低苛性比溶出在拜耳法氧化铝生产中的应用

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浅谈氧化铝生产工艺及拜耳法铝酸钠溶液分析

科技信息2011年第19期SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 1拜耳法相关理论1.1拜耳法基本原理拜法生产氧化铝的工艺流程是由许多工序组成的，其中主要有：矿浆制备、矿浆溶出、溶出浆液的稀释、赤泥分离、洗涤、粗液精制、晶种分解，氢氧化铝分离、洗涤、分解母液蒸发等工序，而各工序控制的温度、浓度、若苛性比值都不同。

（1）用NaOH 溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出。

（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿。

拜耳法基本原理的实质用下列反应式表示：Al(OH)3(1或3)H 2O+2NaOH+aq 2NaAL(OH)+aq 1.2拜耳法溶出工艺简介溶出工艺的主要目的是以高产出率有效地提取铝土矿的氧化铝，并且使溶液充分脱硅，避免地过量的二氧化硅影响，把苛性碱的消耗量减至最少。

根据矿石形态不同选用不同的溶出工艺制度，溶出工艺相关信息如表1所示：表1溶出工艺相关信息对于三水铝石的低温溶出方案，典型的溶出温度为145°C ，更高的溶出温度会导致已溶解的三水铝石以一水落石出软铝石的形态结晶析出，而一水软铝石在130°C 以上较稳妥定，典型的溶出时间为30-60分钟，主要是为了使溶液充分脱硅，对于某一给定的赤泥条件，由于溶出过程自蒸发量少，所以低温溶出氧化铝厂需要更高的蒸发能力。

2实验过程及分析2.1铝酸钠浆液的分析氧化铝生产过程中的铝酸钠浆液主要有如下几种：烧结法溶出后的铝酸钠赤泥浆液，分解过程中含氢氧化铝的铝酸钠浆液。

另外，还有经过沉降分离过滤后含少量悬浮物的铝酸钠溶液。

对铝酸钠浆液进行下列测定：液固比、固体含量、细度、悬浮物和比重等物理性质，以及全碱、氧化铝、苛性钠、碳酸钠、二氧化硅、氧化铁、硫酸根、氧化镓、有机物等化学成分。

对各种浆液中的液固比及固体含量进行测定，可以了解矿浆配料的情况；赤泥浆液的过滤沉降性能以及种子分解过程中氢氧化铝种子添加量等。

降低拜耳法溶出液苛性比值的研究的开题报告

降低拜耳法溶出液苛性比值的研究的开题报告一、选题背景拜耳法是一种重要的铝土矿选矿方法，具有高效、低成本等优点。

但是，拜耳法的溶出液苛性比值（SO_3/Al_2O_3）过高会导致石灰石膏的沉淀，降低过程效率和产品纯度。

因此，如何降低拜耳法溶出液苛性比值是一个重要的研究方向，对于提高拜耳法的工业应用具有重要意义。

二、研究目标本研究旨在通过改变拜耳法的工艺条件、添加助剂等方法，降低拜耳法溶出液苛性比值，提高工业应用的可行性和经济性。

三、研究内容1. 确定试验组方案：设立多组试验组，通过改变反应温度、反应时间、添加助剂等方法，研究其对拜耳法溶出液苛性比值的影响。

2. 实验操作：按照试验组方案进行实验操作，分析试验结果，确定最优操作条件。

3. 分析研究结果：对于实验结果进行全面比较和分析，确定最佳降低拜耳法溶出液苛性比值的方法。

四、研究意义本研究对于提高拜耳法的工业应用起到了重要的推动作用，有望通过改变工艺条件、添加助剂等方法，降低拜耳法溶出液苛性比值，提高工业应用的可行性和经济性，具有很高的理论和实践意义。

五、研究方法本研究采用实验室试验法，通过改变反应温度、反应时间、添加助剂等方法，进行多组试验操作，比较试验结果，确定最优操作条件，进而降低拜耳法溶出液苛性比值。

六、研究预期成果1. 确定最佳降低拜耳法溶出液苛性比值的方法。

2. 提出调整拜耳法工艺条件和添加助剂的方案，优化拜耳法的工业应用。

3. 发表学术论文，提高拜耳法行业的技术水平和应用效益。

七、研究进度安排1. 前期准备工作，包括文献调研和实验室建设，预计需时3个月。

2. 设计试验方案和实验操作，完成实验数据采集和处理，预计需时8个月。

3. 分析研究结果，总结研究成果，撰写论文，预计需时3个月。

总计预计研究周期为14个月。

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究摘要：国内的铝土矿以一水法铝石型为主，其资源十分丰富，且以铝氧化为主。

为了消除硅和钦矿物对一水硬铝石型铝土矿的溶出，为了消除其对硅和铁矿物的伤害，一般采用加入的方法来增加其溶出速率和降低碱耗。

但是，在一般的条件下，红泥中的铝－硅比例分别在1.5~2.0和0.4之间。

如果不加以利用，将会导致大量的碱耗和降低矿石的利用效率；如果要进行再生，必须使用更大的能量消耗的烧结工艺，从而增加了整个工艺的能源消耗。

因而，国内氧化铝土资源的开发受到了严重的限制。

关键词：拜耳法；氧化铝；碱耗；添加剂；水化铁酸钙以一水化铁为原料，制备了一种适宜于拜耳工艺的新型助剂——一水化铁酸钙，并与以石灰作拜耳法制备的溶解剂进行了比较。

1、氧化铝工业概述由于铝和它的各种优异的特性，以及它的资源量非常大，从它诞生到现在，它的发展速度非常快。

一年全球铝材的生产总量是万吨，而在21世纪中叶，铝的产量已超越了铜，成为全球最大的有色金属之一。

冰晶石一氧化铝工艺是当前国内唯一的一种工艺，因为每次电解铝的用量都接近氧化铝，所以在我国的发展中，氧化铝的产量相对快速增长。

根据使用的不同，氧化铝粉又可以分成两类：一种是冶炼型的，另一种是不含冶炼型的。

冶炼用氧化铝是一种利用熔融电解技术来制备电解铝土矿的氧化铝，其中冶金用的氧化铝是一种主要的冶炼用氧化铝。

在电子、精密陶瓷和军工等许多高科技行业中，有许多种类的氧化铝产品。

世界上首家使用拜耳工艺的氧化铝工厂，从1894年开始，每天的产能只有1 T，近百年来，由于技术的发展和对氧化铝的需求量的增长，使我国的氧化铝产业迅速发展。

其原因是：公司的产能在持续扩张，生产技术的进步，能源和人力资源的大量减少，使得1 T氧化铝的总能量从50 GJ的30 GJ下降到了现在的9GJ-12 GJ。

2、氧化铝生产的基本方法碱法是利用碱性的工业碱和碱对铝土矿进行加工，将氧化铝转化成铝酸钠。

矿物中的铁、钦等杂质和大多数的硅形成了一种不溶于水的复合混合物。

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究我国铝土矿多为一水硬铝石型铝土矿,资源丰富具有高铝高硅的特性。

在处理一水硬铝石型铝土矿拜尔法溶出过程中,为了消除硅、钛矿物的危害作用,通常在溶出过程中添加石灰以提高氧化铝的溶出速度、降低碱耗。

但通常情况下,溶出赤泥的铝硅比为1.5-2.0,钠硅比为0.4左右。

这部分溶出赤泥,如不进行回收,则造成碱的大量损失,并使矿石的利用率下降；若进行回收,则需采用能耗较高的烧结法处理,使整个生产过程的能耗升高。

因此氧化铝生产的高碱耗问题一直制约着我国高硅铝土矿的利用。

本文研究了矿石溶出性能的差异对于拜耳法溶出过程碱耗的影响。

通过实验发现: 焙烧后铝土矿中氧化物变得更加活泼,溶出后赤泥中的氧化钠、二氧化硅含量增大,钠硅比升高。

其中,广西矿溶出后赤泥的钠硅比升高了28.8%,河南矿溶出后赤泥的钠硅比升高了19.5%。

本文对高铝硅比的广西铝土矿和低铝硅比的河南铝土矿进行对比溶出实验,研究在拜耳法溶出条件下,不同矿石溶出性能的差异对于拜耳法溶出过程碱耗的影响。

通过实验发现: 广西矿溶出后赤泥中的活性二氧化硅的含量为82%,高于河南矿的65%,因此广西矿溶出后赤泥中的N/S高于河南矿溶出后赤泥中的N/S。

本文合成一种适合拜耳法溶出的添加剂-水化铁酸钙,与石灰作为拜耳法溶出添加剂进行对比实验。

通过实验发现: 水化铁酸钙较之氧化钙能够更加有效的降低拜耳法溶出赤泥中的钠硅比以及铝硅比,当溶出温度为260℃、溶出时间为90min、水化铁酸钙的添加量为C/S等于2.0时,广西矿溶出赤泥中的钠硅比为0.23,铝硅比为0.89,河南矿溶出赤泥中的钠硅比为0.13,铝硅比为0.98,有效的降低了拜耳法溶出过程的碱耗,提高了矿石的利用效率。

中低品位铝土矿石灰拜耳法溶出的研究

收稿日期:2004212217基金项目:教育部科学技术研究重点项目(105055)・作者简介:付高峰(1965-),男,辽宁沈阳人,东北大学副教授,博士・第26卷第11期2005年11月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern University (Natural Science )Vol 126,No.11Nov.2005文章编号:100523026(2005)1121093203中低品位铝土矿石灰拜耳法溶出的研究付高峰1,田福泉1,权　昆2(1.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳　110004; 2.中国铝业公司中州分公司,河南焦作　454174)摘要:对铝硅比为5136的一水硬铝石型铝土矿进行了常规拜耳法和石灰拜耳法的溶出对比研究,主要分析了石灰添加量和预脱硅对铝土矿溶出赤泥成分的影响・结果表明,随着石灰添加量的增加,溶出赤泥的铝硅比呈明显的线性上升趋势,而钠硅比则呈下降趋势,且钙硅比小于210时,钠硅比呈近似直线迅速下降,当钙硅比大于210时,钠硅比变化逐渐变缓;石灰拜耳法溶出赤泥物相主要以水合铝硅酸钙为主,而常规拜耳法溶出赤泥主要以水合铝硅酸钠为主・预脱硅4h 可使溶出赤泥铝硅比从1153降低到1143,钙硅比可从0128降低到0124・关　键　词:中低品位铝土矿;石灰拜耳法;石灰添加量;溶出;预脱硅中图分类号:TF 803122 文献标识码:A目前处理中低品位铝土矿生产氧化铝一般采用碱石灰烧结法和混联法生产工艺[1,2],但是这两种生产工艺与拜耳法工艺相比,存在能耗高、工艺流程复杂、建设投资大等缺点・石灰拜耳法技术可利用原有拜耳法系统,只需将石灰添加量提高,直接用拜耳法处理中低品位铝土矿[3～5]・该技术可以大大降低碱耗和成本,对铝土矿资源及能源的可持续发展具有重大的现实意义・1　石灰拜耳法基本原理石灰拜耳法是指在拜耳法工艺基础上加大石灰添加量,使硅主要以水合铝硅酸钙形式脱除,以经济地处理较低品位的一水硬铝石矿生产氧化铝的方法・拜耳法不能经济地处理中低品位铝土矿生产氧化铝的根本原因,是由于铝土矿中的含硅矿物在一水硬铝石的溶出条件下,与溶液中的铝酸钠反应生成水合铝硅酸钠进入赤泥,其反应见式(1):x Na 2SiO 3+2NaAl (OH )4→Na 2O ・Al 2O 3・x SiO 2・n H 2O +2x NaOH ・(1)式中,x 的值为117左右・从反应式(1)中可以算出,铝土矿中每1kg 可反应的SiO 2就会有1kg 的Al 2O 3和01608kg 的Na 2O 进行反应而损失掉・随着铝土矿铝硅比的降低,铝矿中可提取氧化铝的比例减小,碱的损失则大幅度增加,使生产的经济性也随之恶化・《氧化铝厂工艺设计规范》规定,在现有建设条件下,采用拜耳法生产氧化铝的矿石铝硅比宜大于8[6]・在石灰拜耳法中,通过在铝土矿的溶出过程中配入过量的石灰,使所配入的石灰量除满足与TiO 2反应所需的常规石灰添加量外,还需要部分或全部满足与SiO 2反应所需的石灰量,使溶出过程中的脱硅产物部分或全部地由水合铝硅酸钠变为水合铝硅酸钙・反应方程式为式(2):x Na 2SiO 3+3Ca (OH )2+2NaAl (OH )4→3CaO ・Al 2O 3・x SiO 2・n H 2O +2(1+x )NaOH ・(2)试验研究[7～10]证明,在一水硬铝石矿的溶出条件下,反应式中x 的值为019～110・从反应式(2)可见,石灰拜耳法的溶出脱硅产物中不含苛性碱・当配入足够的石灰时,理论上赤泥中Na 2O 的化学损失趋于零,氧化铝生产的碱耗与铝土矿中的SiO 2含量无直接关系・这样就大大放宽了拜耳法生产对铝土矿铝硅比的限制,使中低品位的铝石矿适应于拜耳法生产工艺・2　实验原料及方法2.1　实验原料铝土矿:经烘干、破碎后粒度小于01154mm ,混合均匀,备用・铝土矿化学成分如表1・表1　铝土矿化学成分(质量分数)Table1　Chemical compo sition of bauxite% Al2O3SiO2Fe2O3TiO2K2O Na2O CaO MgO灼减Al2O3/SiO2 66.7512.45 1.39 2.940.320.0410.2460.16114.24 5.36石灰经处理成分为:CaO97102%;活性CaO 90125%;铝酸钠溶液:苛性碱245g/L;氧化铝13417 g/L;总碱27213g/L・2.2　实验方法本实验在高压溶出釜中进行溶出实验・实验过程:向150mL的钢弹中加入计算量的实验原料,盖紧钢弹盖,将钢弹放入可转动的钢架上,再放入已控温的盐浴池中并转动,待温度达到设定温度时开始计时・反应结束时,立即取出钢弹,用水急冷,然后抽滤,将赤泥烘干用于分析・3　实验结果及分析3.1　石灰添加量对溶出结果的影响本实验在满足配矿钙钛比为1的前提下,对石灰添加量钙硅比在015到315的范围内对铝土矿样进行溶出试验研究・溶出温度265℃,溶出时间60min・石灰添加量对赤泥钠硅比、铝硅比的影响如图1所示・从图1的实验结果可以看出,随着石灰添加量的增加,溶出赤泥的铝硅比呈明显的上升趋势,且石灰添加量对溶出赤泥铝硅比的影响呈线性关系・随着石灰添加量的增加,溶出赤泥的钠硅比呈下降趋势,但石灰添加量对钠硅比的影响关系较为复杂,当CaO与SiO2的配料分子比小于210时,影响较大,钠硅比近似直线下降,钠硅比从钙硅比为015时的0154迅速下降至钙硅比为210时的0118・当CaO与SiO2的配料分子比大于210时,石灰添加量的增加对赤泥钠硅比影响趋小,钠硅比变化逐渐变缓・同时考虑到石灰添加量对赤泥铝硅比的影响,可以选择钠硅比曲线变缓点附近的石灰添加量・图1　石灰添加量对赤泥钠硅比、铝硅比的影响Fig.1　E ffect of lime addition on x(Na2O)/x(SiO2), x(Al2O3)/x(SiO2)in red mud以上研究结果表明,在石灰添加量钙钛比为1;钙硅比在015到210范围内增加石灰用量,节碱效果非常明显・这说明用石灰拜耳法处理一水硬铝石矿生产氧化铝在技术上是可行的・但由于石灰添加量与生产成本之间存在一最佳值,这一最佳值随其他因素的变化而变化・因此,在选用石灰拜耳法时,需根据实验结果进行工艺条件优化和技术经济分析・3.2　不同石灰添加量溶出赤泥物相组成为了考察溶出赤泥矿物成分的变化,实验对铝土矿在石灰添加量为常规拜耳法条件和钙钛比为1;钙硅比为215的条件下得到的溶出赤泥进行了物相分析,分析结果见表2・表2　不同石灰添加量溶出赤泥主要物相组成(质量分数)Table2　Main constituents of red mud got from different lime addition%方　法石灰量水合铝硅酸钠水合铝硅酸钙钙钛矿赤铁矿常规拜耳法钙钛比为149.433.210.8 3.3石灰拜耳法钙钛比为1;钙硅比为2.513.174.8 6.0 1.8从表2物相分析结果可以看出,常规拜耳法赤泥中的含硅矿物以水合铝硅酸钠为主;石灰拜耳法赤泥中的含硅矿物则以水合铝硅酸钙为主・添加石灰,使钙取代钠生成钙硅矿相,从而降低碱耗・杂质SiO2对增加碱耗的危害较为突出・SiO2在高压溶出未加石灰的情况下,所产生的赤泥相为水合铝硅酸钠,增加了钠、铝损失・随着添加石灰量的增加,碱耗明显降低・但是,当石灰添加量大于适宜值时,由于生成过多水合铝硅酸钙,则会严重降低Al2O3的溶出率・3.3　预脱硅对溶出的影响本研究进行了在钙钛比为1,钙硅比为215的配料条件下矿浆预脱硅和不经预脱硅溶出结果4901东北大学学报(自然科学版) 第26卷的对比・预脱硅温度100℃,预脱硅时间对铝土矿溶出结果的影响如表3所示・表3　预脱硅时间对铝土矿溶出的影响Table 3　E ffects of the time for pre 2de silicationon dige stion of bauxite s预脱硅时间h 溶出液成分/(g ・L -1)总碱氧化铝苛性碱溶出赤泥成分铝硅比钠硅比0252.28255.10225.0 1.530.284252.22255.20225.0 1.430.246249.28255.10225.0 1.420.258247.13253.70225.01.390.24从表3可以看出,预脱硅4h 可使溶出赤泥铝硅比从1153降低到1143,钠硅比可从0128降低到0124,说明经预脱硅后的溶出结果优于未经预脱硅的溶出结果,这主要是由于铝土矿中含有的高岭石矿物有较好的预脱硅效果・在较大的石灰添加量下,高岭石溶解后进入溶液中的SiO 2,更易于和石灰反应生成水合铝硅酸钙,从而使溶液中的SiO 2维持在相对较低浓度水平上,这在一定程度上更有利于固相中高岭石的进一步溶解,从而更利于预脱硅过程的进行,提高预脱硅率・所以在同样的溶出条件下,矿浆预脱硅更有利于石灰拜耳法溶出指标的进一步优化・但在4～8h 的时间内,预脱硅时间对溶出结果的影响不明显・这说明,在此条件下,预脱硅过程经过4h 已趋于完成・4　结论(1)随着石灰添加量的增加,溶出赤泥的铝硅比呈明显的上升趋势,而溶出赤泥的钠硅比则呈下降趋势,且钙硅比小于210时,钠硅比呈近似直线迅速下降,当钙硅比大于210时,钠硅比变化逐渐变缓・(2)石灰拜耳法溶出赤泥物相主要以水合铝硅酸钙为主,常规拜耳法赤泥中的含硅矿物以水合铝硅酸钠为主・(3)预脱硅有利于石灰拜耳法的溶出,预脱硅4h 可使溶出赤泥铝硅比从1153降低到1143,钠硅比可从0128降低到0124・参考文献:[1]Zhao H Q ,Hu H J ,Jin M ,et al .Digestion of diasporic bauxite with mass ratio of Al 2O 3/SiO 2no greater than 7by Bayer process with an excessive addition of lime [A ].L ight Metals [C].Warrendale :TMS ,2002.101-104.[2]顾松青・我国的铝土矿资源和高效低耗的氧化铝生产技术[J ]・中国有色金属学报,2004,14(S1):91-97・(Gu S Q.Alumina production technology with high efficiency and low consumption from Chinese bauxite resource[J ].The Chi nese Journal of Nonf errous Metals ,2004,14(S1):91-97.)[3]Solymaer K ,Z oeldi J.Lime in the Bayer process[A ].L ight Metals [C].Warrendale :TMS ,1993.185-194.[4]Xu B A ,G iles D E ,Ritchie I M.Reactions of lime with aluminate 2containing solutions[J ].Hydrometall urgy ,1997,44(6):231-244.[5]Whittington B I.The chemistry of CaO and Ca (OH )2relating to the Bayer process[J ].Hydrometall urgy ,1996,43(1):13-35.[6]马朝建,赵岗・用我国中低品位一水硬铝石矿生产氧化铝的新方法[J ]・轻金属,1998,(12):7-11・(Ma C J ,Zhao G.New methods producing alumina from Chinese middle 2low grade diasporic bauxite [J ].L ight Metals ,1998,(12):7-11.)[7]袁华俊,项阳,袁艺・拜耳法中石灰用量与氧化铝溶出率和碱耗的关系[J ]・贵州工业大学学报,1998,27(5):67-71・(Yuan H J ,Xiang Y ,Yuan Y.Relationship of lime usage and digesting rate and soda consumption in Bayer process[J ].Journal of Guiz hou U niversity of Technology ,1998,27(5):67-71.)[8]Malts N S.Efficiency of lime use in Bayer alumina production [A ].L ight Metals [C ].San Diego :TMS ,1992.1337-1342.[9]Whittington B I ,Cardile C M.The chemistry of tricalcium aluminate hexahydrate relating to the bayer industry [J ].International Journal of Mi neral Processi ng ,1996,48(1-2):21-38.[10]Anich I ,bagshaw T ,Margolis N ,et al .The alumina technology roadmap [A ].L ight Metals [C ].Warrendale :TMS ,2002.193-198.Study on Digestion of Chinese Middle/Low Grade Bauxite in Lime Bayer ProcessFU Gao 2f eng 1,TIA N Fu 2quan 1,QUA N Kun2(1.School of Materials &Metallurgy ,Northeastern University ,Shenyang 110004,China ; 2.China Aluminium Co.,Zhongzhou Branch ,Jiaozuo 454174,China.Corres pondent :FU G ao 2feng ,associate professor ,E 2mail :fugaofeng @ )Abstract :Lime is used widely in the Bayer process ,which plays an important role in various applications.In particular ,it can minimize soda loss in red mud.The conventional and lime Ba yer processes using diasporic bauxite (w (Al 2O 3)/w (SiO 2):5136)were contrastively investigated.The effects of lime addition and pre 2desilication on the composition of red mud were mainly studied.The results showed that the x (Al 2O 3)/x (SiO 2)in red mud increases linearly but the x (Na 2O )/x (SiO 2)decreases obviously with lime charge and that the main constituent of red mud in lime Bayer and conventional processes are 3CaO ・Al 2O 3・x SiO 2・n H 2O and Na 2O ・Al 2O 3・x SiO 2・n H 2O by which a big amount of soda will be lost ,res pectively.After pre 2desilicating for 4h ,the x (Al 2O 3)/x (SiO 2)and x (Na 2O )/x (SiO 2)in red mud decrease from 1153to 1143and 0128to 0124,respectively.K ey w ords :middle/low grade bauxite ;lime Bayer process ;lime addition ;digestion ;pre 2desilication(Received December 17,2004)5901第11期付高峰等:中低品位铝土矿石灰拜耳法溶出的研究。

拜耳法氧化铝生产中的有机物

拜耳法氧化铝生产中的有机物有机物的积累和危害是大多数拜耳法氧化铝厂必须面对的问题。

溶液中有机物含量较高时，其所产生的负面影响往往是多方面的，工厂的产量、产品质量及其它技术经济指标将因此受到严重影响。

文献[1]报道，仅澳大利亚每年由于有机物造成的氧化铝产量损失就达130万吨。

某些有机物的存在使生产砂状氧化铝变得困难。

因此，有机物问题成为氧化铝生产中的主要研究方向之一。

国外就拜耳法生产中有机物的行为、对生产过程的影响及其排除方法等进行了长期的、大量的研究，取得了重要进展。

我国大多数氧化铝厂采用混联法或烧结法生产，有机物的影响很小或完全不存在。

平果铝业公司氧化铝厂是我国目前唯一的采用纯拜耳法生产的工厂，投产较晚，原矿中的有机物含量也较低，有机物的影响需继续观察和研究。

我国在“九五”期间进行的中、低品位铝土矿选矿研究取得了重大的进展，但除原矿中部分有机物进入精矿外，还有一定数量的浮选药剂被带入精矿，这种浮选药剂在拜耳法生产中的行为及其影响如何，尚未见诸文献报道，非常值得重视。

一、拜耳法溶液中的有机物拜耳法溶液中的有机物主要来自铝土矿，絮凝剂、消泡剂、脱水剂等添加剂也会带入少量有机物。

但据文献报道，其数量和影响均较小。

铝土矿中的有机碳含量通常为0.1-0.3%，但亦可低至0.03%或高达0.6%(某些地表矿)。

热带铝土矿中有机碳含量较高，一般为0.2~0.4%，而一水硬铝石型铝土矿中的含量则较低，通常为0.1%。

南美、非洲、澳大利亚铝土矿中的有机物含量较高，而欧洲、俄罗斯和中国的大多数铝土矿有机物含量较低。

铝土矿中的有机物分为腐殖质和沥青两种[2]。

腐殖质主要成分为木质素转变的产物—腐殖酸。

腐殖质成分复杂，其平均元素组成为，%：58%C，36%O2，4%H2，2%N2及其它杂质。

腐殖质易溶于碱液。

沥青中的C和H含量比腐殖质中的高，实际上不溶于碱液。

据文献[3]，铝土矿高压溶出时，腐殖质几乎全部溶入溶液，而沥青的溶出率不高于10%，在赤泥浆液稀释及沉降分离过程中，又全部析出进入赤泥。

拜耳法氧化铝溶出原理和工艺

拜耳法氧化铝溶出的原理和工艺摘要拜耳法用于生产氧化铝是目前生产氧化铝的主要工业方法，生产氧化铝的工艺有原矿浆制备、高压溶出、压煮矿浆稀释及赤泥分离和洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级和洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发及苏打苛化等主要生产工序。

关键词拜耳法；氧化铝；原理工艺中图分类号tf82 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）87-0197-02拜耳法用于氧化铝生产已有近百年的历史，几十年来已经有了很大的发展和改进。

目前仍是世界上生产氧化铝的主要工业方法。

拜耳法用在处理低硅铝土矿（一般要求a/s为7～10），特别是用在处理三水铝石型铝土矿时流程简单，作业方便、能量消耗低，产品质量好等优点。

现在除了受原料条件限制的某些地区外，大多数氧化铝厂都采用拜耳法生产氧化铝。

拜耳法处理一水硬铝石型铝土矿时工艺条件要苛刻一些。

拜耳法最主要的缺点是不能单独地处理氧化硅含量高的矿石。

1 拜耳法生产氧化铝的原理基本原理是拜耳法精心研究出来的。

他在1889年的第一专利谈到用氢氧化铝的晶粒作为种子，使铝酸钠溶液分解，也就是种子分解法。

1892年提出第二个专利系统地闸述了铝土矿所含氧化铝可以在氢氧化钠溶液中溶解成铝酸钠的原理，也就是今天所采用的溶出工艺方法。

此法用在处理低硅铝土矿，特别是处理三水铝石型优质铝土矿，其经济效果远非其他生产方法所能比拟。

直到现在工业生产上实际使用的拜耳法工艺还是以上述两个基本原理为依据。

为了纪念拜耳称之为拜耳法。

原理归纳如下。

用苛性碱溶液溶出铝土矿中氧化铝而制得铝酸钠溶液，采用溶液降温、加晶种、搅拌的条件下，从溶液中分解出氢氧化铝，将分解后母液（主naoh）经蒸发用来溶出新的一批铝土矿，溶出过程是在加压下进行的。

拜耳法的实质也就是下一反应在不同的条件下交替进行：2 拜耳法生产氧化铝的工艺由于各地铝土矿成份和结构的不同所以采用的技术条件各有特点，各个工厂的具体工艺流程也常有差别。

拜耳法处理一水硬铝石型铝土矿的基本流程如图1所示。

初探拜耳法生产氧化铝的工艺优化

初探拜耳法生产氧化铝的工艺优化发布时间：2021-03-31T08:19:37.309Z 来源：《中国科技人才》2021年第5期作者：江城[导读] 对某地区生产的铝土矿溶出赤泥、溶出液对氧化铝的成本、能耗进行研究分析，结合实验室研究结果选择最佳的氧化铝溶出工艺技术方案和生产条件。

广西华银铝业有限公司广西百色市 533100摘要：本文根据拜耳法生产氧化铝工艺流程及其特点，结合某地区铝土矿溶出赤泥、溶出液对氧化铝生产成本、能耗的分析，提出了相应的工艺技术优化方案。

同时，对于重要生产工序中设备的选型和配置改进、工艺技术的优化进行了阐释说明，为拜耳法生产氧化铝工程建设方案的制定以及拜耳法氧化铝生产工艺的进一步优化提供技术基础。

关键词：拜耳法；氧化铝；生产工艺优化前言氧化铝是电解炼铝的主要原料，在电解业中具有重要作用，随着电解工业生产对氧化铝质量要求的提高，对氧化铝生产工艺也提出了更高的要求，要求生产出来的氧化铝不但要具有较好的流动性而且必须要有较强的耐磨性能，能在电解质中完全溶解，且氧化铝的粒度较大、表面积较大。

近几年来，随着电解工艺的不断发展，在电解生产中要求氧化铝最好是砂桩的氧化铝，为此，需要对拜耳法氧化铝生产工艺进行进一步分析研讨，确保生产出可以满足电解工业实际生产需求的氧化铝。

1 拜耳法生产氧化铝工艺优化条件对某地区生产的铝土矿溶出赤泥、溶出液对氧化铝的成本、能耗进行研究分析，结合实验室研究结果选择最佳的氧化铝溶出工艺技术方案和生产条件。

根据该地区某铝土矿地质勘探分析结果以及拜耳法生产流程的模拟，拟定以下拜耳法生产氧化铝条件。

要求氧化铝溶出温度控制在145℃及其以上，溶出的碱液浓度为160g/l，溶出赤泥A/S为2.2，溶出赤泥N/S为0.45。

2 影响拜耳法氧化铝生产的因素分析2.1 铝硅比首先，铝硅比对生产成本产生很大的影响，铝硅比越大，生产一吨氧化铝所需的成本呈下降趋势。

其次，不同供矿铝硅比对溶出工序原矿浆量产生的影响不同，随着铝硅比的提升，每生产一吨氧化铝的原矿浆量不断下降。

拜耳法氧化铝溶出原理和工艺

目前仍是世界上生产氧化铝的主要工业方法。

拜耳法用在处理低硅铝土矿（一般要求a/s为7～10），特别是用在处理三水铝石型铝土矿时流程简单，作业方便、能量消耗低，产品质量好等优点。

现在除了受原料条件限制的某些地区外，大多数氧化铝厂都采用拜耳法生产氧化铝。

拜耳法处理一水硬铝石型铝土矿时工艺条件要苛刻一些。

拜耳法最主要的缺点是不能单独地处理氧化硅含量高的矿石。

1 拜耳法生产氧化铝的原理基本原理是拜耳法精心研究出来的。

他在1889年的第一专利谈到用氢氧化铝的晶粒作为种子，使铝酸钠溶液分解，也就是种子分解法。

1892年提出第二个专利系统地闸述了铝土矿所含氧化铝可以在氢氧化钠溶液中溶解成铝酸钠的原理，也就是今天所采用的溶出工艺方法。

此法用在处理低硅铝土矿，特别是处理三水铝石型优质铝土矿，其经济效果远非其他生产方法所能比拟。

直到现在工业生产上实际使用的拜耳法工艺还是以上述两个基本原理为依据。

为了纪念拜耳称之为拜耳法。

原理归纳如下。

拜耳法处理一水硬铝石型铝土矿的基本流程如图1所示。

拜耳法氧化铝生产中水解损失问题研究

7冶金冶炼M etallurgical smelting拜耳法氧化铝生产中水解损失问题研究卢智勇（遵义铝业股份有限公司氧化铝厂，贵州　遵义　５６３０００）摘要：在氧化铝的生产过程中，进行赤泥的分离与洗涤的工序，其主要的作用是把铝酸钠液体中所含有的赤泥进行分离，随后进入热水的洗涤过程，基于此，铝酸钠液体会出现水解的情况，在这种情况的作用下会出现氧化铝的损失，从而严重影响氧化铝的回收率。

本文根据上述情况，对赤泥的洗涤进行了有效的控制，减少了氧化铝的损失。

根据氧化铝生产工艺，采取了提升沉降槽的温度、控制沉降槽的存量、赤泥的厚度以及提升赤泥的洗涤效率等，进而达到减少氧化铝生产过程中赤泥的分离与洗涤工序过程中出现的氧化铝损失，最终达到降低生产成本的目的。

关键词：氧化铝生产工艺；赤泥分离；洗涤工艺中图分类号：ＴＱ１３３．１文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２３－０００７－３Research on Hydrolysis Loss in Bayer Process Alumina ProductionLU Zhi-yong（Ｚｕｎｙｉ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｏｘｉｄｅ　Ｐｌａｎｔ，Ｚｕｎｙｉ　５６３０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ，　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ　ｉｓ　ｔｏ　ｓｅｐａｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｒｅｄ　ｍｕｄ　ｃｏｎｔａｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｄｉｕｍ　ａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｌｉｑｕｉｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｅｎｔｅｒ　ｔｈｅ　ｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ，　ｔｈｅ　ｓｏｄｉｕｍ　ａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｗｉｌｌ　ｕｎｄｅｒｇｏ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ，　ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ａｎｄ　ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｂｏｖｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｓ　ｔｈｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ．　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｔａｋｅｎ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｔｔｌｉｎｇ　ｔａｎｋ，　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｓｔｏｃｋ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｔｔｌｉｎｇ　ｔａｎｋ，　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ，　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ，　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ａｎｄ　ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｇｏａｌ　ｏｆ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔｓ．Keywords: ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ；　Ｒｅｄ　ｍｕｄ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；　Ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ收稿日期：２０２３－１０作者简介：卢智勇，生于１９７５年，男，汉族，工程硕士，中级工程师证，研究方向：氧化铝生产管理。

影响氧化铝生产循环效率的因素分析

影响氧化铝生产循环效率的因素分析阳志洪，刘莉娜（贵阳铝镁设计研究院，贵州贵阳550081）摘要：拜耳法的循环效率直接影响氧化铝生产的技术经济指标。

它直接关系到氧化铝厂的生产能力、单位能耗、运行成本以及建设投资。

影响循环效率的直接因素有循环母液苛性碱浓度、溶出液苛性比和循环母液苛性比。

本文对影响氧化铝生产循环效率的三大直接因素进行逐一分析阐述。

结合生产中实践经验，提出提高系统循环效率行之有效的方法，使之服务于氧化铝厂的工程设计和实际生产，以满足降低工程总投资和单位运行成本的需求，达到节能降耗的目的。

关键词：氧化铝；循环效率；拜耳法；αkAnalysis of the Factors Affecting Alumina Production CycleEfficiencyYANG Zhihong, LIU Li’na（Guiyang Aluminum & Magnesium Design Research Institute Guiyang 550081）Abstract: Bayer cycle efficiency is directly affected alumina production technical and economic index.It's directly related to the alumina production capacity, unit energy consumption, operation and capital cost. The direct factors influencing cycle efficiency is test liquor Nk, digestion liquor αk and test liquorα0. This paper analyzes the three direct factors affecting cycle efficiency of refinery. Combined with practical experience, we put forward effective method to improve the system cycle efficiency, so as to serve the alumina plant of engineering design and the actual production. In order to meet the needs of reducing the total project investment and unit operating cost, achieve the purpose of energy saving.Keywords: alumina, circulation efficiency, Bayer process, αk氧化铝生产中通常将单位体积循环母液在一次循环周期中所产出的氧化铝的量称为循环效率[1-2]。

拜耳法生产氧化铝提高循环效率的探讨

2018年06月拜耳法生产氧化铝提高循环效率的探讨赵端霞（河南能源化工义煤公司义翔铝业，河南三门峡472435）摘要：循环效率理论上是拜耳法每循环每立方碱液所能生产出的AO 量，它是直接影响工厂产能、能耗与生产成本的综合性技术经济指标。

因此,分析我厂循环效率现状并设法提高循环效率,对我厂的经济效益与竞争能力是至关重要的。

关键词：循环效率；母液浓度；溶出效果目前90%的氧化铝生产采用拜耳法，该工艺起源于19世纪末，由K.J.拜耳发明，该工艺主要包括2个过程，即分解、溶出。

分解即铝酸钠溶液的晶种分解，主要是在常温下通过向低苛性比的铝酸钠溶液添加Al （OH)3，然后通过搅拌，促进溶液中的Al 2O 3以Al （OH)3形式析出；溶出，即对析出了大部分氢氧化铝的溶液进行加热，使溶出铝土矿中的氧化铝水合物溶出。

两个过程交替使用就能够一批批地处理铝土矿，从中得出纯的氢氧化铝产品。

纯的氢氧化铝经高温焙烧后得到产品氧化铝。

循环效率是拜耳法生产氧化铝中的一项基本的技术经济指标。

循环效率提高，意味着利用单位容积的循环母液可以产出更多的氧化铝。

这样，设备产能都按比例地提高，而处理溶液的费用也都按比例地降低。

如果假定在生产过程中不发生Al 2O 3和Na 2O 的损失，拜耳法的循环效率的公式为:E=1.645*NK*(1/αk-1/α0)。

式中:E ———拜耳法的循环效率，kg/m3;NK ———循环母液的苛性碱浓度，g/l;α0———循环母液的苛性比值;αk ———溶出液的苛性比值。

循环效率是指1升或1立方米的循环母液在一次作业周期中所生产的氧化铝的克数或千克数，其值越大，则溶出液苛性比值越低，母液苛性比值越高则一个生产循环周期产出氧化铝越多。

实际生产中拜耳循环效率受诸多因素的影响，诸如矿石质量、石灰质量、矿浆细度、溶出时间、溶出温度、分解制度及分解母液浮游物的含量等等都会对溶出ak 、循环母液的α0及母液的NK 产生影响，进而间接影响到循环效率。

拜耳法溶出中低品位矿降低碱耗的现状研究

拜耳法溶出中低品位矿降低碱耗的现状研究摘要：在当前，铝土矿以高铝，高硅一水铝土矿为主，铝硅比例在5 ~ 8之间，大于百分之八十的中低品位矿。

而拜耳法生产氧化铝难度很大。

文章以拜耳法溶出中低品位矿降低碱耗的现状研究为目的，研究有关拜耳法降碱耗方法，并对溶出工艺加以研究，旨在降低碱耗，希望能给有关研究人员带来借鉴和参考。

关键词：低品位铝土矿；拜耳过程；碱的消耗；预脱硅作用；溶解过程引言当前，绝大部分的氧化铝企业采用拜耳工艺生产氧化铝。

在铝土矿溶解流程中，含硅矿物容易与碱反应形成硅渣，造成碱流失，赤泥排出。

所以，硅灰渣是导致碱损失的关键原因，赤泥硅灰比72(N/S）能够看出。

境外好的矿石中二氧化硅比例小，溶解流程中几乎没有出现脱硅反应，碱耗化学损耗低。

赤泥中氧化钠比例小，产生氧化铝的纯拜耳法耗碱量最少。

当前铝土矿具有高铝高硅的优点，大部分是一水硬铝石型矿石。

铝土矿的铝硅比（A/S）大概是4 ~ 7，纯拜耳法产生氧化铝的整体结果不佳。

最近这几年，伴随着当前铝工业的高速发展，氧化铝产能快速加大，造成铝土矿品位下降。

拜耳铝土矿品位越低，二氧化硫含量越大，耗碱量越多。

碱用量是影响拜耳法氧化铝生产成本的关键原因，特别是在解决高硅铝土矿时。

为了提升当前氧化铝行业的竞争力，必须改善拜耳法产生氧化铝的生产工艺，降低碱的损耗。

有效减少碱耗工厂减少生产成本、提升利润力具有关键意义。

1、拜耳法生产氧化铝的耗碱量在拜耳法生产氧化铝的流程中，耗碱量是关键的技术经济标识，它直接关系着氧化铝单位的经济收入，在不同程度上是可以显示氧化铝厂的技术水准和管理水准。

碱耗意思是每生产1吨氧化铝耗费的苏打或烧碱数，集中由化学损耗和机械损耗构成。

拜耳法中的碱在生产流程中回收，一些碱与二氧化硫、二氧化锑等杂质组成赤泥，称为化学损失。

机械损失主要包括：赤泥未彻底洗净时消耗的碱；从氢氧化铝晶体中获得的碱及其添加剂溶液；生产工艺里因为把控不严导致的运转、鼓泡、滴碱损失[1]。

桂西低品位铝土矿拜耳法溶出

桂西低品位铝土矿拜耳法溶出【摘要】本文以桂西低品位铝土矿为研究对象，开展了低品位矿石溶出试验，摸索了温度、保温时间、石灰添加量、矿石粒度、循母苛性碱浓度、配料及搅拌强度等因素的影响，为优化低品位矿石溶出指标，提供了参考依据。

【关键词】低品位；铝土矿；拜耳法；溶出近年来，我国氧化铝产业发展迅猛，许多新建、扩建项目纷纷开工，氧化铝产能迅速扩张，产量大幅增长，进一步加剧了各氧化铝厂对矿石资源的竞争。

由于我国铝土矿资源保证度不高，加上多年来，各氧化铝厂为追求质量，一直是采富矿、弃贫矿，矿石贫化问题日益突出。

因此，针对矿石品位下降的情况，结合生产工艺，对桂西低品位矿石开展溶出性能试验，为优化低品位矿石溶出指标，提供参考。

1 试验原料铝土矿：华银铝均化库铝土矿经磨矿混匀，其化学成分分析见表1。

表1 铝土矿化学成分，%Al2O3SiO2Fe2O3TiO2CaO51.2711.6730.963.630.82矿石A/S为6.29，品位低，质量差。

石灰：取自生产入磨石灰，经破碎混匀，其化学成分分析见表2。

表2 石灰的化学成分分析，%CaOTCaOfSiO292.4787.931.30循环母液、一次洗液均取自生产，每次实验前进行成分分析。

2 铝土矿溶出试验方法铝土矿的溶出性能研究在高压釜中进行。

将2L的循环母液注入到高压釜中，升温至90℃，加入经过配料计算的矿石和石灰，盖上盖子，启动搅拌，同时按照预定升温曲线进行加热，达到溶出温度后，按要求保温溶出；溶出完成后，自然降温30min，通水冷冷却至110℃，取溶出矿浆进行固液分离，分析赤泥及浆液成分；并加入计量好的一洗液，110℃保温1h，取稀释矿浆进行分析。

3 实验结果与讨论3.1石灰添加量的影响在溶出温度260℃，保温溶出28min的溶出条件下，进行石灰添加量实验，实验结果如图1所示。

添加石灰可以消除钛矿物的危害作用，提高Al2O3的溶出速度，同时降低碱耗，随着石灰添加量增大，溶出率升高；当石灰添加到一定量时，继续增加石灰量会使赤泥产出率升高，氧化铝损失增大，溶出率降低。

氧化铝生产中调整拜耳法溶出液αk方案的比较分析

氧化铝生产中调整拜耳法溶出液αk方案的比较分析
王莉红
【期刊名称】《有色冶金节能》
【年(卷),期】2011(027)006
【摘要】针对烧结法粗液合流到拜耳法稀释槽后,溶出液αk降低影响叶滤机正常过料的问题,提出了在溶出液中加入平盘母液、拜耳法蒸发母液或蒸发原液以提高溶出αk的三种方案.通过物料平衡计算,对三种调整方案的优缺点进行了对比分析,并对新老系统如何调整溶出液αk提出了建议.
【总页数】2页(P21-22)
【作者】王莉红
【作者单位】中铝山西分公司生产运行部,山西河津043300
【正文语种】中文
【中图分类】TF821
【相关文献】
1.关于对拜耳法生产氧化铝过程中溶出闪蒸气体含有可燃性气体的探索与论证 [J], 李书廷
2.硬铝石矿拜耳法溶出液生产砂状氧化铝 [J],
3.用一水硬铝石矿的拜耳法溶出液生产砂状氧化铝 [J], 张启慧
4.高硫铝土矿脱硫精矿拜耳法溶出氧化铝试验研究 [J], 王鸿雁
5.国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析 [J], 池清泉;金星;戎慧
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