中南大学轻金属冶炼考题

氧化铝生产工艺学部分--练习及思考题

1）铝土矿可分为哪些类型以及各自要求的溶出制度？判断某一铝土矿品质好坏的标准是什么？

2）为何纯拜尔法不适合处理A/S低于7的铝土矿，而烧结法则可以处理中低品位的铝土矿（A/S 3~7之间）？

3）某地区一水硬铝石矿的化学组成为(wt%)：Al2O358.10, SiO2 10.25, Fe2O3 8.50, TiO2 2.75, CaO 0.62，Na2O 0.24。（1）该铝土矿若采用纯拜耳法工艺生产氧化铝，矿石中氧化铝的理论回收率和理论碱耗是多少？（2）若采用碱石灰烧结法生产氧化铝，在不考虑硅渣和碳蒸母返回的情况下，试计算1吨铝土矿需配入的碳酸钠(Na2CO3)和石灰(CaO)的质量？（按饱和配方计算）

4）种分初温65℃，终温为55℃，按晶种系数为2.0加入氢氧化铝晶种，分解到某一时刻，取种分母液分析，结果为：Na2O T 180.25g/L, Na2Oc

15.80g/L, αk母 2 .64，SiO2 0.37g/L, 已知分解原液（精制液）苛性分

子比αk为1.45。计算：1）分解率及产出率？2）种分母液的固含？

3）分解结束后，分析母液的Na2O T为184.74g/L，若不考虑种分过中CO2与碱反应及其它反应，估算分解母液的组成？

5）拜耳法没有单独的脱硅工序，为何烧结法要设置专门的脱硅工序？采用碱石灰烧结法处理铝土矿时，产出的硅渣的主要物相组成分别是什么？为何硅渣可以返回配料？

6）碳酸钠烧结法和石灰烧结法各有何优缺点？

7）烧结法生产氧化铝流程中，用于熟料溶出的调整液的组成计算。

8）衡量铝酸盐熟料质量好坏的指标有哪些？

9）如何控制铝土矿熟料中S2-含量？硫在烧结法生产氧化铝中有哪些危害？

10）碱石灰烧结法所排出的赤泥的主要物相组成是什么？各物相所占的大致质量百分数？

11）某烧结法厂设计产能为5万吨Al2O3/年，假定铝土矿熟料中Al2O3含量为28%，Al2O3的总回收率为95%，请计算回转窑的小时熟料窑产量？

12）某烧结法厂所产熟料和排出赤泥中的Al2O3的质量百分含量分别为

30.7%和8.2%，CaO的质量百分含量分别为19.6%和43.2%，试计

算熟料中Al2O3的净溶出率？

13）碳分精液的Na2O k浓度为91g/L, αk为1.23, Na2O c的浓度为25g/L, SiO2的浓度为0.15g/L，通入浓度为38%的CO2气体进行碳酸化分解，设计碳分分解率为90%，CO2气体的吸收率为80%。试计算：（1）1m3分解原液需要通入多少m3的CO2气体？（2）1m3分解原液能产出多少公斤Al(OH)3？（3）碳分结束时，碳分母液的苛性分子比αk

母、Na2O k、Na2O c浓度以及碳分母液的硅量指数μSiO2各为多少？（假设碳分Al(OH)3产品中杂质Na2O和SiO2的含量分别为0.18%和

0.02%）

14）烧结法熟料溶出所得铝酸钠粗液化学成分为：N k 100g/L、αk 1.25, Nc

20g/L, SiO2 4.50g/L。工艺要求脱硅后溶液的硅量指数为600。（1）假

设脱硅产物全部为水化石榴石(SiO2的饱和系数为0.5)，计算由于脱硅所造成的Al2O3的损失量？（2）脱硅产物全部为水合硅酸钠（Na2O.Al2O3.1.7SiO2.xH2O）,则脱硅过程造成的Al2O3损失量为多少？（3）工业生产上，为何先使大部分硅以钠硅渣的形式脱除，然后再加入石灰进行深度脱硅？

15）碳分精液及其母液的Al2O3浓度分别为120g/L和108g/L，精液及其母液的全碱浓度分别为115g/L和126 g/L。（1）计算碳分分解率？（2）能否直接通过氧化铝浓度的变化值来进行分解率的计算？

1. 衡量铝土矿质量好坏的指标有哪些？

2. 铝土矿的基本类型有哪些？并逐一简述其溶出工艺制度，包括溶出温度、碱浓度、溶出时间等。

3. 简述拜耳法循环的四个主要过程，包括每个过程的主要目的、所发生的主要化学反应、溶液成分和苛性比值的变化情况等。

4. 某铝土矿的主要化学成分分析结果为（wt%）：Al2O3 6

5.80，SiO2 7.92 Fe2O3 7.25。1）该铝土矿可能属于那种类型？（2）计算矿石的A/S比；（3）采用拜耳法处理时的理论碱耗？

5. 采用拜耳法处理一水硬铝石矿时，为何需要加入石灰，而处理国外三水铝石矿时则不需要添加石灰？

6. 简述拜耳法溶出浆液稀释的目的？

7. 简述拜耳法和烧结法生产氧化铝是如何实现铝硅分离的？

8. 采用烧结法生产氧化铝时，熟料溶出过程中会发生二次反应，什么是二次反应和二次反应损失？如何抑制二次反应？

9. 分别简述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的主要物相和化学成分？

10. 简述拜耳法的“晶种分解”和烧结法中的“碳酸化分解”的异同，其各自的分解率如何计算？

11 什么是“苛化”和“反苛化”，反应条件有何不同？

12. 了解拜耳法赤泥的处置现状？