有色冶金第2章 氧化铝生产
有色金属冶金学重点内容
溶液中加入氢氧化铝作为种子，使铝酸钠溶液分解 。即反应
＞ 1 C 0 0
Al(O 3HN)aO ＜ H 1 C 0 0NaAl4(OH)
9. 拜耳法生产工艺流程的各主要工序是什么？ 答：铝土矿原料准备；溶出；赤泥分离洗涤；加晶种分解；氢氧化铝分离洗涤；
答：高岭石Al2O3·2SiO2·2H2O、刚玉 Al2O3 、三 水铝石 Al(OH)3 、一水铝石 AlOOH 、明矾 石 (K, Na)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3、霞石(K, Na)2O·Al2O3·2SiO2 。
第一章氧化铝的生产
6. 我国氧化铝工业的特点？ 答：铝土矿资源差；综合能耗高；成本高；多采用联
15电解槽的电极为什么选择炭质材料？
在料层表面的二价硫化物与空气接触又会被氧化而成 Na2SO4，只有约半数的硫以二价硫化物形式存在于熟料 中。熟料溶出时排入赤泥。
铝土矿中部分氧化铁还原成FeO和FeS，可以减少配料中碱的配比 ，无必要使Fe2O3全部与Na2O结合，故可降低碱耗。 加入还原剂能强化烧结过程，因为生料加入的煤在窑内燃烧带以前 燃烧，等于增加了窑的燃烧空间，提高窑的发热能力。
型铝土矿、一水硬铝石型铝土矿、混合矿；按铝土矿矿石 结构特点分：粗糙状铝土矿、致密状铝土矿、豆鲕状铝土 矿；按铝土矿地质成因分：海相沉积型铝土矿、陆相沉积 型铝土矿、玄武岩风化壳型铝土矿。
第一章氧化铝的生产
3. 衡量铝土矿的质量标准？ 答：衡量铝土矿的质量标准是铝硅比，即铝土矿中的氧化 铝与氧化硅的重量比。
碱法：是用碱（工业烧碱NaOH或纯碱Na2CO3）处理铝土矿，使矿石中的氧化铝 变为可溶的铝酸钠。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（称作赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或综合处 理利用。将净化的铝酸钠溶液（称为精液）进行分解以析出氢氧化铝，经分 离洗涤和煅烧后，得到产品氧化铝。分解母液则循环使用处理铝土矿。
氧化铝生产工艺流程
氧化铝生产工艺流程氧化铝（Al2O3）是一种重要的无机化合物，广泛应用于陶瓷、耐火材料、磨料、催化剂等领域。
氧化铝的生产工艺流程通常包括以下几个步骤：矿石的选矿、氧化铝的制备和精炼。
下面将详细介绍氧化铝的生产工艺流程。
一、矿石的选矿氧化铝的主要原料是铝土矿（bauxite）。
矿石的选矿过程是将含铝矿石从其他杂质中提取出来，使其含铝量达到一定标准。
矿石的选矿流程包括以下几个步骤：矿石碎磨、物理选矿、化学选矿和浸出。
1.矿石碎磨：将原矿经过破碎设备进行粗碎和细碎，使其达到适合后续处理的粒度要求。
2.物理选矿：利用物理性质的差异，采用重选方法分离矿石中的杂质。
常用的重选设备有重介分离机、离心分选机和震动筛等。
3.化学选矿：通过化学方式改变矿石中各种成分的化学性质，使其在溶液中呈现不同的溶解度，从而达到分离杂质的目的。
常用的化学选矿方法有酸洗、碱洗和氧化等。
4.浸出：将经过选矿的矿石用稀硫酸浸出，使铝氧化物溶解在浸出液中。
二、氧化铝的制备经过选矿的矿石中含有一定数量的铝氧化物（Al2O3），但还存在有机质、杂质和无机结合物等。
所以，经过矿石的选矿后还需要进行炼制和制备氧化铝，常用的工艺流程有碳酸钠法、铝盐法和氨法等。
1.碳酸钠法：将经过选矿的矿石和合适比例的碳酸钠与水一起混合，并加热，使其反应生成碳酸盐。
然后，将碳酸盐与酸进行反应，使铝氧化物在溶液中析出。
最后，将沉淀分离出来，通过烘干和高温煅烧得到氧化铝。
2.铝盐法：将经过选矿的矿石先进行煅烧，使其进行脱水。
然后，将矿石与酸反应，生成铝酸盐。
再通过晶体分离和干燥得到氧化铝。
3.氨法：将经过选矿的矿石煅烧，使其脱除水分。
然后，将矿石与氧化铝碳酸铵溶液进行反应，生成氨铝酸盐。
再通过结晶和煅烧得到氧化铝。
三、氧化铝的精炼经过上述制备后得到的氧化铝还存在一定的杂质，如硅酸盐、铁、钠和镁等。
因此，还需要进行氧化铝的精炼，提高其纯度。
常用的精炼方法有硫酸法、溶剂萃取法和氟化法等。
第九次课拜耳法生产氧化铝课件.
——铝冶金学
2015年11月
铝冶金学
绪
论
1. 铝的特性与用途 2. 炼铝原料 3. 铝的生产方法 1. 拜耳法生产氧化铝 2. 烧结法生产氧化铝 3. 联合法生产氧化铝 1. 2. 3. 4. 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
下一页
氧化铝生产
金属铝生产
日常生活中的铝制品
铝合金门窗 饭盒 铝水壶 铝锅 自行车铝圈 铝汤匙 电饭煲内锅 摄影用三脚架 某些洗 衣机的内筒 铝芯电线 铝脸盆 但人类多吃铝，会造成脑中毒。如老年痴呆 铝箔广泛用于包装香烟、糖果等
铝的用途
铝在交通运输工业上的应用
近年来，汽车和铁路车辆的用铝量明显增多，其目的是为减轻车身的质量，以 求节省燃料。全铝汽车正在试制。电动汽车上用Al/空气电池作动力。因此，铝又被 誉为一种节能的材料。
分解母液蒸发的 目的 碳酸钠苛化的目 的 碳酸钠苛化的方 法
拜耳循环
高压溶出 溶出矿浆稀释
晶种分解
分解母液的蒸发
拜耳法循环图 200 ＝ ℃α 1.65
K
稀释矿浆
40
60 ℃
20
Al2O3/ ％ C
B
30 ℃
αK＝ 3.40
A D
10
20
Na2O ％
总结
拜耳法——主要内容
基本原理 工艺流程： 主要工序：原因、方法
高压溶出：各组分行为、添加石灰、苛性碱的原因、结疤现象 溶出矿浆稀释、赤泥洗涤：
晶种分解：机理
氢氧化铝分离、洗涤、焙烧 分解母液的蒸发与碳酸钠的苛化
1—2—氧化铝生产——简本
主讲教师：邹兴 曹战民 教材: 邱竹贤主编： 《有色金属冶金学》 ，冶金工业出版社，2007 参考书 ： 1. 杨重愚： 《轻金属冶金学》 2. 彭荣秋： 《重金属冶金学》 3. 彭荣秋： 《稀有金属冶金学》 4. 卢宜源等： 《贵金属冶金学》 绪 论 到目前为止，已知元素有 106 种，其中金属 81 种、准金属 8 种、非金属 17 种。其中有 12 种元素为人工方法合成。 金属通常分为黑色金属和有色金属两大类。 1. 黑色金属包括铁、锰和铬三个元素以及它们的合金。 2. 有色金属是指除铁、 锰和铬以外的所有金属和准金属锰粉。 有色金属又按其密度、价格、在地壳中的储量、分布情况及发 现使用的早晚又分为五大类： 1）轻有色金属：一般是指密度在 4.5g.cm 以下的有色金属， 包括铝、钾、钠、钙、镁、锶、钡 2）重有色金属：密度在 4.5g.cm 以上的有色金属，包括铜铅 锌镉、 镍钴锑锡、汞铋等。 3） 贵金属： 金银及铂族元素 （钌铑钯 锇铱， RuRhPd OsIrPt） 4）准金属：硼硅砷硒碲 B Si As Se Te）它们的性质（物理和化 学性质）是介于金属与非金属之间。 5） 稀有金属： 在自然界含量少、 分布稀散、 发现较晚的金属， 包含约 50 种金属，如：锂铷铯铍、铪、钨钽钼 铌、钛钒铼、镓铟铊锗、稀土元素及人造元素 等。
第二节
一、 氧化铝的质量Fra bibliotek氧化铝生产方法
1、氧化铝的纯度（化学质量） 氧化铝纯度严重影响电解铝质量和电流效率。 A．氧化铝中的主要杂质 氧化硅、氧化铁、氧化钠和水等。 B．杂质在氧化铝电解过程中的影响 铁和硅因比铝更容易在阴极上析出，所以含这些杂质时，就会 因它们的析出影响铝的纯度；氧化钠因与电解液中的氟化铝反应生 成氟化钠和氧化铝破坏了电解质的组成。 3Na2O + 2AlF3 = 6NaF + Al2O3 水可以和氟化物反应生成氟化氢。 C．氧化铝的质量标准 国标规定一级氧化铝杂质含量 SiO2 0.04% 2、氧化铝物理性质 A．物理性质 包括 -Al2O3 含量、真比重、粒度、比表面积、磨损系数、安 息角。 B．影响 这些物理性质影响氧化铝的溶解速度、流动性、粉尘大小、保 温性能、吸附氟化氢能力等。 粒度是一个重要指标，它会影响氧化铝的流动性、溶解速度、 粉尘大小、氟化氢吸附性能等。 根据粒度大小，氧化铝可分为砂状、中间状和粉状氧化铝，砂 Fe2O3 0.04% Na2O 0.04% 灼减 0.8%
有色金属冶金技术作业答题
有色金属冶金技术作业答题汇总第一篇轻金属冶金学第一章氧化铝生产【习题及思考题】1、常见的氧化铝及其水合物有哪些？比较它们的化学活性。
铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可分为：三水铝石型铝土矿；一水软铝石型铝土矿；一水硬铝石型铝土矿；混合型铝土矿。
我国铝土矿资源丰富，储量大；高铝、高硅、低铁；铝硅比较低，中低品位铝土矿居多；多数铝土矿是一水硬铝石型铝土矿。
2、试比较国内外铝土矿的特点。
中国铝土矿的特点我国铝土矿的特点高硅、高铝和低铁，为一水硬铝石型，矿石中铝硅比在4～7之间[m(Al2O3)/ m(SiO2)]。
福建、河南和广西有少量的三水铝石型铝土矿。
3、砂状氧化铝和面状氧化铝各有什么特点？为什么砂状氧化铝的生产已发展成为主流？4、指出衡量铝土矿的质量的指标铝土矿质量评价标准：A、矿石类型B、矿石中可溶性氧化铝含量可溶性氧化铝含量是由氧化铝总量减去由氧化硅生成羟基方钠石化合物所损失的氧化铝量。
铝土矿的可溶性碱液溶出次序：三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型。
5、目前生产氧化铝的最主要的原料有哪些生产氧化铝的原料有铝矿土，明矾石矿和霞石矿。
6、铝酸钠溶液的稳定性对生产过程有什么影响？7、指出拜耳法的原理及实质？拜耳法原理：用苛性钠溶液(其质量浓度为130～350gNa2O/L)在加热的条件下将铝土矿中的各种氧化铝水合物溶解出来，生成铝酸钠溶液，此种溶液经稀释后在冷却的条件下分解出纯的氢氧化铝，同时重新生成苛性钠溶液，供循环使用。
流程见下页拜耳法流程包括三个主要步骤：铝土矿溶出；铝酸钠溶液分解；氢氧化铝煅烧溶出：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。
8、指出碱石灰烧结法的实质和原理。
烧结法：是在铝土矿中配入石灰石（或灰石）、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，得铝酸钠溶液。
2——2拜耳法生产氧化铝-
这一反应叫“脱硅反应”，可能发生于溶出过程的各个阶段。 工业上，在矿浆进入预热器之前，进行预脱硅（ 95℃ 以上
保持6-8h）。
铝土矿中氧化铝的理论溶出率
★在高压溶出的条件下，进入赤泥中的方钠石型的含水铝 硅酸钠的组成大致相当于 Na2O*Al2O3*1.7SiO2*nH2O（n可 以大于2）。从式可知，每1kg的SiO2要结合1kg的Al2O3和 0.6kg的Na2O。
初 可 能 生 成 三 元 化 合 物 Na2O〃CaO〃SiO2
、
2Na2O〃8CaO〃5SiO2 和 4CaO〃Al2O3〃Fe2O3 作为中间产物，当 熟料冷却过快，这些中间产物来不及转变，仍保留在熟料中， 结果使碱和氧化铝的溶出率降低。如将熟料缓慢冷却，这些中 间产物就可分解转变为平衡产物 Na2O〃Al2O3 、 Na2O〃Fe2O3 和
2.2.铝土矿溶出
湿磨的铝土矿矿浆须经预热，再加热到溶出需要的温度（高于 溶液常压沸点），以进行高温高压溶出反应。
溶出工艺参数
三水铝石型矿石
140-160℃ 100- 130g/L-Na2O
一水软铝石型矿石
230-250 ℃ 180 -240g/L-Na2O
一水硬铝石型矿石
240-280 ℃ 180-250g/L-Na2O,须 添加石灰
1902 年 卡 帕 尔 提 出 用 碳 酸 钠 和 石 灰 石 与 铝 土 矿 烧 结
（CaO/SiO2 = 2 ），使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅
酸钙2CaO · SiO2 ，减轻氧化硅的危害。
对于低品位的铝土矿（ A/S大于3.5）可以采用碱 -石灰烧结法 处理。基本原理是将铝土矿与一定量的纯碱、石灰（或石灰 石）配成炉料在高温（回转窑）下进行烧结得到固体铝酸钠 Na2O〃Al2O3 、使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙 2CaO〃SiO2, 而 氧 化 铁 与 纯 碱 化 合 成 可 以 水 解 的 铁 酸 钠 Na2O〃Fe2O3（NaOH和Fe2O3〃H2O），氧化钛生成不溶于水 的钛酸钙。用水或稀碱溶液溶出熟料，得铝酸钠溶液。经脱 硅净化的铝酸钠溶液用碳酸化分解法（向溶液中通入CO2）使 溶液中的氧化铝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。
《有色冶金概论》课程标准
《有色冶金概论》课程标准课程代码：00531101适用专业：冶金技术学时：32学分：2开课学期：第三学期第一部分前言1.课程性质与地位现代冶金通常把金属分为黑色金属和有色金属，铁、铬、锰三种金属称为黑色金属，其余金属称为有色金属。
按有色金属的比重，化学特性，自然界的分布情况以及习惯称呼，有色金属又分为重金属、轻金属、贵金属、稀有金属和半金属五类。
《有色冶金概论》是高职冶金技术专业的一门专业基础课程。
本课程旨在让冶金技术专业学生全面了解，且并初步掌握现代工农业生产各行业较常用的十五种有色金属的物理、化学性质，矿物组成及冶金提取方法，重点培养学生的专业通识能力，是培养学生专业应用能力和冶金技术职业岗位能力的基础。
学生在学完《冶金基础化学》、《冶金制图》、《金属学及热处理》等课程的基础上，并通过认识实习后学习本课程，是后续课程《铝冶金》、《铝冶金》、《锌冶金》、《贵金属冶金技术》的基础。
2.课程的设计思路《有色冶金概论》课程是鉴于有色金属种类多、冶炼方法各异而开设的一门专业基础课。
本课程标准在设计上本着懂理论，重应用的总体思路，突出体现职业教育的技能型，应用性特色，注重培养学生的理论应用于实践的能力。
紧密结合企业岗位需求并考虑其与后续开设课程的关系进行课程内容的选取与组织。
主要介绍铜冶金、镍冶金、铅冶金、锌冶金、锡冶金、铝冶金、钨冶金、钛冶金及有色冶金中的综合回收。
鉴于我专业后续课程开设铅冶金、锌冶金、锡冶金、铝冶金，本课程重点介绍铜冶金、镍冶金、锡冶金、钨冶金和钛冶金。
在课程内容的设计上按有色冶金的种类设计10个学习单元，每个单元按金属的性质和用途、生产原料、冶炼方法、生产原理、工艺过程进行内容介绍。
本课程紧密结合生产实践，通过案例教学，启发引导教学，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的主体作用，充分调动学生的积极性、主动性，重在培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。
第二部分课程目标1.知识目标（1）掌握典型有色金属的物理化学性质、生产原料和冶炼方法；（2）理解典型有色金属冶炼的原理；（3）掌握典型有色金属冶炼的工艺过程；（4）了解有色冶金中有价金属的回收方法。
2——氧化铝-详解
高兰等, 中国铝土矿资源特征及潜力分析. 中国地质 2015, 42(4): 853-863
用电解法或其它 方法直接生产出 来的纯铝称为原 铝(99.7-98%): 精 铝 ： 9 9 . 9 5 99.995％ 高 纯 铝 ： 99.9995-99.999％ 超 高 纯 度 铝 ： 99.9999-99.99999 ％（6N-7N） 铝合金
1.1 概述--Introduction
周期表上第三周期、IIIA族元素，原子序数13，相对原子量 26.98154。 铝的主要物理性质 轻金属(ρ =2.6966-2.6988g/cm3),银白色金属光泽，制造 业 熔点低:660℃;沸点高:2467℃ 导热能力好,λ 20℃= 2.1W/(cm· ℃)，炊具 电阻率低,(2.8-2.85)×10-8· m，是铜的1.5倍左右，导线 高反射率，尤其波长为0.2～12µ m的光线，光学应用 无磁性，不产生附加的磁场，航天
2 3 2
山 西 、 广 西 、 贵 州 和 河 南 超 过 全 国 保 有 资 源 储 量 的 90% ， 山 西 37%, 中国第一 , 铝土矿资源大省 , 广西、贵州和河南以 20% 、 18% 和 17% 位居第二、三、四位。重庆、云南、山东、河北、四川和海南 等省区分布有一定数量的铝土矿资源。
1974年至今
推荐阅读：Halvor Kvande , Two hundred years of aluminum ... or is it aluminium. JOM, 2008, 60(8): 23-24
化学法制铝（1825～1890）
电解法炼铝（1887～1888年以后）
Hall(美国)和Heroult(法 国)申请专利： Hall-Heroult法，即冰晶 石-氧化铝法
有色金属冶金学
有色金属冶金学前言轻金属：铝、镁、铍、钛、钾、钠、锂、钙、锶、钡等十余种金属重金属：铜、镍、钴、锌、锡、锑、汞等二十余种金属稀有金属：钨、钼、锆、铪、铌、钽、稀土金属等数十种金属贵金属：金、银、铂族金属等几种第一篇轻金属冶金学第一章氧化铝生产1.摩尔比（苛性比）：溶液中Na2O浓度为135g/l，Al2O3为130g/l，则该溶液的摩尔比为MR=(135/130)*(102/62)=1.708。
式中的102和62分别为Na2O和Al2O3的分子量2.拜耳法生产氧化铝的主要工序包括：铝土矿原料准备、熔出、赤泥分离洗涤、分解、氢氧化铝分离洗涤、煅烧、蒸发和苛化3.拜耳法：是直接利用含有大量游离苛性钠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。
4.铝土矿的溶出及影响因素：铝土矿的溶出通常是在高于溶液常压沸点的温度下用苛性碱溶液处理的化学反应过程，所以也叫“高压（高温）溶出”。
影响因素：铝土矿的矿物成分及其结构；溶出温度；循环母液碱浓度；配料摩尔比；搅拌强度5.单流法、双流法：在溶出流程上可分将循环母液和矿石一起磨制成原矿浆进行预热溶出的“单流法”及仅将一部分循环母液送去磨制矿浆，大部分母液单独预热到溶出温度，再于溶出器内和浓稠矿浆混合进行溶出的“双流法”6.赤泥分离洗涤过程步骤：赤泥料浆稀释；沉降分离；赤泥反向洗涤；溢流控制过滤7.铝酸钠溶液加种子分解：实际上应包括铝酸根离子的分解和氢氧化铝结晶8.含铝矿物的分子式（刚玉、三水铝石、一水铝石、明矾石、霞石）：高岭石Al2O3·2SiO2·2H2O、刚玉Al2O3、三水铝石Al(OH)3、一水铝石AlOOH 、明矾石(K, Na)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3、霞石(K, Na)2O·Al2O3·2SiO2。
关于氧化铝生产技术探析_2
关于氧化铝生产技术探析发布时间：2022-12-22T07:39:53.900Z 来源：《城镇建设》2022年16期8月作者：向千祥[导读] 拜耳法氧化铝在铝生产中的能源消耗约占生产成本的30%。
随着能源价格的上涨，节能降耗已成为降低向千祥国家电投集团贵州遵义产业发展有限公司564300摘要：拜耳法氧化铝在铝生产中的能源消耗约占生产成本的30%。
随着能源价格的上涨，节能降耗已成为降低铝生产成本的重要途径之一。
2010年之前，中国海外拜耳法生产的复合铝能耗一般为10~13GJ/t-Al2O3。
一些设计用于海外散居矿的新型铝设备将铝复合能耗降低到9.5GJ/t-Al 2O3以下，这是世界同类企业的领先水平。
目前，铝工艺优化设计正逐步应用于国内铝行业，也已成为企业降低成本、提高效率的必要条件和措施。
在降低生产能耗和新建和现有铝设备成本方面，工艺优化设计将成为关键因素，也将成为未来铝技术发展的方向和趋势。
笔者结合自身多年工作经验，本次主要针对氧化铝生产技术探析，展开深入论述，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；生产系统；节能降耗；优化设计1氧化铝工艺能耗分析及节能降耗方向1.1氧化铝工艺能耗分析在拜耳法铝工艺的制造过程中，工艺能耗主要包括蒸汽、电、水、压缩空气和燃料，其中蒸汽、电和燃料约占工艺能耗的95%。
节约能源和降低铝系统能耗的关键是如何尽可能减少这三种能耗。
目前，液体煅烧炉用于中国的铝加工。
更先进的煅烧炉的能耗也已降至2.9 GJ/t-Al2O3以下，并且几乎没有继续降低能耗的空间。
因此，进一步降低蒸汽和电力消耗将是优化设计中节能降耗研究的方向。
1.2氧化铝节能降耗方向1.2.1蒸汽能耗分析及节能降耗方向在铝生产系统中，蒸汽消耗是最大的能耗。
整个工厂的蒸汽主要用于加热溶解的纸浆和蒸发浓缩降解母液。
此外，加热预硅化纸浆、加热整个工厂的热水以及加热每个过程中的化学清洗溶液也必须消耗蒸汽。
氧化铝生产的潜在危险因素和防范措施
氧化铝生产的潜在危险因素和防范措施摘要：中国的氧化铝工业蓬勃发展，全球产量迅速上升到世界第一位，国内氧化铝企业也深入研究了生产过程和减少能源消耗，同时迅速提高了产量。
随着经济和过程的发展，企业更加重视环境保护和生产安全，越来越多的企业将环境保护和生产安全视为企业发展的重要支柱和概念。
因此，系统分析氧化铝生产过程对周边地区的影响对于实现可持续发展和通过一系列防止或减少环境损害的措施改善企业形象至关重要。
关键词：氧化铝生产；潜在危险因素；防范措施；引言氧化铝是一类重要的矿物质，广泛分布于自然界的土壤、岩石、含水层和水生环境中，早期氧化铝主要用作冶金、陶瓷以及基建原材料。
随着科学技术的发展，氧化铝因其独特的高导热性、表面电负性、多孔性、良好的韧性和优异的延展性备受关注，作为新材料被广泛应用于吸附、催化、光学材料及生物医药等高科技领域，显示出广阔的应用前景。
1我国氧化铝工业的国际地位我国是世界上最大的国家，近年来，由于对工业生产和发展的强劲需求，我国已成为世界上最大的氧化铝生产国，无论是消费还是生产，2020年全球生产1.34亿吨氧化铝就是明证，其中54.4%来自中国，表明我国工业在世界氧化铝市场占有重要地位，从价格角度看，自2014年以来，除2018年外，出口价格高于进口价格，例如2020年，出口价格为2245.48元/吨，而进口价格为4573.33元/吨根据有关机构的调查和预测，且由于我国疫情防控有方，是全球少有受疫情影响而经济继续呈正增长的国家，因此国家对2021年的初级铝价格和2021年的进口仲裁前景仍持乐观态度。
2生产过程中隐患因素2.1对人员的身体潜在的影响工业生产，包括氧化铝的生产，可以通过严格和全面的管理，特别是在高温、灰尘和辐射方面，得到有效控制。
铝氧化物的生产工艺是在高温环境中溶解和分离铝土矿中所含的铝氧化物，并用格栅提取结晶水，从而使整个生产过程伴有高温效应，如加热炉、管道换热器、铝基等高温环境是指高压蒸汽、等离子体、高温热水管道的供应，在这些高温和高温设备附近长期工作很容易导致缺水、中暑甚至烧伤。
拜耳法生产氧化铝
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
（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，
高压溶出：各组分行为、添加石灰、苛性碱的原因、结疤现象 溶出矿浆稀释、赤泥洗涤： 晶种分解：机理 氢氧化铝分离、洗涤、焙烧 分解母液的蒸发与碳酸钠的苛化
Al2O3/
拜耳循环 高压溶出 溶出矿浆稀释 晶种分解 分解母液的蒸发
40
拜耳法循环图 200
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
Al2O3/
60℃
20
B
30℃
αK＝3.40
％
C
A
D
10
20
Na2O％
拜耳法工艺流程图
主要工序
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。
氧化铝生产节能降耗关键技术研究
冶金冶炼M etallurgical smelting 氧化铝生产节能降耗关键技术研究杨 栋，彭 绘，李作华（南山铝业股份有限公司印尼项目部，山东 龙口 ２６５７１３）摘 要：在现代生态节约型社会的建设过程中，节能降耗已经发展为各个行业生产的首要任务，本文就以氧化铝生产为例，分析其节能降耗技术的发展，从确定能耗等级数值、取消或减小烧结法种分、引进氢氧化铝平盘过滤机，采取间接加热连续脱硅，对生产工艺用水进行控制，实现立盘液封，希望能够为氧化铝的节能降耗生产提供一定程度的帮助。
实验结果表明，本文提出的氧化铝生产节能降耗关键技术研究相比于传统氧化铝生产节能降耗技术，可以最大限度地提高对资源的利用率，进而提高其节能降耗能力，实现生态环保。
关键词：氧化铝；节能降耗；关键技术；生态环保中图分类号：Ｇ６４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１２－００１１－２Study on the key technology of energy saving and consumption reduction in alumina productionYANG Dong, PENG Hui, LI Zuo-hua（Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｎａｎｓｈａｎ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｌｏｎｇｋｏｕ ２６５７１３，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓａｖｉｎｇ ｓｏｃｉｅｔｙ，ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｔａｓｋ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔａｋｅｓ ａｌｕｍｉｎａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｆｒｏｍ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｃａｎｃｅｌｉｎｇ ｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｆｌａｔ ｄｉｓｋ ｆｉｌｔｅｒ，ａｄｏｐｔｉｎｇ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｅｓｉｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ Ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐｌａｔｅ ｌｉｑｕｉｄ ｓｅａｌ，ｈｏｐｉｎｇ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｅｌｐ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｌｕｍｉｎａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ａｌｕｍｉｎａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃａｎ ｍａｘｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｔｓ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Keywords: ａｌｕｍｉｎａ；ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ有关节能减排的世界性研究工作开始于20世纪90年代。
氧化铝溶出操作规程
目录第一篇绪论...................................................... - 1 -第一节氧化铝生产工艺概述 (1)第二节氧化铝的生产原理 (3)第三节工艺指标及释义 (6)第四节全厂工艺流程图 (14)第二篇氧化铝厂通用安全规程...................................... - 15 -第三篇溶出车间操作规程.......................................... - 22 -第一章溶出车间生产工艺 (22)第一节溶出车间概述 (22)第二节工艺流程 (22)第三节生产工艺概述 (22)第二章溶出车间岗位操作规程 (24)第一节车间岗位划分情况 (24)第二节各岗位主要任务 (24)第三节设备的开停 (28)第四节设备巡回检查制度 (32)第三章溶出车间设备 (33)第一节具体设备介绍 (33)第四章安全规程 (45)第一节安全隐患、20类危险源 (46)第二节溶出车间安全规程 (48)第五章典型事故案例 (48)第一节人身伤害事故 (48)第二节生产事故 (56)第三节设备事故 (64)第四篇环境保护....................................... 错误!未定义书签。
第五篇放射防护管理.................................... 错误!未定义书签。
第一篇绪论从19世纪初开始，从金属概念中分离出轻金属，通常指比重小于3.5的金属，一般指铝、镁、铍和碱金属。
轻金属资源极其丰富，在地壳中其含量约为：AL2O3：15%、Fe2O3：2.5%、FeO：6.0%、CaO：8.4%、MgO：3.15%、NaO：2.5%、K2O：1.7%.目前已探明的铝土矿资源就已经达到了250亿吨，随着科技的不断发展，还会探明一些铝土矿资源，目前轻金属行业的发展前景是很大的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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。
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
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。
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
氧表化面氧T所铝、iO化得2物安等铝的理息)中铝，性角含不在质及有纯电主磨比。解要损铝过指系更程数α正中-A等l电，2。O性这3电含的些解量元元过、素素程真的将对密氧首氧度化先化、物在铝容(阴F提重e极2出、O上3下粒、析列度S出iO要、2，、求比使： 在吸按电附照氧则电解氧H化在解F质化能铝电过中铝力中解程溶的强含时。解物，有会速理这比与度特些铝氟快性都更化；，与负铝流可上电反动将述性应性其诸的而好分性元破；成质素坏粉砂有的电尘状关氧解量、。化质小中物的；间正(N保状a常2温和O成、性粉分C能状a，O好三破等；种坏)，。
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
碱氧则经行分电同用个酸而(碱煅酸经法化成洗分解热时碱别法得(烧法蒸N是铝为涤解母法获法情H生到所用发4用变不后以液可得从况O产相得于结H碱为溶弃析则用硅炉。氧应到处)晶中(可解去出循于铁渣工化的的理)和或溶的或氢环处合中业铝铝氢分这碱的化综氧使理金提烧是 盐 氧 布些式铝合合化用高与取碱用的化很铝铝酸物处铝处硅含氧N硝酸铝广盐盐a钠，理，理高氧化酸性即的O水(，将利经铝H铁化铝水、水可高或溶矿不用分土的铝。解硫溶得硅纯液石溶。离矿铝的电结酸液到低碱，中解将洗。矿炉热晶或，氧铁N使的的净涤。渣法)盐然化的a结铝2铁残化和在，仅C酸后铝含晶O以、渣的煅电二用等使。铝3从)氢钛铝烧处(炉者于称无这原溶氧等酸后理内借有作机些料液化杂钠，铝还密廉赤酸铝，中铝质溶得土原度价泥处盐如析的和液到矿熔不电)理成黏出与形绝产，(炼同能称含为土，溶式大品使矿而供作铝水、亦液析部氧矿石分应精原合高可分出分化石，开的液料物岭用离。的铝中，)，进硅。的 碱土法等生，产在氧原化则铝上有是拜合耳理法的、。烧但结与法碱和法拜比耳较－，烧在结技联术合上法还等存多在种一方法。 些重大缺陷，至今还不能实现工业化。
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。
2.4 拜耳法生产氧化铝