烧结法

烧结法生产氧化铝的基本原理

烧结法生产氧化铝的基本原理是将铝土矿与一定量的纯碱、石灰（或石灰石）配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙2CaO·SiO2,氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠Na2O·Al2O3、而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠Na2O·Fe2O3，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na2O·Al2O3便进入溶液，Na2O·Fe2O3水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。再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（主要成分为Na2CO3），经蒸发后返回配料。

烧结法生产氧化铝工序

⏹生料浆的制备

⏹熟料烧结

⏹熟料溶出

⏹铝酸钠溶液脱硅

⏹碳酸钠分解

⏹氢氧化铝分离、洗涤

⏹氢氧化铝焙烧

⏹碳分母液蒸发

碱比是指生料浆中氧化钠与氧化铝和氧化铁的分子比。

⏹钙比是指生料浆中氧化钙与氧化硅的分

子比。

⏹铁铝比是指生料浆中氧化铁和氧化铝的

分子比。

熟料烧结目的

⏹烧结过程的目的就是要使调配合格后的

生料浆在回转窑中高温烧结，使生料各成

分互相反应。使其中的Al2O3尽可能转变

成易溶于水或稀碱溶液的Na2O·Al2O3，

而使Fe2O3转变成易水解的

Na2O·Fe2O3，SiO2等杂质转变为不溶于

水或稀碱溶液的2CaO·SiO2，并形成具有

一定容积密度和孔隙率、可磨性好的熟

料，以便在溶出过程中将有用成份与有害

杂质较好的进行分离，最大限度提取氧化

铝和回收碱。

熟料溶出的主要目的

⏹熟料溶出的目的就是将熟料中的A12O3

和Na2O最大限度地溶解于溶液中，制取

铝酸钠溶液（粗液），而熟料中的原硅酸

钙转入固相赤泥中。实现有用成份氧化钠

和氧化铝与杂质进行分离，并为赤泥分离

洗涤创造良好的条件。混联法碱循环，

充分说明了混联法工艺特点和生产组织

状况。A、混联法工艺是密闭型的，所

以拜耳……烧结两系统间生产能力有一

定制约。就是说，混联法的主要联合点：

拜耳法产出的赤泥，必须为烧结法所平衡

(消耗)；烧结法向拜耳法供应的种分母液

必须满足拜耳法系统的碱输出(含损失)需

要，混联法才能平衡。其生产波动的缓冲

靠熟料仓、种分槽和碱赤泥浆贮槽。从这

方面看，混联法同串联、并联联合法一样，

烧结法从属于拜耳法。

B、烧结法有完整的生产流程，有独立的碱循环系统，除对拜耳法系统有从属的一面外，尚有独立的一面。就是说，当烧结法生产能力有富余时，可以加大其流量，从而扩大其碱循环量，获得比与拜耳法平衡的更多的氧化铝产量。这一点，不同于串联、并联联合法。混联法命名之根据，就在于此。

C、原则上，拜耳法流程不能独立，受烧结法生产能力，即烧结法向拜耳法补碱量和烧结法本身碱循环量的限制。就是说，当烧结法生产能力不足时，拜耳法富余的生产能力将不能充分发挥，如果以外排赤泥来挖掘其富余能力，只有在拜耳法以烧碱补充碱输出量，才能不破坏混联法的碱平衡关系。从混联法碱平衡特点出发，发挥其综合生产能力的途径是选择与碱循环有关的主工技术指标。主要技术指标的选择，要考虑矿石A/S，拜耳……烧结两大系统设备能力，经综合平衡来确定。

混联法碱循环工艺流程

碱法生产氧化铝存在一个碱循环问题。所谓碱循环，实际上就是氧化铝生产中液量(碱、水)的循环。生产方法不同，碱循环方式不同，循环碱量与

生产规模成正比。

混联法工艺碱循环最为复杂。它依靠补充纯碱来弥补生产过程中碱的化学、机械损失，保持多个(主要是两个)碱循环系统的平衡，周而复始，溶出一批一批铝土矿，获得氧化铝，排出赤泥。混联法两个主要的碱循环系统是：

A、拜耳法赤泥及附液、湿碱及附液和一部分烧结法种分母液、氢氧化铝附液间的，通过熟料、蒸发母液贯穿于混联法流程的拜耳……烧结间的

碱循环。

B、碳分蒸发母液、熟料、烧结法精液、碳分母液、碳分蒸发母液间的烧结法全流程的碱循环。

另外，尚有拜耳法的种分蒸发母液、原矿浆、精液、种分母液、种分蒸发母液的全流程碱循环；烧结法内部的碳分母液、精液间的和种分母液、精液间的局部流程的碱循环等。

混联法的工艺特点混联法在吸收我国传统烧结法氧化铝生产技术及经验的基础上，探索总结出了一系列适合中国铝土矿资源特点的氧化铝生产技术及经验。A、拜耳法生产方面。采取铝矿石配石灰溶出法，既降低了溶出温度，改善了溶出效果，又减少了苛性碱的流程损耗。用适当多配矿，少配循环母液，改平衡溶出为不平衡溶出工艺，提高了拜耳法循环效率，达到了增产、节能、降耗的目的。以分解初温低、中间降温、高种子比、活性晶种的方法，提高了种分分解率。用适当降低蒸发母液碱浓度，提高精液浓度的方法。降低系统蒸发量，从而使蒸发汽耗降低。B、烧结法生产方面，利用烧结法厂碱比、钙比不饱和配方经验、又结合混联法中物料TiO2高的特点，增加钙的配入量，使TiO2生成CaO. TiO2,,提高了熟料的溶出性能。在生料中利用生料加煤技术抑制生产系统Na2SO4过多积累对蒸发造成的困难。在熟料溶出方面，利用中等浓度Na2CO3，采用低苛性化系数溶出的方法，防止赤泥膨胀变性，提高熟料净溶出率，以此达到较好的氧化铝回收率、碱耗低的目的。应用絮凝沉降技术，改沉降过滤器为沉降槽分离赤泥，极大地减轻了工人的劳动强度和作业环境，同时隆胸了电耗。在烧结法粗液脱硅中利用拜耳法赤泥作种子，提高了精液的硅量指数，对提高产品质量，提高熟料产出率起到较大作用。在分解中，炭分氢氧化铝全部用作拜耳法种子分解的种子，对于降低产品中的SiO2值，改善产品质量，起到一定作用。

混联法工艺流程

目前我国混联法生产氧化铝的工艺是：以串联法为主体，兼有在烧结法系统中添加部分高硅铝矿石来稳定烧结法系统的工艺技术条件，并充分发挥拜耳法与烧结法两部分的生产能力。在这种工艺流程中，拜耳法系统处理低硅铝矿石，烧结法系统除处理拜耳法赤泥，进一步回收其剩余的氧化铝和氧化钠，由此达到碱耗低、氧化铝回收率高的目的。同时，烧结法系统还能处理一部分高硅铝矿石，为综合利用矿山资源创造了条件，拜耳法系统用的苛性碱由烧结法系统补充，有利于降低生产成本。在混联法中，拜耳法产品含硅低、含铁高，而烧结法产品含硅高、含铁低，这两种产品混合后，互相补充，能产出较优质的氧化铝产品。(1)拜耳法系统的赤泥，用烧结法回收其中的氧化铝和氧化钠，提高了氧化铝的总回收率，降低了碱耗，例如在处理铝硅比平均为8.5的矿石时，氧化铝总回收铝为90--91%，苏打消耗低于60Kg/t氧化铝。

(2)在烧结法系统中配制生料浆时添加相当数量的低品位矿石，既提高了熟料铝硅比，改善了烧结过程，同时也有效的利用了一部分低品位矿石。通过碳分生产一部分氢氧化铝，使拜耳法与烧结法部分的产能可以灵活的调节。(3)以廉价的苏打加入烧结法，以补偿生产过程中苛性碱的损失缺点：混联法流程相当长，设备繁多，很多作业过程互相

牵制等等