拜耳法氧化铝工艺流程图
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介拜耳法适于处理高品位铝土矿,这是用苛性碱溶液在一定的温度下溶出铝土矿中的氧化铝的生产方法,具有工艺简单、产品纯度高、经济效益好等优点。
基本原理拜耳法的基本原理有两个。
一个是铝土矿的溶出；一个是铝酸钠溶液的分解。
溶出是用苛性碱溶液在一定的条件下（加石灰、碱浓度、温度、时间及搅拌等）溶出铝土矿中的氧化铝，反应为Al2O3·H2O+2NaOH=2NaAlO2+2H2OAl2O3·3H2O+2NaOH=2NaAlO2+4H2OSiO2+NaOH+NaAlO2=Na2O·Al2O3·2SiO 2·2H2O+H2O一水铝石或三水铝石溶解形成铝酸钠进入碱液中,而其它杂质不进入溶液中,呈固相存在,称赤泥。
三水铝石（Al2O3·3H2O）的溶解温度为105℃，一水硬铝石（α－Al2O3·H2O）为220℃,一水软铝石(γ－Al2O3·H2O)为190℃。
分解是利用NaAlO2溶液在降低温度、加入种子及搅拌的条件下析出固相Al(OH)3,分解反应为NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaOH 种子即为Al(OH)3,加入量(以Al2O3量计算)为溶液中Al2O3含量的一倍以上;温度控制为从75℃降到55℃;搅拌时间为60h左右。
所得Al(OH)3再经焙烧脱水变成Al2O3;并使Al2O3晶型转变,满足铝电解的要求,焙烧反应为Al2O3·3H2O 225℃γ－Al2O3·H2O + 2H2Oγ－Al2O3·H2O 500℃γ－Al2O3 + H2Oγ－Al2O3 900～1200℃α－Al2O3工艺流程及主要技术条件拜耳法的生产工艺主要由溶出、分解和焙烧三个阶段组成。
全流程主要加工工序为：矿石的破碎、均化及湿磨、高温高压溶出、赤泥分离洗涤、叶滤、种子分解、母液蒸发及氢氧化铝焙烧。
拜耳法生产氧化铝工艺
生产氧化铝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。
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+CO2Fe2O3+Na2CO3─→Na2O·Fe2O3+CO2SiO2+2CaCO3─→2CaO·SiO2+2CO2TiO2+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··nH2O↓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+H2ONaAl(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％。
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介
拜耳法生产氧化铝工艺流程简介拜耳法适于处理高品位铝土矿,这是用苛性碱溶液在一定的温度下溶出铝土矿中的氧化铝的生产方法,具有工艺简单、产品纯度高、经济效益好等优点。
基本原理拜耳法的基本原理有两个。
一个是铝土矿的溶出；一个是铝酸钠溶液的分解。
溶出是用苛性碱溶液在一定的条件下（加石灰、碱浓度、温度、时间及搅拌等）溶出铝土矿中的氧化铝，反应为Al2O3·H2O+2NaOH=2NaAlO2+2H2OAl2O3·3H2O+2NaOH=2NaAlO2+4H2OSiO2+NaOH+NaAlO2=Na2O·Al2O3·2SiO 2·2H2O+H2O一水铝石或三水铝石溶解形成铝酸钠进入碱液中,而其它杂质不进入溶液中,呈固相存在,称赤泥。
三水铝石（Al2O3·3H2O）的溶解温度为105℃，一水硬铝石（α－Al2O3·H2O）为220℃,一水软铝石(γ－Al2O3·H2O)为190℃。
分解是利用NaAlO2溶液在降低温度、加入种子及搅拌的条件下析出固相Al(OH)3,分解反应为NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaOH 种子即为Al(OH)3,加入量(以Al2O3量计算)为溶液中Al2O3含量的一倍以上;温度控制为从75℃降到55℃;搅拌时间为60h左右。
所得Al(OH)3再经焙烧脱水变成Al2O3;并使Al2O3晶型转变,满足铝电解的要求,焙烧反应为Al2O3·3H2O 225℃γ－Al2O3·H2O + 2H2Oγ－Al2O3·H2O 500℃γ－Al2O3 + H2Oγ－Al2O3 900～1200℃α－Al2O3工艺流程及主要技术条件拜耳法的生产工艺主要由溶出、分解和焙烧三个阶段组成。
全流程主要加工工序为：矿石的破碎、均化及湿磨、高温高压溶出、赤泥分离洗涤、叶滤、种子分解、母液蒸发及氢氧化铝焙烧。
氧化铝生产工艺教学(拜耳法)
煅烧目的：是在一定温度下把氢氧化铝的附着水和结合水脱除，
并发生分解反应，形成氧化铝，再进行晶型转变，得到具有一定物理 和化学性能的氧化铝产品。
煅烧产品的质量指标：化学纯度、灼减、а-Al2O3含量、粒度、
安息角等。
煅烧过程的技术经济指标：煅烧温度、燃料消耗量、产量等。
第五章 铝土矿中氧化铝的溶出
铝土矿溶出动力学 一水硬铝石型铝土矿
V K C N K C N K (C N C A / K E )
K+—正反应的速率常数 K-—逆反应的速率常数 KE—铝土矿溶出反应的平衡常数 CA—AlO2-浓度 CN—OH-浓度
流体反应物在固体表面的吸附 在固体表面上发生的化学反应 流体产物由固体表面上的解吸，并通过固体产物层向流体的扩散 反应的控制步骤：由最慢的步 骤决定着整个反应过程的速度
流体反应物在主流体中通过固体颗粒表面的扩散层的传质
铝土矿的溶出过程：铝土矿与碱液的反应属于复杂的液-固多相反应
含氧化铝矿物的表面被含大量游离NaOH的循环母液所浸润 含氧化铝矿物与OH-相互作用生成铝酸钠 铝酸根离子通过在矿物表面上生成的扩散层扩散到整个溶液中 去，而OH-通过扩散层扩散到矿物的表面上来，使反应继续下去
氢氧化铝的分离与洗涤
分离目的：经种子分解或碳酸化分解得到的氢氧化铝浆液，用过
滤设备将氢氧化铝和母液分离，分离得到的氢氧化铝一部分直接返回 生产流程，作种子分解的晶种，其余部分经进一步洗涤生产氢氧化铝 成品。
洗涤目的：氢氧化铝浆液经分离所得的氢氧化铝滤饼仍含有一定
量的分解母液，必须加以洗涤，以回收Na2O和Al2O3，并保证氢氧化 铝产品中Na2O含量符合质量标准要求。
铝土矿类型 三水铝石 一水软铝石 一水硬铝石 温度（℃） 145 230 250 Na2O(g/L) 110 110 120 Al2O3(g/L) 130 120 120 分子比MR 1.40 1.50 1.65
上海凯泉泵业集团有限公司氧化铝工艺流程及用泵情况介绍-拜耳法工艺流程图(PPT31页)
8.5 机械密封的寿命
铝厂机械密封在正常使用条件下，保证正常的轴 封水量和水压，机械密封寿命约为2000小时（个
别工况除外）。 矿制车间由于浆体浓度高，碱腐蚀性大，所以机 封寿命较短。其中缓冲泵机封平均寿命700小时，
饲料泵机封平均寿命900小时。 国内机封厂家能把大部分的机封寿命提高到半 年以上，但因为成本高，无价格竞争力，这样做的
从拜耳法生产的基本工艺流程，我们可以把 整个生产过程大致分为如下主要的生产工序：原 矿浆制备、高压溶出、溶出矿浆的稀释及赤泥的 分离和洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级与洗涤、 氢氧化铝焙烧、母液蒸发及苏打苛化等。
拜 耳 法 工 艺 流 程 图
5.2 传 统 碱 石 灰 烧 结 法 工 艺 流 程 图
三、铝矿石的组成成分和性质
项目
三水铝石 一水软铝石 一水硬铝石
化学分子式
Al2O3·3H2O
Al2O3·H2O
Al2O3·H2O
氧化铝含量
65%
85%
85%
莫氏硬度
2.3-3.5
3.5-5
6.5-7
密度
2.3-2.4
3.01-3.06
3.3-3.5
三水铝石型铝土矿中的氧化铝最容易被苛性 碱溶液溶出，一水软铝石次之，而一水硬铝石的
⑵ KD系列单壳体渣浆泵采用单壳体结构设计， 较双壳体结构去掉前后泵壳，过流部件只保留叶 轮、后护板和蜗壳，使泵更紧凑、轻便，维修更 方便，性价比更高。
⑶ KD单壳体渣浆泵常规工作条件为：重量浓度 Cw＜20%，介质温度≤110℃，固体相对密度S ＜20，固体颗粒d50＜0.05mm。
6.5 LRB铝工业流程泵介绍（单壳体结构）
含固量和浆体密度较高，此类浆体主要集中 在熟料溶出、赤泥分离及洗涤、赤泥外排、粗液 脱硅和硅渣分离等阶段。
拜耳法的原理和基本流程课件
1889~1892年间所发明的。拜耳法用在处理低硅铝土矿，特别是处 理三水铝石型铝土矿时，流程简单、产品质量好，因而得到广泛 的应用。
第4页，幻灯片共51页
1 拜耳法的基本原理
• （1）用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加 晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝 析出。
• （2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶 出新的一批铝土矿。
溶出温度 溶出压力 溶出碱浓度 溶出后液苛性比（α）
200～240℃ 12～34kg/cm2 140～240g/L 1.5～1.75
• 对于一水铝石和一水硬铝石型铝土矿：
其溶出条件主要取决于一水硬铝石的含量，当以一水硬铝石
形态存在的三氧化二铝含量在5%以上时，实际上上必须采取适
宜于一水硬石溶出的条件，这样才能保证得到满意的三氧化二
Al2O3,% (质量)
403
530 252
至Al23OH32·O至点Al2OH32·O点
200℃
015
60℃
105
B’
30℃
αk=1.65
αk=3.40
B
C
A
D D’
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Na2O %(质量)
第9页，幻灯片共51页
溶解度等温曲线
• 1.溶解度等温曲线包括两个段，交点是该温度下最 大点。
和洗液通过蒸发浓缩。在蒸发时有一定数量的Na2CO3·H2O从母液结 晶析出。将其分离出来用Ca(OH)2苛化成NaOH溶液与蒸发母液一 同送往湿磨配料。
第17页，幻灯片共51页
3.2 铝土矿溶出过程的化学反应
拜耳法生产氧化铝
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟拜耳法生产氧化铝所谓“拜耳法”系奥地利化学家K·J·Bayer 于1887 年发明的处理优质铝土矿制取氧化铝的一种方法。
拜耳法就是用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝土矿，溶出其中的氧化铝得到铝酸钠溶液，往铝酸钠溶液中添加氢氧化铝晶种，经过一定时间的搅拌分解就可以析出氢氧化铝，分解母液经蒸发后用于溶出下一批铝土矿。
拜耳法生产中经常用到苛性比、硅量指数、循环效率、晶种系数等概念。
拜耳法就是用碱溶出铝土矿中的氧化铝。
工业上把溶液中以NaAlO2 和NaOH 形式存在的Na2O 叫做苛性碱（记作Na2Ok），以Na2CO3 形式存在的Na2O 叫做碳酸碱（记作Na2Oc），以Na2CO4 形式存在的Na2O 叫做硫酸碱（记作Na2O），所有形态的碱的总和称做全碱（记作Na2Ot）。
苛性比就是铝酸钠溶液中的Na2Ok 与Al2O3 的摩尔比，记作αko。
美国习惯用铝酸钠溶液中的Al2O3 与Na2Ok 的质量比表示，符号A/N。
硅量指数指铝酸钠溶液中的Al2O3 与SiO2 含量的比，符号A/S。
循环效率指铝酸钠溶液中的1t Na2O 在一次拜耳法循环中产出的Al2O3 的量（t），用E 表示。
它表明碱的利用率的高低。
晶种系数（种子比）指添加晶种氢氧化铝中的Al2O3 数量与分解原液中的Al2O3 数量之比。
分解离指分解出氢氧化铝中的Al2O3 数量占精液中所含Al2O3 数量之比。
计算式为：η=（1－αa/αm）×100%式中αa，αm-分别表示分解精液和分解母液的苛性比值。
拜耳法生产包括四个过程：（1）用αk=3.4的分解母液溶出铝土矿中的氧化铝，使溶出液的αk=1.6～1.5；（2）稀释溶出液，洗涤分离出精制铝酸溶液（精液）；（3）精液加晶种分解；（4）分解母液蒸发浓缩至苛性碱的浓度达到溶出要求（230～280g/L）。
拜耳法生产氧化铝的工艺流程如图1 所示。
拜耳法氧化铝生产工艺流程框图
拜耳法氧化铝生产工艺流程框图成品氧化铝图一焙烧2O 3图二 碱法生产氧化铝基本过程开曼铝业氧化铝厂工艺流程简图氧化铝厂主要生产车间一车间：原料准备包括：地磅房、破碎站、原矿堆场、均化库、石灰仓、石灰消化及原料磨等工段a.石灰消化：3台ф1200x10500m化灰机，2用1备b.石灰仓：3台ф14x18mc.拜尔原料磨（棒球两段磨加水力漩流器）：4组，每组配一级棒磨ф3.2x4.5m及二级球磨ф3.6x8.5m，产能100t/h,用3备1。
二车间：高压溶出包括：常压脱硅、高压泵房、管道化预热、溶出及稀释a.常压脱硅:3台带加热管束搅拌的ф10x16m预脱硅加热槽及11台机械搅拌的ф10x16m脱硅槽，1台ф6x6m赤泥洗液槽。
其中预脱硅加热槽2用1备，脱硅槽10用1备。
b.高压泵房:3台高压引进的高压隔膜泵，泵压力6～6.8MPa，流量400－500m31备。
c.溶出装置:26级套管预热，4级压煮器预热，新蒸汽间接加热，保温压煮器停留30分钟，10级闪蒸降温。
每组配套预热管预热器长度2880m，19台ф2.8x16.8m压煮器，12台ф3.0-5.0x9.7m闪蒸器。
2台ф12.5x13.5m溶出后槽，稀释料浆停留4.2小时，产能400－500kt/a.三车间：赤泥沉降包括：赤泥分离及洗涤、絮凝剂制备、控制过滤、赤泥贮槽及赤泥泵站、赤泥堆场、热水站a.赤泥分离及洗涤:2组。
采用高效深锥沉降槽技术及设备。
每组配6台ф14x16－18m高效沉降槽，其中分离槽1台，洗涤槽4台，备用槽1台。
b.控制过滤：7台226m2立式叶滤机，其中用6台备1台。
c.赤泥泵站：3台引进的高压隔膜泵，2用1备。
d.絮凝剂制备、热水站。
四车间：分解分级包括：精液热交换、分解分级、中间降温、种子过滤a.精液热交换（板式换热器）：4组。
每组为两级换热，第一级精液与母液换热，配3台450m3 换热器，第二级精液与水换热，配1台230 m3 换热器。
拜耳法
结疤现象
结疤的形成 结疤的危害
结疤的清除
蒸气直接加热的高压溶出器组
高压溶出
各元素的溶出行为
溶出矿浆稀释
为什么要稀释？ 为什么用洗液稀释？
稀释矿浆
赤泥洗涤
叶滤
铝酸钠溶液的晶种分解
晶种分解的机理
晶种分解影响因素
晶种分解设备
晶种分解的主要影响因素
晶种分解的主要影响因素有：
铝在冶金工业上的应用
在钢铁冶金工业上用铝作脱氧剂。平均每吨钢需要0.8㎏铝。现在全世界年产钢 约8亿t，因此钢铁工业上的用铝量达到64万t。 此外，还用铝作还原剂，生产高熔点金属。
2 炼铝原料
铝在地壳中的含量约为8.8％，含铝矿物约有250种， 但最主要的矿石资源只有铝土矿，世界上95％ 以上的氧化铝是用铝土矿生产的。 铝土矿中主要含铝矿物：
铝冶金学铝冶金学铝的生产方法下一页铝矿石生产氧化铝纯氧化铝电解制铝精炼铝锭拜耳法生产氧化铝基本原理拜耳法生产氧化铝基本原理拜耳法生产氧化铝工艺流程拜耳法生产氧化铝工艺流程拜耳法生产氧化铝工序拜耳法生产氧化铝工序30602001020na2o拜耳法循环图拜耳法循环图1654020高压溶出高压溶出溶出矿浆稀释和溶出矿浆稀释和赤泥分离洗涤赤泥分离洗涤晶种分解晶种分解氢氧化铝分离氢氧化铝分离洗涤焙烧洗涤焙烧分解母液的蒸发分解母液的蒸发与碳酸钠的苛化与碳酸钠的苛化预处理浸出提取稀释矿浆拜耳法工艺流程图主要工序稀释矿浆高压溶出高压溶出为什么补充苛为什么补充苛为什么添加石为什么添加石灰灰氧化铝水合物氧化铝水合物氧化硅氧化硅氧化铁氧化铁氧化钛氧化钛氧化钙氧化氧化钙氧化影响铝土矿溶出过程的主要因素影响铝土矿溶出过程的主要因素主要的影响因素如下
拜耳法氧化铝制取工艺(含电解)
氧化铝生产工艺
拜耳法生产氧化铝
烧结法生产氧化铝
拜耳法生产氧化铝
拜耳法生产氧化铝工艺介绍
拜耳法生产氧化铝基本原理 拜耳法生产氧化铝工序
拜耳法生产氧化铝工艺流程
拜耳法生产氧化铝的基本原理
拜耳法生产氧化铝的基本原理是： （l）用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加 晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出， 即种分过程。 （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，即溶出过程。 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。 用反应方程式表示如下： Al2O3（1或3）H2O＋2NaOH＋aq2NaAl(OH)4＋aq
我国铝土矿特点
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。
铝酸钠溶液
铝酸钠溶液成分
铝酸钠溶液分子比 铝酸钠溶液结构 铝酸钠溶液诱导期 铝酸钠溶液稳定性及其影响因素
铝酸钠溶液
工业铝酸钠的主要成分是NaAl（OH）4、
拜耳法生产氧化铝工序
原矿浆制备
高压溶出 赤泥分离、洗涤 晶种分解 氢氧化铝分离、洗涤 氢氧化铝焙烧
原矿浆制备
原矿浆制备的工艺流程
矿石破碎 配矿 配碱 配石灰 原矿浆液固比调整 预脱硅
原矿浆制备工艺流程
原矿浆制备的主要设备包括：
带式输送机、球磨机、矿浆磨、螺旋分级机。
铝酸钠溶液诱导期
铝酸钠溶液的诱导期即过饱和铝酸钠溶液自发分解析 出氢氧化铝的时间长短。诱导期即是在开头一段时 间内溶液不发生明显的分解，在此期间溶液主要是 发生内部变化—离子聚合或晶核开始形成。 诱导期的长短取决于溶液的组成（浓度、αK杂质和温 度）等因素。αK和浓度高以及有机物等存在时，诱 导期长。添加晶种时也有诱导期，但诱导期的延续 时间比不添加种子时短得多。以至在晶种量较多时 延续时间只有几分钟甚至完全消失。
拜耳法的原理和基本流程
煅烧：除去氢氧化铝的附着水和结晶水，并得到吸湿性较 差的氧化铝以满足电解需求。
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3.1.2．拜耳法的基本流程
补充 铝土矿 苛性碱 破碎
石灰
湿磨
石灰乳
溶出
溶出矿浆
拜耳法是澳大利亚化学家拜耳（Karl Josef Bayer）在 1889~1892年间所发明的。拜耳法用在处理低硅铝土矿，特别 是处理三水铝石型铝土矿时，流程简单、产品质量好， 因而得到广泛的应用。
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1 拜耳法的基本原理
• （1）用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加晶种，
3.2.5 含钙、镁的矿物在溶出过程中的行为
在铝土矿中有少量的方解石CaCO3和白云石 CaCO3·MgCO3。碳酸盐是铝土矿中常见的有害杂质它
们在碱溶液中容易分解，使苛性钠转变为碳酸钠。
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3.2.6 有机物和某些微量杂质在溶出过程中的行为
有机物可以分为腐植酸及沥青两大类。后者实际上 不溶解于碱溶液，全部随同赤泥排出。腐植酸类的有机 物与碱作用生成各种腐植酸钠，然后逐渐转变为易溶的
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所有含硅矿物与铝酸钠溶液反应后，都有SiO2进入溶液。 以高岭石为例，它与铝酸钠母液发生如下反应：
Al2O3·2SiO2·2H2O+6NaOH(aq) ==2NaAl(OH)4+2Na2SiO3(aq)
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脱硅反应
反应生成的铝酸钠和硅酸钠都进入溶液。当硅酸 钠浓度达到最大值（2-10g/L）之后，两者相互反应生 成水合铝硅酸钠逐渐析出，这一反应使溶液的SiO2含 量降低，因而称为脱硅反应：
氧化铝生产工艺教学(拜耳法)
流体反应物在主流体中通过固体颗粒表面的扩散层的传质
铝土矿的溶出过程：铝土矿与碱液的反应属于复杂的液-固多相反应
含氧化铝矿物的表面被含大量游离NaOH的循环母液所浸润 含氧化铝矿物与OH-相互作用生成铝酸钠 铝酸根离子通过在矿物表面上生成的扩散层扩散到整个溶液中 去，而OH-通过扩散层扩散到矿物的表面上来，使反应继续下去
一水碳酸钠的苛化：铝土矿中含有少量的碳酸盐（如石灰石、菱
铁矿等）和铝土矿溶出时加入的石灰中含有的少量石灰石(因煅烧不完 全)与苛性碱作用生成的碳酸钠，以及铝酸钠溶液中的NaOH吸收空气 中的CO2也生成碳酸钠，它们在种分母液蒸发过程中以一水碳酸钠结 晶析出。为减少苛性碱的消耗，需将这些碳酸钠用石灰乳进行苛化处 理以回收苛性碱： Na2CO3· H2O + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3 + H2O
拜耳循环 拜耳循环
至Al2O3· H2O 至Al2O3· 3H2O 60℃ B 30℃ MR=3.40
拜耳法生产Al2O3的四个组要工序 铝土矿的溶出 铝酸钠溶液的稀释 晶种分解 分解母液蒸发 拜耳法循环从铝土矿的溶出开始， 溶出初温为30℃，终温为200℃。 在此温度范围内实现溶出、稀释分 解、蒸发过程。 A点：循环母液的组成点
第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程
第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程
高压溶出
是拜耳法生产氧化铝的主要工序之一。影 响拜耳法生产氧化铝的技术经济指标。
溶出目的：将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液，并使
氧化铝拜耳法课件
• 叶滤：目的是净化清除粗液中浮游物，使净化后的
铝酸钠溶液含浮游物小于0.02g/l，满足产品质量要
求。
•氧化铝拜耳法
•22
高压溶出
各元素的溶出行为
• 种分过程是拜耳法生产氧化铝的关键工序 之一。它对产品的产量、质量以及全厂的 技术经济指标有着重大的影响。
•氧化铝拜耳法
•24
晶种分解的机理
• 晶种分解是将铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝 结晶析出的过程：
Al(OH)4- + xAl(OH)3→(x+1)Al(OH)3 + OH-
• 氢氧化铝结晶析出的过程是极其复杂的，分解 过程包括次生成核、晶粒破裂、晶体长大和附聚。
•氧化铝拜耳法
•13
氧化钛水合物在溶出过程中的行为
• 铝土矿含钛矿物多以金红石和锐钛矿物存在。 • 氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠。
2NaOH+TiO2+aq=Na2O·TiO2·2H2O+aq
•氧化铝拜耳法
•14
氧化钛水合物在溶出过程中的行为
• 在溶出一水硬铝石时，氧化钛能引起氧化铝溶出率降低和氧 化钠损失，还在加热设备表面形成钛结疤。
• 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
•氧化铝拜耳法
•2
拜耳法循环图
40
200℃
αK＝1.65
Al2O3/