有色冶金第2章 氧化铝生产

拜耳法
烧结法
拜耳－烧 结联合法
拜耳法是直接利用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝土矿，溶出 其中氧化铝得到铝酸钠溶液，并用加氢氧化铝种子(晶种)分解的方法， 使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝结晶。种分母液经蒸发后返回用于溶 出铝土矿。
烧结法是在铝土矿中配入石灰石(或石灰)、纯碱(含大量Na2CO3的碳分 母液)，在高温下烧结而得到含有固态铝酸钠的熟料，用水或稀碱溶液 溶出熟料，得到铝酸钠溶液。经脱硅净化的铝酸钠溶液用碳酸化分解 法(向溶液中通入二氧化碳气体)使溶液中的氧化铝生成氢氧化铝结晶 析出。碳分母液经蒸发后返回用于配制生料浆。
2.2 铝土矿
2.2.3 我国铝土矿资源的特点
特点
我国铝土矿的一般特点是高铝、高硅、低铁（只有广西矿为高铁)。因 氧化硅含量较高，故铝硅比较低，多数在4～7之间，铝硅比在10以上的 优质铝土矿较少。
铝土矿的矿物类型对氧化铝的可溶出性有很大影响。三水铝石易为苛性 碱溶解，一水软铝石次之，一水硬铝石则较难溶解。
化铝中的水也是有害成分，将增加电解质中氟化物的水解而 产生氟化氢损失。
我国现行氧化铝质量标准规定一级氧化铝的杂质含量(不大于)： SiO2 0.02%; Fe2O3 0.03%; Na2O 0.50%; 灼减0.8%。
2.3 氧化铝生产方法
2.3.2 氧化铝生产方法分类
碱法 酸法 电热法
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在化学成分上，国外大多数铝土矿的SiO2含量都很低，而Fe2O3含量一般较高。
2.3 氧化铝生产方法
2.3.1 电解炼铝对氧化铝的质量要求
1.氧化铝纯度 2.氧化铝物理性质
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2.4 拜耳法生产氧化铝
2.2.4 国外铝土矿
2.2 铝土矿
世界铝土矿储量为245亿吨，包括潜在储量在内，共达350～400亿吨。如按世界原 铝产量每年增长6%计，铝土矿原料可满足今后150年左右的需要。
铝土矿储量丰富的国家有几内亚、澳大利亚、巴西、牙买加、印度、苏里南、印尼 和希腊等。
国外铝土矿的一般特点是多数为三水铝石型铝土矿，欧洲如匈牙利、法国等为—水 软铝石型铝土矿，希腊为一水硬铝石－一水软铝石型铝土矿，苏联则各种类型都有。
矿物成分
铝土矿的类型按上述矿物成分可分为三水铝石型、一水软铝石型、一 水硬铝石型及各种混合型，如三水铝石－一水软铝石型，一水软铝石 －一水硬铝石型等。我国铝土矿主要为一水硬铝石型铝土矿，也有少 量的三水铝石型铝土矿。
2.2 铝土矿
2.2.2 铝土矿矿石结构特点
表面粗糙，一般常见颜色有灰、灰白、浅黄色等。这是各地矿石的主 粗糙状铝土矿 要类别。
对于品位中等的铝土矿(如A/S为6～7)，采用拜耳－烧结联合法处理， 可得到比单一使用拜耳法或烧结法更好的经济效果。
2.4 拜耳法生产氧化铝
2.4.1 拜耳法工艺原理及工艺流程
拜耳法是一个完整的循环生产过程，可由下述基本化学反应式说明：
拜耳法生产氧化铝的主要工序包括：铝土矿原料准备、溶出、赤泥分离洗涤、分解、 氢氧化铝分离洗涤、煅烧、蒸发和苛化。其基本工艺流程见图2-1。
结构特点
表面光滑致密，断口呈贝壳状。颜色多为灰、青灰色。此种铝土矿含高 致密状铝土矿 岭石较多，A/S多低于工业要求。
豆鲕状铝土矿
表面呈鱼子状或豆状，胶结物主要是粗糙状铝土矿或致密状铝土矿。颜 色多为深灰、灰绿、红褐或灰白色。豆粒或鲕粒在矿石中的比例不一。 鲕粒的构造复杂，一般由二至七层以上的同心圆组成，这些同心圆可为 同一矿物，也可以是不同的矿物。鲕心的成分也不相同，如有的铝土矿 鲕心为一水硬铝石，有的是一水软铝石，有的则是水云母，此外还有为 高岭石或石英碎屑的，这种矿石一般品位较低。
有色冶金概论
主讲人：
2.2 铝土矿
2.2.1 铝土矿的化学成分和矿物成分
化学成分
铝土矿的主要化学成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2，还有少量的CaO、 MgO、硫化物和微量的镓、钒、磷、铬等十几到二十几种元素的化合 物。
铝土矿中Al2O3含量大致为50%～70%，其矿物成分有三水铝石Al(OH)3、 一水软铝石γ-AlOOH和一水硬铝石α-AlOOH。 铝土矿中SiO2主要以高岭石Al2O3·2SiO2·2H2O等硅酸盐矿物存在，有的 含少量石英(晶质SiO2)、蛋白石(SiO2·nH2O)及其他黏土矿物。