上,对溶出液中的金属杂质进行去除,使其杂质含量降到了很低的水平;以除杂后的产物为原料,制取了氧化铝气凝胶,并初步研究了其制备工艺。
研究结果如下:（1）研究了研磨和焙烧等预处理手段对氧化铝溶出的影响,并分析了焙烧铝土矿的机理。
预处理的条件分别为铝土矿粒度100μm,焙烧温度650℃,焙烧时间为60min。
（2）通过单因素实验研究了硫酸法溶出氧化铝的影响因素,并用正交实验优化了工艺,最佳工艺为:溶出反应温度180℃、硫酸浓度90%、液固比为8:1、溶出反应时间120min,在此条件下,氧化铝的溶出率达到90.23%。
（3）溶出液为硫酸铝溶液,浓缩结晶分离出硫酸铝,分析可知硫酸铝中含有Al、Fe、Mg、Si、Ca、Na、K等元素。
对铝土矿和溶出液硫酸铝进行了除杂研究:钛的去除在焙烧时进行,通过添加氯化剂且在还原气氛中焙烧铝土矿可以除去钛;用DDTC络合沉淀法进行除铁,并研究其影响因素;硅的去除在硫酸溶出铝土矿后的尾液中进行,通过添加絮凝剂使硅酸自聚再分离开来;钙、镁的去除是利用其氟化物溶度积小的特点,采用NH4F为沉淀剂除去;用氨法将溶液中的铝离子沉淀并分离开来,通过反复洗脱沉淀可使钠钾离子含量降到很低的水平,逐步去除杂质后,产物中的杂质含量均降到了0.05%以下,产物纯度达到了99.91%。
铝土矿拜耳法流程
铝土矿拜耳法基本原理、步骤一、铝土矿拜耳法的基本原理1、用Na0H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，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。
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一批铝土矿。
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。
下图为铝土矿拜耳法具体流程图：二、铝土矿拜耳法的步骤1、铝土矿溶出:得到铝酸钠溶液，使氧化铝与杂质分离稀释:降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解，便于赤泥分离。
下图为铝土矿：图：铝土矿2、铝酸钠溶液分解:使铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝的形式析出蒸发:排出多余的水分，保持水量平衡，使蒸发母液达到浓度要求。
3、氢氧化铝煅烧:除去氢氧化铝的附着水和结晶水，并得到吸湿性较差的氧化铝以满足电解需求。
4、具体方程式：①、溶出:指把铝土矿中的氧化铝水合物(Al2O3·xH2O)溶解在苛性钠(NaOH)中,生成铝酸钠溶液。
Al2O3·xH2O + 2 NaOH = 2NaAlO2+ (x+1)H2OAl(OH)3 + NaOH == NaAl(OH)4（三水铝石的溶出）AlOOH + NaOH + H2O == NaAl(OH)4（一水软铝石或一水硬铝石的溶出）②、分解:析出固体氢氧化铝2NaAlO2 + 4H2O = 2NaOH +Al2O3·xH2O (添加晶种 Al2O3·3H2O)③、煅烧:Al2O3·3H2O = Al2O3+ 3H2O (高温1100℃)5、下图为步骤图解：。
国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析
化学化工C hemical Engineering铝土矿的溶出是拜耳法氧化铝生产的两个主要工序之一，不同类型铝土矿的溶出性能差别很大，需采用不同的溶出工艺[1]。
随着国内优质铝土矿储量日益降低，铝土矿品位逐年降低，国外进口铝土矿的使用占比越来越大。
2019年我国进口铝土矿首次突破亿吨，达到1.007亿吨，占我国铝土矿消耗总量的60%左右，主要来自几内亚、澳洲、印尼等国[2]。
进口铝土矿以三水铝石型铝土矿为主，高铝、低硅、高铁、高铝硅比，与我国高铝、高硅、低铁、中低铝硅比的一水硬铝石型铝土矿存在一定差异，其溶出工艺亦有一定差距[3]。
本文通过大量生产数据，分析国内外不同铝土矿拜耳法氧化铝溶出工艺的区别，为我国如何立足现有一水硬铝石型铝土矿溶出生产系统，改造生产设备，优化工艺技术参数，更好利用国外进口铝土矿，提供技术支撑。
1 铝土矿平均化学成分对比分析国内铝土矿以一水硬铝石型铝土矿为主，其平均化学成分如表1所示；国外进口铝土矿以三水铝石型铝土矿为主，其平均化学成分如表2所示。
从国内外铝土矿的平均化学成分对比分析可知，国内铝土矿氧化铝的平均绝对含量明显高于国外进口铝土矿，但氧化硅的平均含量远高于国外进口铝土矿，导致国内铝土矿的平均铝硅比远低于国外进口铝土矿，只有进口铝土矿铝硅比的44%，氧化铁、氧化钙等成分亦有一定差异。
因此，国内外铝土矿矿物类型及化学成分的差异，会造成其具体溶出工艺的不同。
2 铝土矿管道化矿浆固相A/S对比分析由于国内外铝土矿化学成分的差异，特别是铝土矿铝硅比（A/S）国产铝土矿只有进口铝土矿的一半不到，导致铝土矿的管道化矿浆固相A/S存在较大差异。
如图1所示，国产铝土矿的管道化矿浆固相A/S平均在4.30左右，而进国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析池清泉*1，金星1，戎慧2（１ 中铝矿业有限公司，河南 郑州４５００４１；２ 河南长城信息技术有限公司，河南 郑州 ４５００４１）摘 要：铝土矿的溶出是拜耳法氧化铝生产中最重要工序之一，不同类型铝土矿需采用不同的溶出工艺。
处理多种铝土矿溶出车间设计方案
化铝 的技术经济指标。铝土矿的化学成分和氧化铝水合 甚至有专家预计 ，到 ２ １ 年前后 ，我国铝土矿资源将基 ０５
用低 温溶 出，而混合型铝 土矿则要采用高温溶 出 ［］探 １。 － ２
讨 能 否 通 过 一 套 溶 出装 置 ， 既能 实 现 高 温 溶 出 混合 型铝
土矿 ，又能实现低温溶 出三水铝石型铝土矿 ，最大 限度 地 减少因矿石类型变化对氧化铝厂溶 出装置 的限制，同 时降低氧化铝厂建设的投资 。
摘要 ：溶出是拜尔法生产氧化铝的关键工序 ，铝土矿 中氧化铝水合物存在 的状态直接影响着
溶 出条件 的选择。结合近期所设计的某氧化铝厂项 目一套装置实现高温和低温两种溶出工艺 的设计方案 ，对如何通过一套溶出装置 ，实现两种溶 出工艺，以适应不 同矿石 的工艺方法和 装置，做详尽分析。
关键 词 ：拜 尔法 ；一套装 置 ；高 温溶 出 ；低 温溶 出 中 图分类号 ：Ｔ ８ １ Ｆ ２ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：２９ －７４２ １）５ ０ ６ ３ ０ ５１４ （ ２０— ４－ ０ ０ ０
水 口还与一个 冷凝水泵连通 。
多级 闪蒸 器 中第 一 个 闪蒸 器 到倒 数 第 二 个 闪蒸 器 的
出汽 口分别与前一级套管预 热器 的进 汽 口连通 ，最后一 个闪蒸器 的矿浆 出 口与料浆 输出管道 连通 ，其 中前半组 闪蒸器的最后一个 闪蒸器 的矿浆出 口还与另一个矿浆输 出管道连通 ，前半组 闪蒸器 的最 后一 个闪蒸器的 出汽 口
２ 一 套 溶 出装 置 实 现 两 种 溶 出工 艺 的 新 方 法
２１ 实施 方式 ．
２１１ 设备连接 ．． 可 实现 高低 温两种溶 出方 式 的氧化铝 溶 出装置 包 括 多级套管预热器 、保温罐组和多级 闪蒸器 。多级套管
铝土矿溶出.ppt
• 配料分子比:
预期矿石中氧化铝充分溶出时溶出液所能达到的苛性 分子比。
配料分子比比平衡分子比高0.2~0.3。
• 配料计算
Q＝
NK母－0.608 ak配 A母
100 kg/m3
b S矿 0.608 ak配 A矿
b:赤泥中Na2O与SiO2的质量比
3、碱配入量的计算 单位矿石所需要的循环母液量叫配碱量。
• 机械活化； • 予焙烧。
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。
5.5铝土矿溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
• 避免钛酸钠形成； • 提高氧化铝溶出速度； • 促进针铁矿转变； • 降低碱耗； • 清除杂质； • 改善沉降性能。
反苛化；增加AO损失。
溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
▪ 加速； ▪ 增大溶解度； ▪ 改善赤泥沉降性能； ▪ 减轻蒸发负担； ▪ 有利于生产砂状产品； ▪ 提高循环效率。
受制于设备和操作
溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
实=[ (A/S)矿－ (A/S)泥 ]100%,
(A/S)矿
进口铝土矿的拜耳法溶出工艺研究
冶金冶炼M etallurgical smelting 进口铝土矿的拜耳法溶出工艺研究李春焕1，曹阿林2,3*（１． 百色学院化学与环境工程学院，百色 ５３３０００； ２． 百色学院材料科学与工程学院，百色 ５３３０００；３． 广西铝基新材料工程研究中心，百色 ５３３０００）摘 要：我国铝工业的高速发展对铝土矿的需求急剧增加，致使我国铝土矿资源日趋匮乏，为保证我国铝工业的可持续发展，逐年加大了国外进口铝土矿的使用。
国内某企业在现有拜耳法系统中对国外进口铝土矿生产氧化铝进行了试验研究。
本文分析了此进口铝土矿的溶出苛性碱浓度、溶出矿浆分子比、赤泥铝硅比、溶出率等工艺技术参数，为进口铝土矿的有效使用积累了经验。
关键词：进口；铝土矿；拜耳法；溶出中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０８－０００７－２Study on Bayer digestion process of imported bauxiteLI Chun-huan1，CAO A-lin2,3*（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂａｉｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂａｉｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００；３． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｍａｔｒｉｘ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｒａｐｉｄｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｂａｕｘｉｔｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｙｅａｒ ｂｙ ｙｅａｒ． Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｆｒｏｍ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｎ Ｂａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ａ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ， ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｃａｕｓｔｉｃ ｓｏｄａ， ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｐｕｌｐ， ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｔｏ ｓｉｌｉｃｏｎ ｉｎ ｒｅｄ ｍｕｄ， ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ， ｅｔｃ．， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｕｓｅ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ．Keywords: ｉｍｐｏｒｔｅｄ； ｂａｕｘｉｔｅ； Ｂａｙｅｒ； ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ随着我国铝工业的高速发展，对铝土矿的需求急剧增加，造成铝土矿过度开采、无序开采，致使我国铝土矿资源日趋匮乏，资源保有储量及矿石质量的快速下滑，高铝富矿供给矛盾突出[1-3]。
溶出车间
1.2bar130℃ 25bar230℃ 42bar250℃
后槽
55bar85℃
稀释槽
闪蒸槽
停留压煮器
60bar新蒸汽
隔膜泵
1号缓冲器
单管
2号缓冲器 47bar160℃
预热压煮器
加热压煮器 44bar256℃
蒸发 沉降
46bar200℃
(≥190℃)
冷凝水罐
冷凝水罐
冷凝水罐
中南大学冶金科学与工程学院
中南大学轻冶实习队第二组
溶出车间生产工艺
一、概述
中铝广西分公司采用纯拜耳法生产氧化铝，以一水 硬铝石型铝土矿为原料，生产条件要求苛刻，铝土矿的 溶出过程是在高温、高压、高碱条件下进行的。
溶出的主要任务: 使矿石中氧化铝水合物与苛性碱充分反应生 成铝酸钠溶液，并用适当的一次洗液（含氢氧化 铝洗涤液）稀释成合格的稀释浆液送往沉降作业 区。
预热套管
广西平果铝高压溶出采用较先进的预热技术设备， 即单套管预热，间接加热强化溶出技术，对提高热利 用率，降低热耗，提高技术经济指标，取得了十分明 显的效果。
冷凝水罐
闪蒸槽蒸汽
来自1号缓冲器 的料浆 55bar85℃
2号缓冲器
47ba2920m2
压煮器
溶出车间生产工艺
三、铝土矿的溶出过程
铝土矿中所含的氧化铝水合物在溶出时与 循环母液中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液， 形成铝酸钠溶液。 溶出反应方程式： Al2O3•H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq 这是溶出过程的主反应。
第四章 高压溶出
四、溶出工艺流程简图
一次洗液 沉降工序
6巴汽管网
拜耳法
拜耳法过程概述拜耳法的第一个过程是用粉碎机将铝土矿的矿石粉碎成直径为30毫米左右的颗粒，然后用水冲洗掉颗粒表面的粘土等杂质。
冲洗过的这些颗粒与重复利用的，氢氧化钠浓度为30%-40%的拜耳法余液相混合，借助球磨形成固体粒径在300微米以下的悬浊液。
随着粒径逐渐变小，铝土矿的比表面积大大增加，这有助于加快后续化学反应的速度。
铝土矿和高浓度氢氧化钠溶液形成的悬浮液随后进入反应釜，通过提高温度和压力使铝土矿中的氢氧化铝和氢氧化钠反应，生成可以溶解的铝酸钠（NaAl(OH)4），这被称为溶出，其方程式如下：[1]Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O → 2 NaAl(OH)4反应釜的温度和压力根据铝土矿的组成决定。
对于含三水铝石较多的铝土矿，可在常压下，150度进行反应，而对于一水硬铝石和勃姆石含量多的，则需要在加压进行反应，常用条件为200到250度，30到40个大气压。
在和氢氧化钠反应时，铝土矿中所含的铁的各种氧化物、氧化钙和二氧化钛基本不会和氢氧化钠反应，形成了固体沉淀，留在反应釜底部，它们会被过滤掉，形成的滤渣呈红色，被称作赤泥，而铝土矿中含有的二氧化硅杂质则会和氢氧化钠反应，生成同样溶于水的硅酸钠。
SiO2 + 2 NaOH → 2 Na2SiO3+H2O为了除去硅酸钠，拜耳法是通过缓慢加热溶液，促使二氧化硅、氧化铝和氢氧化钠生成方钠石结构的水合铝硅酸钠，沉淀下来，然后过滤除掉，这样一来，就只有铝酸钠留在上清液中。
热的溶液进入冷却装置中，加水稀释同时逐渐冷却，铝酸钠会发生水解，生成氢氧化铝，此时加入纯的氧化铝粉末，会析出白色的氢氧化铝固体。
NaAl(OH)4 → Al(OH)3 + NaOH有的厂家对这一步进行了改进，通入过量二氧化碳帮助产生氢氧化铝。
NaAl(OH)4 + CO2→ Al(OH)3 + NaHCO3过滤掉生成的氢氧化铝后，剩余的浓度仍然较高的氢氧化钠溶液会循环利用，用于处理另一批铝土矿，溶出氢氧化铝。
铝土矿拜耳法
1.不悔梦归处，只恨太匆匆。
2.有些人错过了，永远无法在回到从前;有些人即使遇到了，永远都无法在一起，这些都是一种刻骨铭心的痛!3.每一个人都有青春，每一个青春都有一个故事，每个故事都有一个遗憾，每个遗憾都有它的青春美。
4.方茴说：“可能人总有点什么事，是想忘也忘不了的。
”5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
铝土矿拜耳法拜耳法主要是针对高铁三水铝石矿，先按拜耳法溶解矿石提取氧化铝，经选矿或酸溶从赤泥中回收铁。
对于拜耳法溶出的研究已较为成熟，故研究多集中在从赤泥中回收铁。
陈德和徐树涛将高铁三水铝土矿进行了拜耳法溶出－赤泥选铁研究，氧化铝的回收率可达53%～58%；赤泥配入还原煤和燃烧煤，进行成型干燥、还原焙烧、磁选，铁的回收率达到80%以上，得到的海绵铁粉可进行造球、炼钢使用；刘培旺等人采用湿式高梯度脉动磁选法处理某拜耳法赤泥，可得到ＴＦｅ含量54%～56%的铁精矿，该铁精矿能用于高炉炼铁。
陈世益对广西高铁三水铝石矿进行常压、低温和低碱浓度条件下溶出约10分钟，三水铝石矿溶出率高于90%，赤泥掺入煤粉经压团、干燥，进入回转窑还原焙烧，然后破碎、磁选、成型为海绵铁团块，产品的全铁品位和金属化率均高于90%，铁回收率大于85%。
拜耳法适合处理高铝硅比（A/S＞7）的三水铝石矿，对原矿的品质要求高，且在高铁三水铝土矿中，Al2O3不仅以三水铝石形式存在，有时会夹杂有一水硬铝石和一水软铝石，而拜耳法常压浸出时只能溶出三水铝石形式存在的Al2O3，Al2O3浸出率较低，原矿中Al2O3在浸出过程中损失较大，而且无法分离固溶在Fe2O3中的Al2O3，导致铁精矿中Al2O3含量会较高。
拜耳法生产氧化铝第四章高压溶出
山东铝业职业学院
冶金化工系冶金教研室
第四章 高压溶出
一、概述
铝土矿的溶出过程一般是在高压（高温）条件下进 行的。 高压溶出的目的： 用循环母液（苛性碱溶液）迅速将铝土矿中的Al2O3 溶出，制成铝酸钠溶液。
第四章 高压溶出
三、铝土矿各种成分在溶出过程中的行为
铝土矿在溶出过程中发生的主要反应是氧 化铝水合物的溶出。溶出过程中绝大部分的杂 质多进入赤泥中，但也有少量的杂质溶解于碱 液中，杂质在溶出过程中的反应也影响到氧化 铝生产的技术经济指标。
第四章 高压溶出
1.氧化铝水合物溶出时的行为
铝土矿中所含的氧化铝水合物在溶出时与循环母液 中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液，形成铝酸钠溶液。 反应方程式： Al2O3•（1或3）H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq
铝土矿中的含钛矿物以金红石和锐钛矿存在。 氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠Na2O· 3TiO2· 2H2O。
①造成Na2O的损失。
②生成的钛酸钠会在一水硬铝石的表面形成一层致密的 保护膜，使溶解过程恶化，Al2O3溶出率降低。
（但氧化钛对三水铝石的溶解起不到阻碍作用，对一水软铝 石的阻碍作用也小得多。 ）
第四章 高压溶出
消除TiO2危害的有效措施：在铝土矿溶出时添加石灰 此时TiO2与CaO生成结晶状的钛酸钙Ca2O· TiO2 （松脆多孔、极易脱落），使Al2O3的溶出过程不再受 到阻碍，也降低了Na2O的消耗。
第四章 高压溶出
5. 氧化钙在溶出过程中的行为
采用管道化溶出工艺处理不同类型铝土矿的实践
出在世界应用较为广泛 ， 利用活性 比较大的三水铝
石型铝土矿是溶液 的产出率得以提高 ， 而产能的扩
大可大大改善处理一水硬铝石 型铝土矿的经济性 。
两 级溶 出工 艺可 看成是 后 加矿 增 浓溶 出 的一种 特殊
１ 不 同类型铝 土矿溶 出流程 的选择
有资料表 明ｆ － ｌ一些先进 的使氧化铝溶 出率达 到最大 ， 循环效率达到 比较高的水平（ 产出率为９ ０ — １ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ ３ ） 的溶 出技术都是以一种装置溶出不同类
一
方 面还 会 影 响 到原 管 道化 溶 出系统 的热平 衡 ， 更
严重 的 还可 能会 影 响 管 道化 Ｅ系 统 的进 出料平 衡 ，
造成 Ｅ 系统液位升高 ， 冷凝水带碱等生产事故 。因
此合 理 的选 定后 增 浓矿浆 的进料 量是 该 项 目投产 后
能否稳定高效运行的重要 因素。 本项 目在对我厂Ｅ 系统 ， 尤其是Ｅ ８ 的出料能力
水 铝石 型 两种 铝 土 矿 的最适 宜 工 艺 。
铝 土矿 Ｉ ： 一水 硬铝 石 （ 一水 软铝 石 ）型 铝 土矿 铝 土矿 Ｉ Ｉ ：三 水铝 石型 锅土 矿
得到有效 的降低 ， 系统潜热不能得到充分发挥。 但
进 料 量过 多 一方 面 会 影 响后 增 浓 矿 的溶 出效 果 ， 另
型铝 土矿 为 基 础 的 。其 工艺 流程 的类 型为 ： １ ． １ 并联 溶 出工艺
工艺。 采用该工艺时 ， 把预脱硅后或溶出后的三水 铝石型铝土矿浆加到高压釜溶 出器组里的一水铝石
型 铝土 矿浆 中而 不是加 到 经选 择 的 自蒸 发 器里 的矿
浆 中， 这样做可得到与采取通 常后加矿增浓工艺所 得到的一样低 的分子 比。 但并联工艺除需建设矿浆
铝土矿溶出
铝土矿溶出动力学步骤
1. 反应物向矿物 表面的内扩散； 2. 表面吸附； 3. 化学反应； 4. 解吸； 5. 向外扩散。
Al OOH
对传质步骤：V传=kg(CO-CS) 对化学反应步骤：V反=f(CS) 确定过程的限制环节。 液—固反应模型的建立必须考虑如下因素： ⑴固体一开始是多孔的，还是无孔的； ⑵反应是否形成附带着的固体产物层； ⑶如果有固体产物层，它是多孔的还是致密的； ⑷固体产物层占有的体积比固体反应物的体积 是增加还是减少。
2、每立方料循环母液配入的矿石量的计算 • 配料分子比:
预期矿石中氧化铝充分溶出时溶出液所能达到的苛 性分子比。 配料分子比比平衡分子比高0.2~0.3。
• 配料计算 N －0.608 a A k配 K母 母
Q＝ b S矿 0.608 ak配 A矿
b:赤泥中Na2O与SiO2的质量比
• • • • • • 避免钛酸钠形成； 提高氧化铝溶出速度； 促进针铁矿转变； 降低碱耗； 清除杂质； 改善沉降性能。 反苛化；增加AO损失。
溶出过程的影响因素
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 温度； 时间； 搅拌强度； 循环母液浓度； 配料分子比； 矿石磨细度； 添加石灰； 铝土矿的予处理； 其它添加剂。
100 kg/m3
3、碱配入量的计算 单位矿石所需要的循环母液量叫配碱量。 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； (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。
氧化铝生产溶出技术工艺简介演示
六、 氧化铝生产技术展望
基础理论研究 重点：为进一步简化流程、提高效率、降低能耗、 优化指标提供理论支持和技术支撑 1.氧化铝颗粒形貌、结构的变化规律与其物理性能的关 系研究 2.铝酸钠溶液的结构与化学的研究 3.生产过程热力学、动力学和反应工程学的研究 4.化学添加剂防垢技术与机理的研究 5.氧化铝生产短流程基础理论研究
四、 溶出区域设备介绍
高压溶出区域效果图
四、 溶出区域设备介绍
溶出高压进料隔膜泵
四、 溶出区域设备介绍
四、 溶出区域设备介绍
溶出套管
四、 溶出区域设备介绍
溶出预热加热套管 单套管 三套管
四、 溶出区域设备介绍
闪蒸槽（自蒸发器）
四、 溶出区域设备介绍
闪蒸槽（自蒸发器）
三、影响溶出工艺的主要因素
含铁矿物的危害
生产难以滤除的微小氧化铁水合物颗粒，进入成品氢 氧化铝之后影响质量。 生产大量沉降性能很差的赤泥。 以类质同晶形态进入针铁矿中的Al3+，降低矿石Al2O3 的提取率。
含钛矿物的危害
钛酸钠在铝矿物表面形成一层致密的保护膜，隔绝其 与溶液的接触。 生产钛酸钠造成苛性碱损失，细小钛酸钠会生产胶体， 恶化赤泥沉降。
一水硬铝石型
三水铝石—一水软铝石型 一水软铝石—一水硬铝石型
258~280
170~210 258~280
4.8~6.5
0.7~1.9 4.8~6.5
一、氧化铝生产溶出工艺现状
拜耳法溶出技术 大多采用间接加热强化溶出技术
单管预热—压煮器溶出技术 管道化溶出技术 管道间接加热—停留罐溶出技术 双流法溶出技术
一、氧化铝生产溶出工艺现状
铝土矿的分类 一水硬铝石型矿石 一水软铝石型矿石 三水型铝土矿 混合型铝土矿 我国铝土矿大多为一水硬铝石型铝土矿，具有高铝、 高硅、低铁、高硫等特点，其中一水硬铝石占98.46%
铝土矿的溶出过程影响因素分析
97科学技术Science and technology收稿日期：2019-07作者简介：王善涛，男，生于1982年，山东菏泽人，大专，职称助理工程师，研究方向：氧化铝生产管理。
铝土矿的溶出过程影响因素分析王善涛，汤志彩（山东南山东海氧化铝有限公司，山东 龙口 265706）摘 要：铝土矿溶出工序是生产氧化铝的一道关键环节，主要负责将铝土矿中的氧化铝充分溶解而进入铝酸钠溶液中，为了确保整个高压溶出工序稳定的控制和灵活调节，保证生产操作在现有条件下最大限度的优化指标，增加实际的产能。
本文结合铝土矿溶出工序的实践着重介绍分析介绍了溶出过程的影响因素。
关键词：拜耳法；铝土矿；氧化铝；溶出中图分类号：TQ133.1 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）07-0097-2拜耳法生产工艺是生产氧化铝最主要的的方法，在世界范围内应用广泛，拜耳法生产氧化铝主要有五个生产环节其中又以溶出工序为重中之重，溶出工序的影响因素很多，分析溶出的影响因素对于把握生产流程优化控制指标降低总体的成本有很重要的意义。
1 拜耳法溶出工艺介绍溶出工序将来自原矿将制备工序的矿浆送入到进行脱硅反应的脱硅槽中，矿浆在脱硅槽内逐级溢流确保矿浆有足够的反应时间，同时在矿浆中适量添加一定浓度的液碱，经过液碱调配的矿浆由高压喂料泵输送至套管换热器中进行加热促使矿浆进行溶出反应，套管中加热后的矿浆再被送到保温罐做停留反应确保溶出反应有足够的时间，完成溶出反应后矿浆进入料浆自蒸发器中将其中的热量以二次蒸汽的形式闪蒸出来，做套管换热器预热段的蒸汽热源，经过闪蒸后矿浆完成溶出反应，矿浆的温度和压力下降进入常压的槽罐送至下一生产车间。
拜耳法虽然经过不断的优化发展但并没有实质性的变化，只是工艺设备有所进步，溶出工序的反应过程设备也从单个槽罐的间断溶出反应发展到多槽罐串联的连续性作业过程，后期又发展处管道化溶出设备，管道化溶出装置也因为结构简单、投资小、换热效率高的优势而得到广泛的应用。