氧化铝的生产方法
氧化铝生产流程图
一.工艺简介氧化铝的生产工艺,是用碱来处理铝矿石,使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。
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,将不溶解的残渣与溶液分离,经洗涤后弃去或综合利用,以回收其中的有用组分。
纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝,经与母液分离、洗涤后进行焙烧,得到氧化铝产品。
分解母液可循环使用,处理另外一批矿石。
-整个生产工艺分为8个工段:原料磨、溶出、赤泥沉降、控制过滤、分解分级、蒸发、成品过滤、焙烧。
下面从这八个工段分别介绍。
-二.原料磨在原料磨工段,铝土矿、石灰及循环母液按比例加入棒磨和球磨机中磨制原矿浆,原矿浆由水力旋流器进行分级,分级机溢流为合格的原矿浆,送入原矿浆槽,再用矿浆泵送往溶出车间的常压脱硅工段。
--三.溶出从原料车间送来的原矿浆进入常压脱硅工段的加热槽中,采用蒸汽加热,将矿浆温度控制在100℃~110℃,然后送入脱硅槽中进行连续脱硅。
在脱硅槽的末槽用母液调整经脱硅后的原矿浆RP和温度。
合格原矿浆送至高压泵房的隔膜泵,脱硅机理底部设有返砂管、返砂泵,每班定期将粗砂返回原料磨工段。
-用隔膜泵将原矿浆送往溶出工段的套管预热器,由六级套管加热器将原矿浆温度预热至174~180℃,而后采用高压新蒸汽间接加热,原矿浆加热至260℃,保温停留60分钟。
溶出后料浆经十级闪蒸,温度从260℃降至125℃,然后送入稀释槽。
从赤泥洗涤送来的赤泥洗液同时加入稀释槽中,稀释料浆用泵送往溶出后槽,停留守4小时以上,以脱除溶液中的硅、铁、锌等杂质。
--四.赤泥沉降从溶出后槽送来的稀释料浆与从絮凝剂制备工段来的絮凝剂一同进入分离沉降槽中,分离沉降槽底流含固量约38%~42%,用泵送往洗涤沉降槽,采用四次反向洗涤,洗水从末槽加入,末次洗涤底流固体含量约46%~54%,拟用高压隔膜泵送往赤泥堆场堆存。
--五.控制过滤分离沉降槽溢流送控制过滤工段的粗液槽,控制过滤采用立式叶滤机,同时将少量石灰乳加进粗液槽中作为助滤剂,叶滤得到的精液送分解车间的精液板式热交换工段,叶滤渣进滤渣槽中,用泵送回一洗沉降槽。
氧化铝的生产工艺流程
氧化铝的生产工艺流程氧化铝是一种重要的无机化工材料,广泛应用于陶瓷、电器、电子、冶金、建材等领域。
其生产工艺流程主要包括铝矾土的选矿、预处理、制酸、焙烧、浸渣、脱碱、结晶、过滤、洗涤、干燥、煅烧等环节。
以下是氧化铝的生产工艺流程的详细介绍。
1.铝矾土的选矿:首先需要对原料进行选矿处理,把与氧化铝相关度低的杂质进行去除,提高铝矾土的纯度。
2.铝矾土的预处理:将选好的铝矾土进行粉碎,然后通过烘干过程去除其中的水分,以便后续的制酸步骤。
3.制酸:将烘干的铝矾土与浓硫酸进行反应,产生硫酸铝,即铝矾石。
反应后形成的硫酸铝溶液需要进行澄清、过滤等处理,去除其中的杂质。
4.焙烧:将铝矾石进行焙烧,使其分解为氧化铝和硫酸铵。
焙烧的条件和温度需要严格控制,以确保得到高纯度的氧化铝。
5.浸渣:焙烧后的焦渣通过浸渍工艺,将其浸渍于一定的溶液中,使其中的硫酸铵溶解并得到回收。
6.脱碱:将溶液进行脱碱处理,将溶液中含有的氧化钠去除。
7.结晶:通过控制溶液的温度和浓度,使存在于溶液中的氧化铝逐渐结晶形成氧化铝晶体。
8.过滤:将结晶后的氧化铝晶体与溶液进行分离,通常采用过滤工艺进行固液分离。
9.洗涤:对过滤得到的氧化铝晶体进行洗涤处理,去除其中的杂质和残留的溶液。
10.干燥:洗涤后的氧化铝晶体需要进行干燥处理,以去除残留的水分。
11.煅烧:将干燥后的氧化铝晶体进行煅烧,使其变成具有特定晶态结构和物理化学性能的氧化铝颗粒。
以上便是氧化铝的生产工艺流程。
整个工艺流程中,各个环节的控制和操作对于提高氧化铝的纯度、晶态和物理化学性能至关重要。
目前,随着科技的不断进步和工艺的创新,氧化铝的生产工艺也在不断完善和优化,以提高生产效率和产品质量。
氧化铝生产工艺
氧化铝生产工艺在氧化铝生产行业,氧化铝的生产方法大约分四类:碱法、酸法、酸碱联合法、和热法,但目前用于工业生产的基本全部属于碱法。
用碱法生产氧化铝,是用碱(NaOH或Na2CO3)来处理铝矿石,使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液。
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(由于含氧化铁而成红色,故称赤泥)与溶液分离,经洗涤后弃去或综合利用,已回收利用其中的有用组分。
纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝,经与母液分离、洗涤后焙烧,得到氧化铝产品。
用碱法生产氧化铝又可分为:①拜尔法②烧结法③联合法,因我国的铝土矿资源的特殊性,主要为一水硬铝石,因此在早期建厂的生产氧化铝的方法均采用烧结法、混联法,后期建厂和扩建工程多采用拜尔法较多,拜尔法具有工艺流程简单,投入成本少,产品质量好等特点。
具体情况如下:中国铝业山东分公司:1954年建厂,采用烧结法,后经四次扩建,主要采用拜尔法,2006年的总产量已达128万吨中国铝业河南分公司:1965年建厂投产,主要采用混联法,1999年完成4次扩建,年产达80万吨,2005年新建年产70万吨的拜尔法生产线,2006年的年生产量已达到232万吨。
中国铝业贵州分公司:1978年完成一期拜尔法生产线,年产15万吨,后经扩建,采用混联法,2006年已达到年产120万吨。
中国铝业山西分公司:1987年一期烧结法投产,后经扩建,1992年完成二期混联法,年产达70万吨,2005年投产的拜尔法80万吨项目,到2006年已经达到年产219万吨目标。
中国铝业中州分公司:1992年一期投产烧结法,后经两次扩建选矿拜尔法生产线,2006年年产量达172万吨。
中国铝业广西分公司:1995年拜尔法投产使用,2006年总产量达94万吨。
中国铝业集团还有重庆、遵义准备建造氧化铝厂。
除中国铝业公司外,现已建或拟建的氧化铝项目29个,山东荏平氧化铝、山东魏桥氧化铝氧化铝、山西鲁能晋北氧化铝、山东龙口东海氧化铝、山东信发(100万吨)、河南开曼铝、东方希望铝业(三门峡)有限公司、广西华银(160万吨)、阳煤集团(120万吨)等众多氧化铝企业。
氧化铝生产工艺流程
氧化铝生产工艺流程氧化铝是一种重要的工业原料,广泛用于陶瓷、磨料、电子材料等领域。
其生产工艺流程主要包括矿石选矿、氧化铝的制备和氧化铝的精炼三个步骤。
一、矿石选矿氧化铝的主要原料是铝土矿,其主要成分是氧化铝矿石。
矿石选矿是生产氧化铝的第一步,其目的是从矿石中提取出氧化铝。
首先将铝土矿石经过破碎、磨矿等工艺处理,得到粉碎后的矿石。
然后通过重选、浮选等方法,将矿石中的氧化铝和其他杂质进行分离,得到含氧化铝较高的矿石精矿。
二、氧化铝的制备1. 煅烧矿石精矿经过煅烧处理,将其转化为氧化铝。
煅烧是将矿石精矿在高温下进行煅烧,使其发生化学反应,氧化铝矿石中的氢氧化铝转化为氧化铝。
煅烧的温度一般在1000℃以上,煅烧时间根据矿石的性质和工艺要求而定。
2. 碳酸化经过煅烧后的氧化铝矿石,其颗粒度较大,不利于后续的加工和应用。
因此需要进行碳酸化处理,将氧化铝矿石进行粉碎,并与碳酸钠进行反应,生成碳酸铝钠。
然后将碳酸铝钠进行水解,生成氢氧化铝沉淀。
经过过滤、洗涤等工艺处理,得到氢氧化铝产品。
三、氧化铝的精炼1. 氢氧化铝的煅烧将氢氧化铝进行煅烧,使其转化为氧化铝。
煅烧温度一般在1100℃以上,煅烧时间根据产品要求而定。
煅烧后的氧化铝颗粒度较大,需要进行粉碎和分级处理,得到符合要求的氧化铝产品。
2. 氧化铝的提纯经过煅烧后的氧化铝产品中可能还含有一定的杂质,需要进行提纯处理。
常用的方法包括盐酸法、碱法和氧化法等,通过这些方法可以将氧化铝产品中的杂质去除,得到高纯度的氧化铝产品。
以上就是氧化铝生产的主要工艺流程。
通过矿石选矿、氧化铝的制备和氧化铝的精炼三个步骤,可以生产出符合工业需求的氧化铝产品。
随着工艺技术的不断进步,氧化铝生产工艺也在不断优化,以提高产品质量和降低生产成本。
希望通过不断的研究和改进,能够进一步完善氧化铝生产工艺,为工业生产提供更优质的原料。
氧化铝的生产
氧化铝的生产目前,生产铝的方法一般是采用先从含铝的矿石中制得氧化铝,然后以氧化铝为原料,用熔盐电解的方法制取金属铝。
一、从铝矿石中提取氧化铝从含铝矿石提取氧化铝的方法,目前有碱法和酸法两种。
碱法有拜尔法、碱石灰烧结法、石灰烧结法、拜尔-烧结联合法、高压水化学法等。
拜尔法一直是生产氧化铝的主要方法,其产量约占全世界氧化铝总产量的90%以上。
酸法有硫酸法、盐酸法、硝酸法。
酸法是用无机酸溶出和处理含铝原料,原料中的氧化硅基本上不与酸反应而留在渣中,得到含铁的铝酸盐酸性水溶液,经除铁净化后的铝盐酸性溶液可通过不同方法得到铝盐水化合物结晶或氢氧化铝结晶,煅烧后得到氧化铝。
酸法主要用于处理粘土、高岭土等高硅低铁含铝原料。
含铝矿物有250余种,其中能用于工业生产的矿物主要是铝土矿、明矾石、霞石和高岭土等。
据统计,2002年,全世界已探明的铝土矿储量约246.9亿吨,储量丰富的主要国家有几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度等,其中几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度、圭亚那六国的储量约占世界铝土矿总储量的70%。
铝土矿床的赋存状态,大致分为三类:新生代红土型矿床、古生代岩溶型矿床、古生代(或中生代)其他型矿床。
红土型矿床以三水铝石型矿石为主,其次为三水铝石和一水软铝石混合型矿石。
矿石质量较好,以高铁、低硅、高铝硅比(铝和硅之比)为特点,是铝工业的优质原料,主要分布在赤道附近地区的国家,如几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西、印度等国家。
岩溶型矿床以一水硬铝石为主,其次为一水硬铝石和一水软铝石混合型矿石。
矿石以高铝、高硅、中低铝硅比为特点。
主要分布在中国、南欧和加勒比海等一些国家。
其他型矿床的矿石类型与岩溶型矿床相似,但矿床规模较小,矿石质量较差,工业意义不大。
在欧、亚大陆及北美东西部有大量分布。
这里主要是介绍碱法生产氧化铝(一)拜尔法拜尔法是奥地利科学家拜尔(K.J.Bayer)于1889年发明的,其原理用苛性钠溶液在高温下溶解铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液。
氧化铝的生产方法
氧化铝的生产方法
1. 碱法生产氧化铝,这就像是烹饪中的奇妙魔法!看啊,把铝土矿和苛性钠放一起,经过一系列反应,氧化铝就慢慢诞生啦。
就像我们用食材创造出美味佳肴一样神奇,不是吗?
2. 拜耳法,哇哦,这可是很重要的一种方法呢!想想看,通过精细的控制和操作,让铝土矿在特定条件下发生变化,进而得到氧化铝,这简直和艺术创作一样令人惊叹呀!
3. 酸法生产氧化铝,这可不容易呢!就像是攀登一座陡峭的山峰,需要勇气和技巧。
把矿石用酸处理,逐步提取出氧化铝,多么了不起呀!
4. 热法生产氧化铝也很厉害呀!高温之下的神奇转变,就如同凤凰涅槃一般,氧化铝浴火而生。
这过程多让人着迷,难道不是吗?
5. 联合法生产氧化铝,这可是多种方法的完美结合呀!就像一个优秀的团队,各展其长,共同打造出氧化铝这个“明星”产物,多神奇呀!
6. 电熔法生产氧化铝,哇,电流的奇妙力量让氧化铝得以出现。
就像一道闪电,瞬间带来惊喜,这不是很震撼吗?
7. 氯化法生产氧化铝,这个过程就好像一场神秘的化学反应盛宴!通过氯化物的参与,让氧化铝现身,真的太有意思啦!
我觉得这些生产氧化铝的方法都各有神奇之处,都在为氧化铝的产生贡献着力量,真的太了不起啦!。
氧化铝生产流程
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熟料破碎与筛分:将冷却后的熟料破碎 至一定粒度,并进行筛分,得到不同粒 度的熟料产品
包装与运输:将筛分后的熟料进行包装 和标识,并进行运输和储存
氧化铝的冷却与输送
氧化铝焙烧后的冷却方式:自然冷 却、强制风冷、水冷等
输送设备选择依据:产量、物料特 性、地形等
添加标题
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输送方式:皮带输送、斗式提升机、 刮板输送等
赤泥的分离:采用沉淀池或 沉降槽进行分离
赤泥的利用:作为建筑材料、 土地改良剂等资源化利用
赤泥的处置:合理堆放、填 埋等无害化处理方式
苛化产物的用途
氧化铝:用于制造陶瓷、 玻璃等
氢氧化铝:用于制造药物、 化妆品等
硫酸铝:用于制造肥料、 纸张等
硝酸铝:用于制造炸药、 染料等
Part Six
氧化铝焙烧与冷却
氧化铝的用途
用于制造耐火材料
用于制造陶瓷和玻璃
用于制造铝盐和催化剂
用于制造电池和电子器件
氧化铝生产流程简介
原料准备: 选用合适的 铝土矿,进 行破碎、磨 细和调配等 处理,以便 进行下一阶 段的反应。
熟料烧成: 将处理后的 原料与石灰 石、白云石 等添加剂混 合,经过高 温烧结,形 成熟料。
熟料溶出: 将熟料放入 高压釜中, 用硫酸、硝 酸等酸类溶 剂进行溶出, 使氧化铝从 矿石中溶解 出来。
氧化铝焙烧工艺流程
原料准备:将铝土矿破碎至一定粒度, 并进行筛分和除杂处理
配料与混合:按照一定比例将破碎后的 铝土矿和其他添加剂进行混合,确保成 分均匀
熟料烧成:将混合料送入回转窑中进行 焙烧,在高温下进行固相反应,生成铝 酸三钙等化合物
氧化铝生产流程
氧化铝生产流程
氧化铝是一种重要的无机化工产品,广泛应用于陶瓷、制砂、耐火材料、电子材料等
领域。
下面将介绍一种常见的氧化铝生产流程。
氧化铝的生产主要分为两个步骤:氧化工序和粉碎工序。
1. 氧化工序
氧化工序是将铝矿石进行氧化,从而得到氧化铝的过程。
首先,从铝矿石中提取铝氧化物。
常用的铝矿石有三种:赤铁矿、铝土矿和脱钾石英石。
其中,铝土矿是最常见的铝矿石。
铝土矿经过破碎、磨矿等工序后,得到粉状的
铝土矿石。
然后,将铝土矿石与水和碱液混合,进行浸渍。
在高温高压的条件下,铝
氧化物与氢氧化铝反应生成铝碱石(Al(OH)3)。
铝碱石经过过滤、洗涤等处理,得到含水量较高的氢氧化铝。
氢氧化铝再经过加热脱水,得到较纯的氧化铝。
2. 粉碎工序
粉碎工序是对氧化铝进行细碎,得到所需的氧化铝粉末。
首先,将氧化铝经过破碎等工序,得到较大的氧化铝颗粒。
然后,将这些颗粒送入粉
碎机中进行粉碎。
在粉碎机中,氧化铝颗粒与高速旋转的刀片碰撞,被粉碎成较小的
颗粒。
随后,通过粉碎机筛网的筛分作用,将颗粒大小不符合要求的部分进行再粉碎,直到得到需要的氧化铝粉末。
综上所述,氧化铝的生产流程主要包括氧化工序和粉碎工序。
氧化工序将铝矿石进行
氧化,从而得到氧化铝。
粉碎工序则是将氧化铝进行细碎,得到氧化铝粉末。
通过这
些工序,可以生产出符合要求的氧化铝产品,以满足各种应用领域的需求。
氧化铝生产方法简介
工艺简介1常规拜耳法用苛性碱液直接浸取铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液的氧化铝生产方法。
这种方法流程简单,能耗低,产品质量高,是国际上普遍采用的一种氧化铝生产方法。
目前世界上90%以上的氧化铝是由该法生产的。
由于矿石中的氧化硅在溶出过程中与铝酸钠溶液反应生成铝硅酸钠进入赤泥造成碱和氧化铝的消耗,故该法仅适于含活性氧化硅量较低的铝土矿。
2石灰拜耳法石灰拜耳法是指在拜耳法生产工艺的溶出过程中添加与常规量相比过量石灰的生产方法。
石灰拜耳法生产氧化铝工艺,是针对品位相对较低的矿石,为了使其能采用较简单经济的拜耳法生产,在溶出过程中添加过量石灰,使矿石中的大部分硅以水化石榴石(3CaO·Al2O3·nSiO2·(6-2n)H2O)的形式析出,减少生成含水铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·2H2O)导致的Na2O损失。
石灰拜耳法生产氧化铝工艺的主要特点是可以大幅度降低化学碱耗。
石灰拜耳法和常规拜耳法的主要区别在于前者的石灰添加量大。
在拜耳法溶出过程中,随着石灰添加量的增加,溶出赤泥Na2O/SiO2迅速下降,达到降低化学碱耗的目的。
但是,随着石灰添加量的增加,溶出赤泥Al2O3/SiO2则呈上升趋势,使Al2O3回收率下降,还会因为赤泥量增大而使赤泥附碱损失较为明显。
3选矿拜耳法选矿拜耳法,对氧化铝工艺而言就是常规的拜耳法。
拜耳法加上选矿二字,因其所用铝土矿是来自选矿提升铝硅比后的选精矿。
选矿拜耳法是针对中国铝土矿A/S比较低的特点,直接采用常规拜耳法生产不经济的现实情况而开发的一项新的氧化铝生产新工艺。
选矿拜耳法是通过选矿的方法将铝土矿中的含铝矿物与含硅矿物有效地分离,从而提高含铝矿物的A/S,使得高A/S的选精矿能够用拜耳法经济地处理。
这种选矿与拜耳法联合生产氧化铝的方法就是选矿拜耳法。
由于选矿尾矿不能得到充分利用,因此选矿拜耳法的Al2O3回收率较低,矿耗较高,其经济性在很大程度上取决于矿耗、矿石和苛性碱的价格。
氧化铝生产的基本方法
从矿山胶带输送机送来的铝土矿直接进入预均化堆场,由堆料机纵向分层平铺于堆场,取料机从横向端面取料,以完成铝土矿均化过程。
本工序设置1条均化堆场,采用长条形双料堆,料堆293m,储量为59000t,储存天数为13天。保证堆取料机运行线路的畅通,对堆、取料机每三个月进行一次小修,每六个月进行一次大修。
中 间 状
≤44μm的粒级含量/%
20~50
10
10~20
平均直径/μm
50
80~100
50~80
安息角/(˙)
> 45
30~35
30~40
比表面积/(m2/g)
< 5
>35
>35
密度/(g/m3)
3.90
≤3.70
≤3.70
堆积密度/(g/m3)
0.95
>0.85
0.85>
四、氧化铝厂方案比较
生产规模及产品方案
石灰 铝矿石 石灰石 纯碱
第一赤泥及附液
煤
灰
洗液
洗液
热水
CO2
循环碱液
结晶碳酸钠
硅渣及附液
热水
弃赤泥
蒸汽
晶种及附液
分解母液
热水
洗涤液 热水
成品氢氧化铝
去配料
三、电解炼铝对氧化铝的质量要求
电解炼铝对氧化铝的质量要求:
1)、氧化铝的纯度;
2)、氧化铝的物理性质。
氧化铝的纯度是影响原铝质量的主要因素,同时也影响电解过程的技术经济指标。
1、氧化铝中含有更正电性元素的氧化物Fe2O3、SiO2、TiO2、V2O5等,这些元素在电解过程中将首先在阴极上析出而使铝的质量降低,同时,电解质中含有磷、钒、钛、铁等杂质,还会使电流效率降低。
氧化铝的工艺流程
氧化铝的工艺流程
氧化铝是一种重要的工业原料,广泛应用于陶瓷、电子材料、
磨料、耐火材料等领域。
氧化铝的生产工艺主要包括氧化铝矿石的
选矿、粉碎、浸出、结晶、过滤、煅烧等步骤。
下面将详细介绍氧
化铝的生产工艺流程。
1. 氧化铝矿石的选矿
氧化铝矿石主要包括赤铁矿、脱水铝石、石英石等。
在选矿过
程中,需要根据矿石的成分和性质,采用物理方法(如重选、磁选)或化学方法(如浮选)进行选矿,以提高氧化铝的品位和回收率。
2. 氧化铝矿石的粉碎
经过选矿的氧化铝矿石需要经过粉碎工艺,将矿石破碎成适当
的颗粒大小,以便后续的浸出和结晶工艺。
3. 氧化铝矿石的浸出
粉碎后的氧化铝矿石经过浸出工艺,将氧化铝矿石中的氧化铝
和其他杂质溶解出来,得到含氧化铝的浸出液。
4. 氧化铝的结晶
浸出液经过结晶工艺,通过控制温度、浓度等条件,使溶液中的氧化铝结晶沉淀,得到氧化铝的结晶产品。
5. 氧化铝的过滤
经过结晶的氧化铝产品需要进行过滤工艺,将结晶产品中的液相分离出来,得到干燥的氧化铝产品。
6. 氧化铝的煅烧
过滤后的氧化铝产品需要进行煅烧工艺,将氧化铝产品在高温条件下进行煅烧,以去除残余的水分和有机物质,提高氧化铝的结晶度和颗粒度。
以上就是氧化铝的生产工艺流程,通过选矿、粉碎、浸出、结晶、过滤、煅烧等步骤,可以生产出高品质的氧化铝产品,满足不同工业领域的需求。
随着工艺技术的不断进步,氧化铝的生产工艺也在不断优化和改进,以提高生产效率和降低生产成本。
希望通过
不断的研究和实践,能够进一步完善氧化铝的生产工艺,为工业生产提供更好的原料支持。
氧化铝生产流程
氧化铝的生产流程从矿石提取氧化铝有多种方法,例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。
拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法,其产量约占全世界氧化铝总产量的95%左右。
70年代以来,对酸法的研究已有较大进展,但尚未在工业上应用。
拜耳法系奥地利拜耳(K.J.Bayer)于 1888年发明。
其原理是用苛性钠(NaOH)溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液。
溶液与残渣(赤泥)分离后,降低温度,加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝,洗净,并在950~1200℃温度下煅烧,便得氧化铝成品。
析出氢氧化铝后的溶液称为母液,蒸发浓缩后循环使用。
拜耳法的简要化学反应如下:由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件,主要是不同的溶出温度。
三水铝石型铝土矿可在125~140℃下溶出,一水硬铝石型铝土矿则要在240~260℃并添加石灰(3~7%)的条件下溶出。
现代拜耳法的主要进展在于:①设备的大型化和连续操作;②生产过程的自动化;③节省能量,例如高压强化溶出和流态化焙烧;④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。
拜耳法的工艺流程见图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低,最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右,碱耗一般为100公斤左右(以Na2CO3计)。
拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量,主要是矿石中的SiO2含量,通常以矿石的铝硅比,即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。
因为在拜耳法的溶出过程中,SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O),随同赤泥排出。
矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。
铝土矿的铝硅比越低,拜耳法的经济效果越差。
直到70年代后期,拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于7~8。
生产氧化铝的方法
生产氧化铝的方法
1.工业氧化铝法:采用铝酸盐为原料,经过酸碱处理、水解、沉淀、过滤、干燥等工艺步骤,得到氧化铝。
2. 溶胶-凝胶法:将铝盐和氢氧化物或碳酸盐混合后,通过物理或化学方法使其形成胶体溶液,再经过凝胶、干燥、烧结等步骤,得到氧化铝。
3. 氧化铝的电解法:将氧化铝溶解在高温的熔盐中,通过电解
的方式将氧化铝还原成金属铝和氧气,同时也会产生一定量的氧化铝。
4. 气相沉积法:将铝原料在高温、高压的气氛中加热,使其蒸
发并与氧气反应生成氧化铝颗粒,随后通过沉积在基材上的方式得到氧化铝。
以上就是生产氧化铝的主要方法,每种方法都有其特点和适用范围,可以根据不同的需求选择合适的方法进行生产。
- 1 -。
氧化铝生产工艺及计算
氧化铝生产工艺及计算(总16页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--氧化铝生产工艺及计算第一章氧化铝生产方法简介氧化铝生产方法大致可分为四类,即碱法、酸法、酸碱联合法和热法。
但目前用于工业生产的几乎全属于碱法。
碱法生产氧化铝的基本过程如下:焙烧图1:碱法生产氧化铝基本过程碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和联合法等多种流程。
拜耳法是直接用含有大量游离NaOH的循环母液处理铝矿石,以溶出其中的氧化铝而获得铝酸钠溶液,并用加晶种搅拌分解的方法,使溶液中的氧化铝以Al(OH)3状态结晶析出。
种分母液经蒸发后返回用于浸出另一批铝矿石。
矿石中的主要杂质SiO2是以水合铝硅酸钠(Na2O••••••Al2O3••nH2O)的形式进入赤泥,造成Al2O3和Na2O的损失。
因此,拜耳法适合处理高品位铝矿,铝硅比A/S大于9。
烧结法是将铝矿石配入石灰石(或石灰)、苏打(含有Na2CO3的碳分母液),在高温下烧结得到含固体铝酸钠的物料,用稀碱溶液溶出熟料便得到铝酸钠溶液。
经脱硅后的纯净铝酸钠溶液用碳酸2化分解法使溶液中的氧化铝呈Al(OH)3析出。
碳分母液经蒸发后返回用于配制生料浆。
矿石中的主要杂质SiO2是以原硅酸钙(2CaO•SiO2)的形式进入赤泥,不会造成Al2O3和Na2O的损失。
因此,烧结法适合处理高硅铝矿,铝硅比A/S可以为3-5。
拜耳-烧结联合法兼有拜耳法和烧结法流程,兼收了两个流程的优点,获得更好的经济效果。
它适合处理A/S为6-8的中等品位铝矿。
由于流程较复杂,只有生产规模较大时,采用联合法才是可行和有利的。
酸法是用硝酸、硫酸、盐酸等无机酸处理含铝原料而得到相应的铝盐的酸性水溶液。
然后使这些铝盐成水合物晶体(蒸发结晶)或碱式铝盐(水解结晶)从溶液中析出,亦可用碱中和这些铝盐的水溶液,成氢氧化铝析出,煅烧后得无水氧化铝。
酸法适合处理高硅低铁铝矿,如粘土、高岭土等。
氧化铝生产工艺流程
氧化铝生产工艺流程氧化铝,即二氧化铝,是一种重要的无机化合物,在多个领域有着广泛的应用。
氧化铝的生产工艺流程涉及多个步骤,包括矿石选矿、矿石煅烧、铝酸法制取和氢氧化法制取等。
本文将详细介绍氧化铝的生产工艺流程。
1. 矿石选矿氧化铝的主要原料是铝土矿,其中含有较高比例的氧化铝。
矿石选矿是将铝土矿经过粉碎、浮选等工艺,提高氧化铝的含量,同时去除杂质。
该过程通常包括矿石的碎石、磨矿和浮选等步骤。
选矿后的矿石进行下一步的处理。
2. 矿石煅烧矿石煅烧是将经过选矿的铝土矿在高温条件下进行煅烧,使其发生化学反应,转变成含有高纯度氧化铝的物质。
该过程主要分为预煅和炼煅两个步骤。
预煅是将矿石在较低温度下进行煅烧,以去除矿石中的有机物和水分,并使得矿石结构发生改变。
而炼煅是将经过预煅的矿石在高温下进行进一步的煅烧,使其转变成高纯度的氧化铝。
3. 铝酸法制取铝酸法是目前氧化铝生产中最常用的方法之一。
该方法主要包括铝土矿浸出、铝含量的提纯、氢氧化铝的沉淀和氢氧化铝的煅烧等步骤。
首先,将经过选矿和煅烧的铝土矿与浸取剂(如石灰石)混合,进行浸出反应,将铝含量提取出来。
然后,通过提纯工艺,去除浸出液中的杂质,提高铝的纯度。
接下来,将纯化的溶液加入沉淀剂,使氢氧化铝沉淀出来。
最后,将沉淀的氢氧化铝进行煅烧,转变成氧化铝产品。
4. 氢氧化法制取氢氧化法是另一种常用的氧化铝生产方法。
该方法主要包括铝土矿的浸取、氢氧化铵的制备和氧化铝的煅烧等步骤。
首先,将经过选矿和煅烧的铝土矿与浸取剂进行浸取反应,将铝含量提取出来。
然后,将浸出液与氨水等反应,制备氢氧化铵。
最后,将氢氧化铵进行煅烧,转变成氧化铝产品。
总结氧化铝的生产工艺流程涉及矿石选矿、矿石煅烧、铝酸法制取和氢氧化法制取等多个步骤。
无论是铝酸法还是氢氧化法,都需要经过多个反应和处理过程,才能获得高纯度的氧化铝产品。
这些工艺的运用使得氧化铝的生产更加经济高效,广泛应用于建筑材料、电子器件等领域。
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氧化铝的生产工艺流程氧化铝的生产工艺流程从矿石提取氧化铝有多种方法,例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。
拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法,其产量约占全世界氧化铝总产量的95%左右。
70年代以来,对酸法的研究已有较大进展,但尚未在工业上应用。
拜耳法系奥地利拜耳(K.J.Bayer)于1888年发明。
其原理是用苛性钠(NaOH)溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液。
溶液与残渣(赤泥)分离后,降低温度,加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝,洗净,并在950~1200℃温度下煅烧,便得氧化铝成品。
析出氢氧化铝后的溶液称为母液,蒸发浓缩后循环使用。
拜耳法的简要化学反应如下:由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件,主要是不同的溶出温度。
三水铝石型铝土矿可在125~140℃下溶出,一水硬铝石型铝土矿则要在240~260℃并添加石灰(3~7%)的条件下溶出。
现代拜耳法的主要进展在于:①设备的大型化和连续操作;②生产过程的自动化;③节省能量,例如高压强化溶出和流态化焙烧;④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。
拜耳法的工艺流程见图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低,最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右,碱耗一般为100公斤左右(以Na2CO3计)。
拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量,主要是矿石中的SiO2含量,通常以矿石的铝硅比,即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。
因为在拜耳法的溶出过程中,SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O),随同赤泥排出。
矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。
铝土矿的铝硅比越低,拜耳法的经济效果越差。
直到70年代后期,拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于7~8。
由于高品位三水铝石型铝土矿资源逐渐减少,如何利用其他类型的低品位铝矿资源和节能新工艺等问题,已是研究、开发的重要方向。
碱石灰烧结法适用于处理高硅的铝土矿,将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料,在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙(2CaO·SiO2)和钛酸钠(CaO·TiO2组成的熟料。
然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。
此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。
如果溶出条件控制适当,原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应,而与钛酸钙、Fe2O3·H2O 等组成赤泥排出。
溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程,SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6-2x)H2O 沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提纯。
把CO2气体通入精制铝酸钠溶液,和加入晶种搅拌,得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。
氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。
水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。
碱石灰烧结法的主要化学反应如下:烧结:Al2O3+Na2CO3─→Na2O·Al2O3+CO2 Fe2O3+Na2CO3─→Na2O·Fe2O3+CO2 SiO2+2CaCO3─→2CaO·SiO2+2CO2 TiO2+CaCO3─→CaO·TiO2+CO2熟料溶出:Na2O·Al2O3+4H2O─→2NaAl(OH)4(溶解)Na2O·Fe2O3+2H2O─→Fe2O3·H2O ↓+2NaOH(水解)脱硅:1.7 Na2SiO3+2NaAl(OH)4─→Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O↓+3.4NaOH 3 Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+x Na2SiO3─→3CaO·Al2O3·x SiO2·(6-2x)H2O↓+2(1+x)NaOH 分解:2NaOH+CO2─→Na2CO3+H2O NaAl(OH)4─→Al(OH)3↓+NaOH中国碱石灰烧结法生产氧化铝的主要技术成就是:在熟料烧成中采用低碱比配方,在熟料溶出工艺中采用二段磨料和低分子比溶液,以抑制溶出时的副反应损失,使熟料中Na2O和Al2O3的溶出率分别达到94~96%和92~94%。
Al2O3的总回收率约90%,每吨氧化铝的Na2CO3的消耗量约95公斤。
碱石灰烧结法可以处理拜耳法不能经济地利用的低品位矿石,其铝硅比可低至3.5,且原料的综合利用较好,有其特色。
碱石灰烧结法的常用流程见图2拜耳-烧结联合法可充分发挥两法优点,取长补短,利用铝硅比较低的铝土矿,求得更好的经济效果。
联合法有多种形式,均以拜耳法为主,而辅以烧结法。
按联合法的目的和流程连接方式不同,又可分为串联法、并联法和混联法三种工艺流程。
①串联法是用烧结法回收拜耳法赤泥中的Na2O和Al2O3,用于处理拜耳法不能经济利用的三水铝石型铝土矿。
扩大了原料资源,减少碱耗,用较廉价的纯碱代替烧碱,而且Al2O3的回收率也较高。
②并联法是拜耳法与烧结法平行作业,分别处理铝土矿,但烧结法只占总生产能力的10~15%,用烧结法流程转化产生的NaOH补充拜耳法流程中NaOH的消耗。
③混联法是前两种联合法的综合。
此法中的烧结法除了处理拜耳法赤泥外,还处理一部分低品位矿石。
中国根据本国的铝矿资源特点,发展出多种氧化铝生产方法。
50年代初就已用碱石灰烧结法处理铝硅比只有3.5的纯一水硬铝石型铝土矿,开创了具有特色的氧化铝生产体系。
用中国的烧结法,可使Al2O3的总回收率达到90%;每吨氧化铝的碱耗(Na2CO3)约90公斤;氧化铝的SiO2含量下降到0.02~0.04%;而且在50年代已经从流程中综合回收金属镓和利用赤泥生产水泥。
60年代初建成了拜耳烧结混联法氧化铝厂,使Al2O3总回收率达到91%,每吨氧化铝的碱耗下降到60公斤,为高效率地处理较高品位的一水硬铝石型铝土矿开创了一条新路。
中国在用单纯拜耳法处理高品位一水硬铝石型铝土矿方面也积累了不少经验。
根据物理特性的不同,电解用氧化铝可分为三类:砂状、粉状和中间状(表3)。
目前铝工业正研制和采用砂状氧化铝,因为这种氧化铝具有较高的活性,容易在冰晶石溶液中溶解,并且能够较好地吸收电解槽烟气中的氟化氢,有利于烟气净化。
炼铝用氧化铝的化学组成一般如下:Al2O3 >98.35%Fe2O3 0.01~0.04%SiO2 0.01~0.04%TiO2 <0.005%ZnO 0.003~0.02%CaO 0.007~0.07%Na2O 0.3~0.65%V2O5 <0.003%P2O5 <0.003%Cr2O3 <0.002%灼减0.2~1.5%我国主要氧化铝厂的生产工艺类型氧化铝是典型的大型复杂流程性工业,全世界90%以上的氧化铝直接采用的是经济的拜耳法生产流程,而我国氧化铝企业因矿质的不同,而分别选用不同的生产工艺。
烧结法:适于矿石品位含硅高、难溶的、中等资源品位的一水硬铝石,流程长、工艺复杂。
我国绝大部分老的氧化铝企业多采用这一方法进行氧化铝冶炼,如:山东铝厂、中州铝厂Ⅰ期、山西铝厂Ⅰ期。
烧结法氧化铝生产过程主要包括熟料烧成、熟料溶出、精液制备、分解和蒸发等主要的生产工序。
来自原料磨的生料浆通过回转窑烧制成易于溶出的铝酸钠熟料,再经碳分母液和一次洗液浸泡后进行溶出;此后通过赤泥分离洗涤、粗液脱硅、硅渣分离等工序生成的精液分别送至碳分和种分工序进行分解反应,析出氢氧化铝;种分母液经蒸发形成的种蒸母液送拜尔法碱液调配后给原矿浆配料;碳蒸母液则返回至原料磨配料。
析出的氢氧化铝送焙烧工序进行焙烧。
与拜耳法相比,烧结法主要在熟料烧成和碳分分解的控制部分是完全不同的两个过程。
拜尔法:拜尔法是国外氧化铝最广泛采用的生产工艺。
适于生产易溶的三水铝石和一水软铝石,处理中等品位铝土矿碱耗高、矿耗大是常规拜耳法生产氧化铝的缺点。
贵州铝厂Ⅰ期、平果铝厂采用此法拜尔法氧化铝生产过程主要包括预脱硅、溶出过程,赤泥洗涤、过滤过程,种分分解过程和氢氧化铝过滤、焙烧等主要的生产工序。
选矿拜尔法:可将A/S为4以上的铝土矿通过浮选成A/S为11.2的矿浆,可提高单管溶出系统的溶出率,工艺管道和罐内不易结巴。
中州铝厂Ⅱ期采用此法。
石灰拜尔法:与常规拜耳法流程相比,除适当加大石灰烧制和赤泥分离洗涤过程的生产能力外其它完全相同。
通过在溶出过程中添加过量石灰,除满足与TiO2反应所需的石灰添加量外,还需部分满足与铝土矿中的SiO2尽可能多地与CaO反应生成水合硅铝酸钙,使溶出过程中的脱硅产物的一部分由方钠石型的水合铝硅酸钠变为水化石榴石型的水合硅铝酸钙,从而大幅度降低溶出赤泥的N/S。
与混联法流程相比,取消了高热耗的熟料烧结过程及其相应的湿法生产系统,建设投资少,生产能耗低,但同时铝土矿和石灰石单耗相对较大。
(山西铝厂Ⅲ期)串联法:处理中低晶位铝土矿的适宜方法。
先以较简单的拜尔法处理矿石,最大限度地提取矿石中的氧化铝,然后再用烧结法回收拜尔法赤泥中的Al2O3和Na2O,可降低氧化铝生产的综合能耗,Al2O3的总回收率高,碱耗降低,产品成本可大幅度降低。
不增加建设投资和设备,可在现有混联法厂推广应用。
贵州铝厂、鲁能晋北(规划)。
并联法:由拜耳法、烧结法组成并联法氧化铝生产工艺。
采用此法生产的有:中州铝厂.混联法:由拜耳法、烧结法组成,是我图首创的适应高硅、低铁、难溶的一水硬铝石型铝土矿的一种方法在将近30年的生产实践中.不断地改进和发展,取得了可贵的经验.如采用经济溶出率、提高熟料铝硅比、降低铁铝比、提高溶出率、降低生料浆水分等一系列措施.使得混联法生产氧化铝技术经济指标先进.如氧化铝总回收率,一般年份为90%,最好年份为92.2%。
碱耗一般年份为78kg/t -Al,最好年份为59kg/t—A1。
该两项技术指标已达到和超过国外同类工厂水平。
但其也存在生产能耗相对较高,工艺流程复杂等缺陷。
我国山西铝厂Ⅰ期、贵州铝厂Ⅱ期、郑州铝厂采用此法生产。