铝土矿溶出
铝土矿溶出技术装备大型化发展现状和趋势分析
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C 封面报道 over Report
出 NEUI600 ～ 1000kt/a 管道化加停留罐溶出技术 [2]。 随着 NEUI 大型管道化加停留罐溶出技术的持续开发，为进
一步优化氧化铝厂核心技术，NEUI 相继开发出 600 ～ 1000kt/a 全管道化溶出技术及装备，2014 年，NEUI800kt/a 在山西复晟铝 业率先投入产业化应用，成功完成了氧化铝大型化核心技术的 再创新 [3-5] ；
关键词 ：拜耳法 ；一水硬铝石型铝土矿 ；溶出 ；大型化装备 ；节能降耗
中图分类号 ：TQ133.1
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2019）02-0001-3
拜耳法是处理铝土矿流程简单、作业方便、产品质量高的一 种氧化铝生产工艺，目前世界上 95% 以上的氧化铝企业均采用 拜耳法工艺处理铝土矿。拜耳法生产工艺的核心是铝土矿矿浆 的溶出工序，其目的是使铝土矿和循环母液在一定温度下反应， 生成铝酸钠溶液，反应式为 ：
C 封面报道 over Report
铝土矿溶出技术装备大型化发展现状和趋势分析
许文强，董 菲，王 宁
（东北大学设计研究院（有限公司）介绍了铝土矿溶出技术和装备的发展历程和主要现状，同时在分析影响一水硬铝石铝土矿溶出的因素及技术
进步的基础上，重点论述了一水硬铝石的传统压煮溶出技术装备、大型管道化加停留罐溶出技术装备和全管道化溶出技术装备，
铝土矿冶炼铝的工艺流程
铝土矿冶炼铝的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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②拜耳法溶出：将破碎后的铝土矿与苛性钠（NaOH）在高温高压下反应，使铝土矿中的氧化铝转变为可溶性的铝酸钠溶液，而杂质如二氧化硅、氧化铁等形成不溶残渣（赤泥）。
③赤泥分离：通过沉降或过滤将铝酸钠溶液与赤泥分离，赤泥经洗涤回收部分苛性钠后外排或综合利用。
④晶种分解：降低铝酸钠溶液温度，加入氢氧化铝晶种，促进铝酸钠过饱和析出氧化铝晶体（Al(OH)3或Al2O3·H2O）。
⑤焙烧：将析出的氢氧化铝在高温下焙烧，脱除水分和结晶水，转化为纯度高的氧化铝（Al2O3）。
⑥电解还原：将氧化铝粉末与冰晶石混合成熔融电解质，在电解槽中通过直流电解，铝离子在阴极还原成液态铝，阳极产生氧气。
⑦铝液铸锭：提取的液态铝经过净化去除杂质后，浇铸成铝锭或直接加工成各种铝材。
⑧废弃物处理：对生产过程中产生的废弃物如赤泥等进行环保处理，减少对环境的影响。
铝土矿硫酸法溶出及除杂研究
铝土矿硫酸法溶出及除杂研究我国的铝土矿有98%以上属于一水硬铝石型,一水硬铝石在浸出方面难度很大,这是因为一水硬铝石型的晶型很完整,晶格能很大,其化学活性很差。
由于用铝行业的迅速发展,导致我国的优质铝土矿资源减少,大部分铝土矿的铝硅比为3<sup>6</sup>,很难满足拜耳法处理铝土矿的要求,严重制约了我国的氧化铝工业发展,用拜耳法来处理低铝硅比的一水硬铝石铝型铝土矿时,能耗较高,流程复杂,成本较高。
本文用硫酸法处理中低品位的一水硬铝石型铝土矿,系统的研究了铝土矿硫酸法溶出的工艺条件;并在此基础上,对溶出液中的金属杂质进行去除,使其杂质含量降到了很低的水平;以除杂后的产物为原料,制取了氧化铝气凝胶,并初步研究了其制备工艺。
研究结果如下:（1）研究了研磨和焙烧等预处理手段对氧化铝溶出的影响,并分析了焙烧铝土矿的机理。
预处理的条件分别为铝土矿粒度100μm,焙烧温度650℃,焙烧时间为60min。
（2）通过单因素实验研究了硫酸法溶出氧化铝的影响因素,并用正交实验优化了工艺,最佳工艺为:溶出反应温度180℃、硫酸浓度90%、液固比为8:1、溶出反应时间120min,在此条件下,氧化铝的溶出率达到90.23%。
（3）溶出液为硫酸铝溶液,浓缩结晶分离出硫酸铝,分析可知硫酸铝中含有Al、Fe、Mg、Si、Ca、Na、K等元素。
对铝土矿和溶出液硫酸铝进行了除杂研究:钛的去除在焙烧时进行,通过添加氯化剂且在还原气氛中焙烧铝土矿可以除去钛;用DDTC络合沉淀法进行除铁,并研究其影响因素;硅的去除在硫酸溶出铝土矿后的尾液中进行,通过添加絮凝剂使硅酸自聚再分离开来;钙、镁的去除是利用其氟化物溶度积小的特点,采用NH4F为沉淀剂除去;用氨法将溶液中的铝离子沉淀并分离开来,通过反复洗脱沉淀可使钠钾离子含量降到很低的水平,逐步去除杂质后,产物中的杂质含量均降到了0.05%以下,产物纯度达到了99.91%。
铝土矿拜耳法流程
铝土矿拜耳法基本原理、步骤一、铝土矿拜耳法的基本原理1、用Na0H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。
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。
下图为铝土矿拜耳法具体流程图：二、铝土矿拜耳法的步骤1、铝土矿溶出:得到铝酸钠溶液，使氧化铝与杂质分离稀释:降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解，便于赤泥分离。
下图为铝土矿：图：铝土矿2、铝酸钠溶液分解:使铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝的形式析出蒸发:排出多余的水分，保持水量平衡，使蒸发母液达到浓度要求。
3、氢氧化铝煅烧: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。
4、具体方程式：①、溶出:指把铝土矿中的氧化铝水合物(Al2O3·xH2O)溶解在苛性钠(NaOH)中,生成铝酸钠溶液。
Al2O3·xH2O + 2 NaOH = 2NaAlO2+ (x+1)H2OAl(OH)3 + NaOH == NaAl(OH)4（三水铝石的溶出）AlOOH + NaOH + H2O == NaAl(OH)4（一水软铝石或一水硬铝石的溶出）②、分解:析出固体氢氧化铝2NaAlO2 + 4H2O = 2NaOH +Al2O3·xH2O (添加晶种 Al2O3·3H2O)③、煅烧:Al2O3·3H2O = Al2O3+ 3H2O (高温1100℃)5、下图为步骤图解：。
国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析
化学化工C hemical Engineering铝土矿的溶出是拜耳法氧化铝生产的两个主要工序之一，不同类型铝土矿的溶出性能差别很大，需采用不同的溶出工艺[1]。
随着国内优质铝土矿储量日益降低，铝土矿品位逐年降低，国外进口铝土矿的使用占比越来越大。
2019年我国进口铝土矿首次突破亿吨，达到1.007亿吨，占我国铝土矿消耗总量的60%左右，主要来自几内亚、澳洲、印尼等国[2]。
进口铝土矿以三水铝石型铝土矿为主，高铝、低硅、高铁、高铝硅比，与我国高铝、高硅、低铁、中低铝硅比的一水硬铝石型铝土矿存在一定差异，其溶出工艺亦有一定差距[3]。
本文通过大量生产数据，分析国内外不同铝土矿拜耳法氧化铝溶出工艺的区别，为我国如何立足现有一水硬铝石型铝土矿溶出生产系统，改造生产设备，优化工艺技术参数，更好利用国外进口铝土矿，提供技术支撑。
1 铝土矿平均化学成分对比分析国内铝土矿以一水硬铝石型铝土矿为主，其平均化学成分如表1所示；国外进口铝土矿以三水铝石型铝土矿为主，其平均化学成分如表2所示。
从国内外铝土矿的平均化学成分对比分析可知，国内铝土矿氧化铝的平均绝对含量明显高于国外进口铝土矿，但氧化硅的平均含量远高于国外进口铝土矿，导致国内铝土矿的平均铝硅比远低于国外进口铝土矿，只有进口铝土矿铝硅比的44%，氧化铁、氧化钙等成分亦有一定差异。
因此，国内外铝土矿矿物类型及化学成分的差异，会造成其具体溶出工艺的不同。
2 铝土矿管道化矿浆固相A/S对比分析由于国内外铝土矿化学成分的差异，特别是铝土矿铝硅比（A/S）国产铝土矿只有进口铝土矿的一半不到，导致铝土矿的管道化矿浆固相A/S存在较大差异。
如图1所示，国产铝土矿的管道化矿浆固相A/S平均在4.30左右，而进国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析池清泉*1，金星1，戎慧2（１ 中铝矿业有限公司，河南 郑州４５００４１；２ 河南长城信息技术有限公司，河南 郑州 ４５００４１）摘 要：铝土矿的溶出是拜耳法氧化铝生产中最重要工序之一，不同类型铝土矿需采用不同的溶出工艺。
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。
晶种分解的化学过程.
晶种分解的化学过程： （1）溶出：是使铝土矿里的氧化铝溶解于 苛性碱液中而制得铝酸钠溶液。 （2）分解：是使铝酸钠溶液分解而析出氢 氧化铝晶体。
Al2O3 xH2O+NaOH 分溶解出(<(1高00温℃)) NaAl(OH)4
晶种分解的化学过程
Al2O3 xH2O+NaOH 分溶解出(<(1高00温℃)) NaAl(OH)4
• 对于这个可逆反应： （1）当反应条件控制在高温、高苛性比值 和高碱浓度条件下，反应便向右进行，这就 是铝土矿的溶出过程，制得铝酸钠溶液； （2）反之，控制在低温、低苛性比值和低 碱浓度条件下，反应便向左进行，这就是过 饱和的铝酸钠溶液结晶析出氢氧化铝的化学 过程。
处理多种铝土矿溶出车间设计方案
化铝 的技术经济指标。铝土矿的化学成分和氧化铝水合 甚至有专家预计 ，到 ２ １ 年前后 ，我国铝土矿资源将基 ０５
用低 温溶 出，而混合型铝 土矿则要采用高温溶 出 ［］探 １。 － ２
讨 能 否 通 过 一 套 溶 出装 置 ， 既能 实 现 高 温 溶 出 混合 型铝
土矿 ，又能实现低温溶 出三水铝石型铝土矿 ，最大 限度 地 减少因矿石类型变化对氧化铝厂溶 出装置 的限制，同 时降低氧化铝厂建设的投资 。
摘要 ：溶出是拜尔法生产氧化铝的关键工序 ，铝土矿 中氧化铝水合物存在 的状态直接影响着
溶 出条件 的选择。结合近期所设计的某氧化铝厂项 目一套装置实现高温和低温两种溶出工艺 的设计方案 ，对如何通过一套溶出装置 ，实现两种溶 出工艺，以适应不 同矿石 的工艺方法和 装置，做详尽分析。
关键 词 ：拜 尔法 ；一套装 置 ；高 温溶 出 ；低 温溶 出 中 图分类号 ：Ｔ ８ １ Ｆ ２ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：２９ －７４２ １）５ ０ ６ ３ ０ ５１４ （ ２０— ４－ ０ ０ ０
水 口还与一个 冷凝水泵连通 。
多级 闪蒸 器 中第 一 个 闪蒸 器 到倒 数 第 二 个 闪蒸 器 的
出汽 口分别与前一级套管预 热器 的进 汽 口连通 ，最后一 个闪蒸器 的矿浆 出 口与料浆 输出管道 连通 ，其 中前半组 闪蒸器的最后一个 闪蒸器 的矿浆出 口还与另一个矿浆输 出管道连通 ，前半组 闪蒸器 的最 后一 个闪蒸器的 出汽 口
２ 一 套 溶 出装 置 实 现 两 种 溶 出工 艺 的 新 方 法
２１ 实施 方式 ．
２１１ 设备连接 ．． 可 实现 高低 温两种溶 出方 式 的氧化铝 溶 出装置 包 括 多级套管预热器 、保温罐组和多级 闪蒸器 。多级套管
铝土矿溶出.ppt
• 配料分子比:
预期矿石中氧化铝充分溶出时溶出液所能达到的苛性 分子比。
配料分子比比平衡分子比高0.2~0.3。
• 配料计算
Q＝
NK母－0.608 ak配 A母
100 kg/m3
b S矿 0.608 ak配 A矿
b:赤泥中Na2O与SiO2的质量比
3、碱配入量的计算 单位矿石所需要的循环母液量叫配碱量。
• 机械活化； • 予焙烧。
石灰配入量
▪ 拜耳法配料加入的石灰量是以铝矿石中含氧 化钛（Ti02）量计算的，按其反应式要求氧 化钙和氧化钛的克分子比为2.0。
5.5铝土矿溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
• 避免钛酸钠形成； • 提高氧化铝溶出速度； • 促进针铁矿转变； • 降低碱耗； • 清除杂质； • 改善沉降性能。
反苛化；增加AO损失。
溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
▪ 加速； ▪ 增大溶解度； ▪ 改善赤泥沉降性能； ▪ 减轻蒸发负担； ▪ 有利于生产砂状产品； ▪ 提高循环效率。
受制于设备和操作
溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
实=[ (A/S)矿－ (A/S)泥 ]100%,
(A/S)矿
铝土矿拜耳法
铝土矿拜耳法
拜耳法主要是针对高铁三水铝石矿，先按拜耳法溶解矿石提取氧化铝，经选矿或酸溶从赤泥中回收铁。
对于拜耳法溶出的研究已较为成熟，故研究多集中在从赤泥中回收铁。
陈德和徐树涛将高铁三水铝土矿进行了拜耳法溶出－赤泥选铁研究，氧化铝的回收率可达53%～58%；赤泥配入还原煤和燃烧煤，进行成型干燥、还原焙烧、磁选，铁的回收率达到80%以上，得到的海绵铁粉可进行造球、炼钢使用；刘培旺等人采用湿式高梯度脉动磁选法处理某拜耳法赤泥，可得到ＴＦｅ含量54%～56%的铁精矿，该铁精矿能用于高炉炼铁。
陈世益对广西高铁三水铝石矿进行常压、低温和低碱浓度条件下溶出约10分钟，三水铝石矿溶出率高于90%，赤泥掺入煤粉经压团、干燥，进入回转窑还原焙烧，然后破碎、磁选、成型为海绵铁团块，产品的全铁品位和金属化率均高于90%，铁回收率大于85%。
拜耳法适合处理高铝硅比（A/S＞7）的三水铝石矿，对原矿的品质要求高，且在高铁三水铝土矿中，Al2O3不仅以三水铝石形式存在，有时会夹杂有一水硬铝石和一水软铝石，而拜耳法常压浸出时只能溶出三水铝石形式存在的Al2O3，Al2O3浸出率较低，原矿中Al2O3在浸出过程中损失较大，而且无法分离固溶在Fe2O3中的Al2O3，导致铁精矿中Al2O3含量会较
高。
进口铝土矿的拜耳法溶出工艺研究
冶金冶炼M etallurgical smelting 进口铝土矿的拜耳法溶出工艺研究李春焕1，曹阿林2,3*（１． 百色学院化学与环境工程学院，百色 ５３３０００； ２． 百色学院材料科学与工程学院，百色 ５３３０００；３． 广西铝基新材料工程研究中心，百色 ５３３０００）摘 要：我国铝工业的高速发展对铝土矿的需求急剧增加，致使我国铝土矿资源日趋匮乏，为保证我国铝工业的可持续发展，逐年加大了国外进口铝土矿的使用。
国内某企业在现有拜耳法系统中对国外进口铝土矿生产氧化铝进行了试验研究。
本文分析了此进口铝土矿的溶出苛性碱浓度、溶出矿浆分子比、赤泥铝硅比、溶出率等工艺技术参数，为进口铝土矿的有效使用积累了经验。
关键词：进口；铝土矿；拜耳法；溶出中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０８－０００７－２Study on Bayer digestion process of imported bauxiteLI Chun-huan1，CAO A-lin2,3*（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂａｉｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂａｉｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００；３． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｍａｔｒｉｘ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｂａｉｓｅ， ５３３０００）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｒａｐｉｄｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｂａｕｘｉｔｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｙｅａｒ ｂｙ ｙｅａｒ． Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｆｒｏｍ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｎ Ｂａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ａ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ， ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｃａｕｓｔｉｃ ｓｏｄａ， ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｐｕｌｐ， ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｔｏ ｓｉｌｉｃｏｎ ｉｎ ｒｅｄ ｍｕｄ， ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ， ｅｔｃ．， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｕｓｅ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｂａｕｘｉｔｅ．Keywords: ｉｍｐｏｒｔｅｄ； ｂａｕｘｉｔｅ； Ｂａｙｅｒ； ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ随着我国铝工业的高速发展，对铝土矿的需求急剧增加，造成铝土矿过度开采、无序开采，致使我国铝土矿资源日趋匮乏，资源保有储量及矿石质量的快速下滑，高铝富矿供给矛盾突出[1-3]。
铝土矿溶出反应生成一氧化碳
铝土矿溶出反应生成一氧化碳铝土矿是一种重要的铝矿石资源，其主要成分是氧化铝和硅酸盐。
在铝土矿的冶炼过程中，溶出反应是一个关键步骤，其中生成的一氧化碳（CO）是一个重要的中间产物。
本文将探讨铝土矿溶出反应生成一氧化碳的机理和影响因素。
一、铝土矿溶出反应机理铝土矿溶出反应是指将铝土矿与碱性溶液接触，使铝土矿中的氧化铝和硅酸盐溶解到溶液中的过程。
在这个过程中，一氧化碳的生成是通过还原反应实现的。
具体的反应机理如下：Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2NaAl(OH)4NaAl(OH)4 + Na2CO3 → 2Na2Al(OH)4 + CO2Na2Al(OH)4 → 2NaOH + Al(OH)3Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O综上所述，铝土矿溶出反应的主要步骤包括氧化铝和硅酸盐的溶解、碱性溶液中的反应生成一氧化碳，以及氢氧化铝的沉淀。
二、影响铝土矿溶出反应的因素1. 温度：温度是影响铝土矿溶出反应速率的重要因素。
通常情况下，较高的温度可以加快反应速率，但过高的温度可能导致反应过程不稳定。
2. 碱性溶液浓度：碱性溶液的浓度对铝土矿溶出反应也有显著影响。
较高浓度的碱性溶液可以提高反应速率，但过高的浓度可能导致溶液的腐蚀性增加。
3. 搅拌速度：搅拌速度可以增加反应物之间的接触频率，从而促进反应的进行。
适当的搅拌速度可以提高反应速率。
4. 反应时间：反应时间是指反应进行的时间长度。
较长的反应时间可以使反应达到平衡，但过长的反应时间可能导致资源浪费。
5. 氧化铝和硅酸盐的含量：铝土矿中氧化铝和硅酸盐的含量也会影响溶出反应的进行。
较高的含量可以提高反应速率，但过高的含量可能导致反应过程不稳定。
三、铝土矿溶出反应的应用铝土矿溶出反应生成的一氧化碳在铝冶炼过程中具有重要的应用价值。
一氧化碳可以作为还原剂，用于还原氧化铝，从而得到纯铝。
此外，一氧化碳还可以用于炼钢和炼铁等工业过程中。
总结：铝土矿溶出反应生成一氧化碳是铝冶炼过程中的关键步骤。
铝土矿溶出过程的配料计算
铝土矿溶出过程的配料计算
铝土矿溶出过程的配料计算基本涉及到以下几个方面：
1. 铝土矿含铝量：根据铝土矿的含铝量确定配料中铝的需求量。
通常使用化学分析方法来确定铝土矿的含铝量。
2. 碱剂：用于促进铝土矿的溶出反应，常见的碱剂有氢氧化钠、氢氧化钾等。
碱剂的用量需要根据铝土矿的含铝量、反应温度和反应时间等因素进行确定。
3. 水：作为反应介质，用于促进铝土矿的溶出。
水的用量一般按照铝土矿的含固量比例来确定。
4. 溶出反应助剂：有时在溶出过程中需要添加一些助剂，如助剂可以改善反应速率和产物质量。
常见的溶出反应助剂有表面活性剂、络合剂等。
助剂的用量需要根据具体的反应体系和目标要求来确定。
在设计铝土矿溶出过程时，需要根据具体的原料情况、工艺条件和产品要求等进行配料的计算和优化。
由于每个生产工艺可能存在差异，因此建议你在实际生产中咨询专业的技术人员或工艺师进行具体的配料计算。
拜耳法生产氧化铝 第四章 高压溶出
η A理 =
( A / S ) 矿石 − 1 ( A / S ) 矿石
× 100 %
实际溶出率： 实际溶出率：实际溶出的Al2O3量与矿石中Al2O3量之比。
η A实 =
1 − ( A / S ) 赤泥 ( A / S ) 矿石
× 100 %
第四章 高压溶出
六、影响溶出过程的因素
1. 溶出温度
溶出温度是影响溶出速度最主要的因素。提高温度， 溶出速度增大，氧化铝溶出率（ηA）增大，溶液中Al2O3 的平衡浓度亦增大，溶出液A/S增高。 但对三水铝石而言，溶出温度过高（>150℃），溶 液中的氧化铝会发生晶型转变，生成一水软铝石进入赤 泥中，降低A/S和实际溶出率。 （因此，拜耳法管道溶出采用低温高压溶出技术。）
第四章 高压溶出
3） 铝土矿高压溶出过程中添加石灰的作用 ① 消除含钛矿物的有害作用，显著提高Al2O3的溶 出速度和溶出率。 ② 促进针铁矿转变为赤铁矿，使其中的Al2O3充分 溶出，并使赤泥的沉降性能得到改善。 （针铁矿FeOOH，赤铁矿Fe2O3，针铁矿具有不良的沉 降和过滤性能。） ③ 活化一水硬铝石的溶出反应。 ④ 生成水化石榴石，减少Na2O损失，降低碱耗。
第四章 高压溶出
3.氧化铁在溶出过程中的行为
在铝土矿溶出过程中所有铁矿物全部残留 在赤泥中，成为赤泥的重要组成部分。
第四章 高压溶出
4. 氧化钛在溶出过程中的行为
铝土矿中的含钛矿物以金红石和锐钛矿存在。 氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠Na2O·3TiO2·2H2O。 ①造成Na2O的损失。 ②生成的钛酸钠会在一水硬铝石的表面形成一层致密的 保护膜，使溶解过程恶化，Al2O3溶出率降低。 （但氧化钛对三水铝石的溶解起不到阻碍作用，对一水软铝 石的阻碍作用也小得多。 ）
[整理版]拜耳法生产氧化铝工艺流程简介
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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。
铝矿石进厂后经破碎、均化、贮存，碎矿石送下一工序湿磨。
本工序的目的是使铝矿石破碎至≤15㎜粒度，并且使化学成分均匀地向湿磨供料，控制指标是：每7天的供矿量加权平均值A/S波动在±0.5范围内。
拜耳法生产氧化铝第四章高压溶出
山东铝业职业学院
冶金化工系冶金教研室
第四章 高压溶出
一、概述
铝土矿的溶出过程一般是在高压（高温）条件下进 行的。 高压溶出的目的： 用循环母液（苛性碱溶液）迅速将铝土矿中的Al2O3 溶出，制成铝酸钠溶液。
第四章 高压溶出
三、铝土矿各种成分在溶出过程中的行为
铝土矿在溶出过程中发生的主要反应是氧 化铝水合物的溶出。溶出过程中绝大部分的杂 质多进入赤泥中，但也有少量的杂质溶解于碱 液中，杂质在溶出过程中的反应也影响到氧化 铝生产的技术经济指标。
第四章 高压溶出
1.氧化铝水合物溶出时的行为
铝土矿中所含的氧化铝水合物在溶出时与循环母液 中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液，形成铝酸钠溶液。 反应方程式： Al2O3•（1或3）H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq
铝土矿中的含钛矿物以金红石和锐钛矿存在。 氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠Na2O· 3TiO2· 2H2O。
①造成Na2O的损失。
②生成的钛酸钠会在一水硬铝石的表面形成一层致密的 保护膜，使溶解过程恶化，Al2O3溶出率降低。
（但氧化钛对三水铝石的溶解起不到阻碍作用，对一水软铝 石的阻碍作用也小得多。 ）
第四章 高压溶出
消除TiO2危害的有效措施：在铝土矿溶出时添加石灰 此时TiO2与CaO生成结晶状的钛酸钙Ca2O· TiO2 （松脆多孔、极易脱落），使Al2O3的溶出过程不再受 到阻碍，也降低了Na2O的消耗。
第四章 高压溶出
5. 氧化钙在溶出过程中的行为
高硫铝土矿的溶出行为和反浮选脱硫的研究的开题报告
高硫铝土矿的溶出行为和反浮选脱硫的研究的开题报告
一、研究背景：
高硫铝土矿是铝工业中常见的一种矿石，其含硫量较高，一般在2%以上，遇水易溶，造成工业污染和资源浪费。
在铝工业生产过程中，高硫铝土矿的择选和脱硫问
题一直是制约生产效率和质量的重要因素，因此对高硫铝土矿的研究和利用具有重要
的理论和实际意义。
二、研究目的：
本次研究旨在探究高硫铝土矿的溶出行为和反浮选脱硫的机理、条件和优化方法，提出新的高效、低成本、环保的高硫铝土矿综合利用方案。
三、研究方法：
通过文献综述、实验模拟和数据分析，确定高硫铝土矿的主要化学成分、物理性质和特征，在此基础上开展溶出行为和反浮选脱硫实验研究，探究其动力学、热力学
和机理等方面的信息，分析和比较不同处理方式对高硫铝土矿的效果和经济性能，进
而优化操作参数和流程，提高资源利用率和环保效益。
四、预期结果：
通过本次研究，预计能够深入了解高硫铝土矿的基本特征和处理原理，明确其溶出行为和反浮选脱硫的机理和条件，提出有效的工艺流程和优化方案，开发新型高效
低耗脱硫剂及相关设备技术，为铝工业生产提供科学依据和实践基础，促进资源循环
利用和环保产业发展。
铝土矿的溶出过程影响因素分析
97科学技术Science and technology收稿日期：2019-07作者简介：王善涛，男，生于1982年，山东菏泽人，大专，职称助理工程师，研究方向：氧化铝生产管理。
铝土矿的溶出过程影响因素分析王善涛，汤志彩（山东南山东海氧化铝有限公司，山东 龙口 265706）摘 要：铝土矿溶出工序是生产氧化铝的一道关键环节，主要负责将铝土矿中的氧化铝充分溶解而进入铝酸钠溶液中，为了确保整个高压溶出工序稳定的控制和灵活调节，保证生产操作在现有条件下最大限度的优化指标，增加实际的产能。
本文结合铝土矿溶出工序的实践着重介绍分析介绍了溶出过程的影响因素。
关键词：拜耳法；铝土矿；氧化铝；溶出中图分类号：TQ133.1 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）07-0097-2拜耳法生产工艺是生产氧化铝最主要的的方法，在世界范围内应用广泛，拜耳法生产氧化铝主要有五个生产环节其中又以溶出工序为重中之重，溶出工序的影响因素很多，分析溶出的影响因素对于把握生产流程优化控制指标降低总体的成本有很重要的意义。
1 拜耳法溶出工艺介绍溶出工序将来自原矿将制备工序的矿浆送入到进行脱硅反应的脱硅槽中，矿浆在脱硅槽内逐级溢流确保矿浆有足够的反应时间，同时在矿浆中适量添加一定浓度的液碱，经过液碱调配的矿浆由高压喂料泵输送至套管换热器中进行加热促使矿浆进行溶出反应，套管中加热后的矿浆再被送到保温罐做停留反应确保溶出反应有足够的时间，完成溶出反应后矿浆进入料浆自蒸发器中将其中的热量以二次蒸汽的形式闪蒸出来，做套管换热器预热段的蒸汽热源，经过闪蒸后矿浆完成溶出反应，矿浆的温度和压力下降进入常压的槽罐送至下一生产车间。
拜耳法虽然经过不断的优化发展但并没有实质性的变化，只是工艺设备有所进步，溶出工序的反应过程设备也从单个槽罐的间断溶出反应发展到多槽罐串联的连续性作业过程，后期又发展处管道化溶出设备，管道化溶出装置也因为结构简单、投资小、换热效率高的优势而得到广泛的应用。
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(1)铝酸钠结合碱。例如当规定的MR＝1.45时，即是 溶出一个分子的氧化铝，在溶液中就要保留有1.45个分 子的氧化钠；
(2)与氧化硅反应生成钠硅渣所需碱。矿石中有一公斤 的氧化硅就要配入M（Kg）的苛性钠；
• 配料分子比:
预期矿石中氧化铝充分溶出时溶出液所能达到的苛性 分子比。
配料分子比比平衡分子比高0.2~0.3。
• 配料计算
Q＝
NK母－0.608 ak配 A母
100 kg/m3
b S矿 0.608 ak配 A矿
b:赤泥中Na2O与SiO2的质量比
3、碱配入量的计算 单位矿石所需要的循环母液量叫配碱量。
第5章 铝土矿中氧化铝的溶出
铝土矿溶出的目的是将其中的氧化铝充分溶解而 进入铝酸钠溶液。
5.1液固多项反应 铝土矿的溶出过程包括以下几个步骤： ① 循环母液湿润矿粒表面； ② 氧化铝水合物与OH-相互作用生成铝酸钠； ③ 形成NaAl(OH)4的扩散层； ④ Al(OH)4-从扩散层扩散出来，而OH-则从溶液中扩散到
A/S
▪ 第一种 S1
F1
A1
K1
▪ 第二种 S2
F2
A2
K2
▪ 要求混矿的A/S为K，计算两种矿石的配矿比例。
▪ 根据条件必须是K1＜K＜K2或K1＞K＞K2，否则达 不到调整要求。
▪ 假设第一种矿石用1吨时，需要配入第二种矿石X吨， 根据铝土矿铝硅比的定义进行计算：
2、每立方料循环母液配入的矿石量的计算
• 避免钛酸钠形成； • 提高氧化铝溶出速度； • 促进针铁矿转变； • 降低碱耗； • 清除杂质； • 改善沉降性能。
反苛化；增加AO损失。
溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
• 机械活化； • 予焙烧。
0.1763
X
2 A
3.7425
X
B
0.0081
X
2 B
0.7743
XC
0.0015
X
2 C
0.181
XD
0.0011
X
2 D
5.3氧化铝的溶出率、Na2O损失率及赤泥产出率
▪ 理论溶出率：
理=[1- 1 ] *100%
(A/S)矿
理论碱耗
608
▪ 实际溶出率(以硅或铁作内标）： Na2O= A/S-1 kg/t-Al2O3
固相接触面上，使反应继续下去。
铝土矿溶出动力学步骤
Al OOH
1. 反应物向矿物 表面的内扩散；
2. 表面吸附； 3. 化学反应； 4. 解吸； 5. 向外扩散。
对传质步骤：V传=kg(CO-CS) 对化学反应步骤：V反=f(CS) 确定过程的限制环节。
液—固反应模型的建立必须考虑如下因素： ⑴固体一开始是多孔的，还是无孔的；
实=[ (A/S)矿－ (A/S)泥 ]100%,
(A/S)矿
(A/F)矿－ (A/F)泥
实=[
(A/F)矿
]100%
▪ 相对溶出率：
(A/S)矿－ (A/S)泥
相=[ (A/S)矿－1
]100%
5.4 溶出过程的配料计算
1、两种矿石的计算
▪ 假设已知两种铝土矿的成分如下：
▪ SiO2（%） Fe2O3（%） Al2O3（%）
石灰配入量
▪ 拜耳法配料加入的石灰量是以铝矿石中含氧 化钛（Ti02）量计算的，按其反应式要求氧 化钙和氧化钛的克分子比为2.0。
5.5铝土矿溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
V K
溶出过程是由外扩散控制。
A CNaOH
exp( 19600) 1.987T
一水硬铝石的溶出：溶出过程中扩散是控制步骤，不能 用收缩未反应核模型来描述这一反应过程的动力学， 反应的速率方程很复杂，对于贵州铝土矿的溶出率的 数学模型可表示为：
A
401
.39233.07 Nhomakorabea9X
A
(3)在溶出过程中由于反苛化反应和机械损失的苛性碱。 但配料时加入的碱并不是纯苛性氧化钠，而是生产中 返回的循环母液。循环母液中除苛性氧化钠外，还有氧 化铝、碳酸钠和硫酸钠等成份。所以在循环母液中有一 部分苛性氧化钠与母液本身的氧化铝化合，称为惰性碱。 剩下的部分才是游离苛性氧化钠，它对配料才是有效的。
▪ 加速； ▪ 增大溶解度； ▪ 改善赤泥沉降性能； ▪ 减轻蒸发负担； ▪ 有利于生产砂状产品； ▪ 提高循环效率。
受制于设备和操作
溶出过程的影响因素
1. 温度； 2. 时间； 3. 搅拌强度； 4. 循环母液浓度； 5. 配料分子比； 6. 矿石磨细度； 7. 添加石灰； 8. 铝土矿的予处理； 9. 其它添加剂。
⑵反应是否形成附带着的固体产物层；
⑶如果有固体产物层，它是多孔的还是致密的；
⑷固体产物层占有的体积比固体反应物的体积 是增加还是减少。
5.2铝土矿的溶出性能及动力学
三水铝石的溶出：
V
K
A CNaOH
exp(19600) 1.987T
溶出速率不是由扩散过程而是由化学反应过程控制。
一水软铝石的溶出：