碱法生产氧化铝中石灰的作用
氧化铝生产工艺试题
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
《氧化铝生产工艺》习题集一、选择题：1.氧化铝的分子式为 C 。
A、Al (OH)3B、Na2OC、Al2O3D、Na2O·Al2O32.氧化铝是 C 。
A、酸性氧化物B、碱性氧化物C、两性氧化物D、盐类化合物3.氧化铝的同素异构体中常见的是 A C 。
A、α—Al2O3B、β—Al2O3C、γ—Al2O3D、δ—Al2O34. A 是Al (OH)3在较高温度下焙烧的产物， C 是Al (OH)3在较低温度下焙烧的产物。
A、α—Al2O3B、β—Al2O3C、γ—Al2O3D、δ—Al2O35.三水铝石的分子式为 A B 。
A、Al (OH)3B、Al2O3·3H2OC、γ—AlOOHD、γ—Al2O3·H2O6.一水软铝石的分子式为 A B 。
A、γ—AlOOHB、γ—Al2O3·H2OC、α—AlOOHD、α—Al2O3·H2O7.一水硬铝石的分子式为 C D 。
A、γ—AlOOHB、γ—Al2O3·H2OC、α—AlOOHD、α—Al2O3·H2O8.氧化铝水合物在无机酸和碱性溶液中，溶解性最好的是 A ，溶解性最差的是 C 。
A、三水铝石B、一水软铝石C、一水硬铝石D、刚玉1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。
铝冶金练习题
轻金属冶金学习题一、填空（每空1分）：1．铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可以分为：三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型、刚玉以及混合型铝土矿。
2．按照氧化铝的物理特性，可将其分成粉状、中间状和砂状三种。
3．生产氧化铝的方法可大致分为碱法、酸法、酸碱联合法和电热法。
4．碱法生产氧化铝又有拜耳法、碱石灰烧结法和拜耳—烧结联合法等多种流程。
5．拜耳-烧结联合法根据其工艺流程可分为并联法、串联法和混联法。
6．工业铝酸钠溶液的主要成分是NaAl(OH)4、NaOH、Na2CO3、Na2SO4等。
通常把NaAl(OH)4和NaOH形态存在的Na2O叫做苛性碱，以Na2CO3形态存在的Na2O叫做碳酸碱，以Na2SO4形态存在的Na2O叫做硫酸碱。
以Na2O K和Na2O C形态存在的碱的总和称为全碱。
7．在拜耳法生产过程中，循环母液的主要成分有NaOH、NaAlO2、Na2CO3和Na2SO4。
8．铝酸钠溶液的稳定性通常是用从这种过饱和的铝酸钠溶液开始分解析出氢氧化铝所需时间的长短来衡量的。
9．铝酸钠溶液的密度随溶液中氧化铝浓度的增高而直线地增大，并在所有苛性碱浓度和温度条件下，该比率均相同。
10．铝酸钠溶液的黏度随溶液浓度的增大和苛性比值的降低而急剧升高，随温度的升高而降低。
11．铝酸钠溶液的电导率随溶液中Al2O3浓度的增加、苛性比值的降低而降低，温度升高电导率增加。
12．关于铝酸钠溶液的结构，存在两大观点，即氢键理论和脱水聚合理论。
13．拜耳法的基本流程包括：铝土矿的溶出、矿浆稀释、晶种分解、氢氧化铝的分离洗涤、氢氧化铝的煅烧以及母液蒸发等。
14．在拜尔法循环的以下工序中，苛性比值αk的变化情况是：高压溶出降低、稀释不变、种分升高、蒸发不变。
15．高压溶出器可以分为：蒸汽直接加热和蒸汽或其他载体间接加热。
16．改善拜耳法赤泥沉降性能的途径有：铝土矿预焙烧、提高溶出温度、添加絮凝剂。
17．一般认为，晶种分解过程分为四步：晶核形成、氢氧化铝破裂、晶体的长大和附聚。
碱-石灰烧结法生产氧化铝的原理(精)
碳酸化分解： •
铝酸钠溶液经脱硅净化处理后，通入二氧 化碳气体进行碳酸化分解，得到晶体氢氧 化铝和主要成分为碳酸钠的碳分母液，可 以循环利用，蒸发后返回再用来配料。
碱-石灰烧结法生产氧化铝的原理
碱-石灰烧结法可以处理铝硅比低的铝土矿 ，但铝硅比如果低于3.5，则会使物料流量 增加，烧结和溶出过程困难，经济和技术 指标大大恶化，所以目前碱一石灰烧结法 处理铝土矿的铝硅比要大于3.5。
•
碱-石灰烧结法生产氧化铝的原理
碱-石灰烧结法基本原理： •
碱-石灰烧结法是由碱、石灰和铝土矿组成 的炉料经过烧结，使炉料中的氧化铝转变 为易溶的铝酸钠，氧化铁转变为易水解的 铁酸钠，氧化硅转变为不溶的原硅酸钙， 氧化钛转变为不溶的钛酸钙，然后用水或 稀碱 (Na2CO3) 溶液对铝酸钠熟料进行溶出 ，得到铝酸钠溶液，将此溶液进行脱硅净 化处理后，往溶液中通入二氧化碳气体进 行碳酸化分解得到氢氧化铝晶体，再经焙 烧脱水得到氧化铝产品。
碱-石灰烧结法生产氧化铝的原理
碱-石灰烧结法核心工序：生料烧结、熟料 溶出、碳酸化分解。 生料烧结：
•
•
烧结得到熟料主要组成：铝酸钠、铁酸钠 、原硅酸钙以及钛酸钙。
碱-石灰烧结法生产氧化铝的原理
熟料溶出： •
•
由铝酸钠、铁酸钠、原硅酸钙、钛酸钙等 组成的熟料在用稀碱溶液溶出。 铝酸钠： 铁酸钠： 原硅酸钙和钛酸钙：原硅酸钙(2CaO· SiO2) 和钛酸钙 (CaO· TiO2) 不溶于水合碱溶液， 全部转入赤泥。
侯氏制碱法碱石灰作用
侯氏制碱法碱石灰作用侯氏制碱法，又称碱石灰法，是一种古老的碱制备方法，广泛应用于中国传统碱业。
其原理是以石灰（氧化钙）作为原料，经过煅烧和水蒸气处理制备出碱石灰，然后通过与水反应生成碱液。
碱石灰制备的碱液在工业生产中有着广泛的应用，包括制作肥皂、纸浆、造纸、油脂、陶瓷等行业。
侯氏制碱法的原理是基于碱石灰与水反应生成氢氧化钙和碳酸钙的化学反应。
在这个过程中，碱石灰首先被煅烧得到生石灰（氧化钙），然后通过水蒸气的加入，生石灰会吸收水分而转化为氢氧化钙，同时生成的碳酸钙会溶解在水中，这样就得到了碱石灰制备的碱液。
具体来说，侯氏制碱法碱石灰作用的步骤包括以下几个部分：1.煅烧生石灰：首先，将石灰石（碳酸钙）通过加热的方式进行烧成生石灰（氧化钙）。
这个过程是石灰的初步制备步骤，将碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳。
2.加水制备碱液：将生石灰与水蒸气混合，生石灰会吸收水分而生成氢氧化钙，同时会生成碳酸钙，碳酸钙会溶解在水中形成碱液。
这样就得到了制备碱液的过程。
3.蒸发浓缩：将得到的碱液进行蒸发浓缩，去除其中的水分，使碱液更加浓缩。
4.结晶析出：通过适当的方法，如降温或加入碳酸氢铵等，促使碱液中的氢氧化钙结晶析出，生成纯净的碱石灰。
侯氏制碱法碱石灰作用的这个过程简单易行，而且操作方便，因此在传统碱业中广泛应用。
然而，由于该方法产生的碳酸钙会降低碱液的浓度，影响碱液质量，所以在现代工业生产中逐渐被其他碱制备方式所替代。
不过，在一些小规模碱生产中，侯氏制碱法仍然是一种有效的制备碱石灰的方法。
总的来说，侯氏制碱法碱石灰作用是一种古老的碱制备方法，通过煅烧生石灰和加水制备碱液的方式，在传统碱业中发挥着重要作用。
虽然在现代工业生产中逐渐被淘汰，但在一定范围内仍然具有一定的应用价值。
溶出工考试题库
职业技能大赛溶出工考试题库一、填空题1、溶出效果好坏直接影响到拜耳法生产氧化铝的技术经济指标。
2、拜耳法的基本原理是用 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便于氢氧化铝析出。
3、氧化铝生产过程就是从铝土矿中提取氧化铝使之与杂质分离的过程。
45、由于氧化铝水化物性质决定了制取氧化铝可用酸法、碱法，但酸法制造工艺比较复杂一般不采用。
6、根据氧化铝的物理性质，通常又可将氧化铝分为砂状、面粉状和中间状三种类型。
7、评价铝土矿的质量不仅要看它的化学成份、A/S的高低，而且还要看它的矿物类型。
根据铝土矿中含铝矿物存在的形态不同将铝土矿分三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型及混合型四种类型，在碱中最易溶出的是三水铝石，最难溶出的是一水硬铝石。
8、我国铝土矿大多属于一水硬铝石型铝土矿，化学成分上一般具有高铝、高硅和低铁的特点。
9、 SiO2 是铝土矿中最常见的杂质，也是碱法生产氧化铝最有害杂质。
10、工业上把苛性碱和碳酸碱合称为全碱。
11、溶出的质量指标主要是氧化铝溶出率和溶出液苛性比值。
12、循环效率的计算公式：(溶出Rp-循环母液Rp)*循环母液NK。
13、RP指的是氧化铝质量与氢氧化钠质量的比值。
14、实际溶出率公式：（入磨矿石A/S-溶出赤泥A/S）÷入磨矿石A/S×100% ，理论溶出率计算公式（入磨厂矿石A/S-1 ）÷入磨A/S×100% 。
实际溶出率与理论溶出率的比值称相对溶出率，它体现了溶出作业制度效果好坏的标准。
15、溶出温度控制不好，保温时间达不到，矿浆细度过细或过粗都有可能造成溶出赤泥A/S 高。
16、闪蒸槽出料管碳碱结晶造成乏汽带料的现象常会发生，严重时会造成堵管、闪蒸槽压力超高、安全阀喷料。
17、矿石的A/S越高，理论溶出率越高，矿石的利用率就越大。
18、溶出速度影响着溶出过程三个重要指标氧化铝的溶出率、溶出器生产能力及溶出液苛性比值。
电石渣代替石灰用于氧化铝生产的研究
电石渣代替石灰用于氧化铝生产的研究摘要：氧化铝是一种重要的工业原料，在许多领域都有广泛的应用，如陶瓷、金属、电子等。
在氧化铝生产过程中，石灰一直被用作主要的原料之一，起到提供热量和反应介质的作用。
然而，石灰的开采和加工过程中存在着许多问题，如资源浪费、环境污染等。
因此，电石渣是一种可替代石灰的环保型原料成为了氧化铝生产的研究热点。
关键词：电石渣；氧化铝；生产工艺1.电石渣和石灰的化学性质对比1.1 电石渣和石灰的成分分析1.1.1石灰成分分析石灰是一种以氧化钙为主要成分的矿物质，其含量通常在90%以上。
其余的成分包括硅、铝、镁、铁等氧化物以及一些有机质。
这些成分在石灰中扮演着不同的角色。
氧化钙是石灰的主要成分，具有高碱性，可以中和酸性物质并提高土壤的pH 值。
此外，氧化钙还能提供植物生长所需的钙元素，促进植物生长。
硅、铝、镁、铁等氧化物虽然在石灰中的含量较低，但它们对于植物生长和土壤改良也是非常重要的。
例如，硅可以提高作物的抗病性和耐旱性，铝可以改善土壤结构，镁可以促进光合作用，而铁则有助于提高作物的抗逆性。
1.1.2电石渣成分分析电石渣是电石（碳化钙）在制备乙炔气时产生的废渣，主要成分包括氧化钙、二氧化硅、铝硅酸盐、氧化镁、三氧化二铁等。
其中，氧化钙的含量最高，通常在60%以上。
这些成分在电石渣中的作用也各不相同。
氧化钙提供了碱性环境，有助于中和酸性物质和提高土壤的pH值。
二氧化硅和铝硅酸盐可以提高土壤的硬度，改善土壤结构。
氧化镁可以提供植物生长所需的镁元素，促进植物的光合作用。
1.2 电石渣和石灰的化学反应特性比较电石渣和石灰的化学反应特性存在明显的差异。
首先，从化学成分来看，电石渣主要成分是Ca(OH)2，而石灰石的主要成分是CaCO3；其次，两者的分解特性也不同。
加热至550℃时，电石渣中的Ca(OH)2开始分解，而石灰石在加热至750℃时才开始分解。
而且，电石渣在加热过程中，部分Ca(OH)2会吸收气体中的CO2形成CaCO3。
碱石灰烧结法生产氧化铝
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟碱石灰烧结法生产氧化铝碱石灰烧结法是在铝土矿中配入石灰石（苏打和石灰）、纯碱、碳分母液制备生料浆，生料浆打入窑内在高温下烧结成铝酸钠熟料，用水溶出熟料得铅酸钠溶液，铝酸钠溶液脱硅得精液，通二氧化碳气体分解得氢氧化铝，分解后的母液蒸发后循环使用。
在1200℃下烧结时，铝土矿中的氧化铝与碳酸钠反应生成可溶性的铝酸钠，杂质氧化铁、二氧化硅和二氧化钛分别被烧结生成铁酸钠、原硅酸钙和钛酸钙。
要求烧结所得到的熟料具有适当的强度和可磨性，溶出后的赤泥沉降性好。
用熟料中的氧化铝和苛性碱的标准溶液出率来衡量熟料质量的好坏。
标准溶出率就是指为了使熟料中可溶性氧化铝和苛性碱能全部溶出而不进入泥渣的溶出率，通常要求96%。
优质熟料粒度均匀（大部分30～50mm），堆积密度1.20～1.30，黑灰色。
为此，要求严格的控制生料浆的配制，即铝硅比、铁铝比、碱比、钙比、水分、固定碳含量及干生料的粒度；严格控制绕结温度。
我国采用低碱高钙配方，熟料质量较好。
在用热水溶出铝酸钠时，铁酸钠水解出游离苛性碱。
原硅酸钙和钛酸钙不溶于水，与碱溶液的反应也较弱。
用稀酸溶液溶出时。
可将熟料中的氧化铝和苛性碱溶出，得到铝酸钠溶液，与赤泥中的原硅酸钙、钛酸钙和水合三氧化二铁残渣分离。
如果溶出制度不当，尽管熟料质量好，溶出过程也会因发生一系列二次反应而使溶出来的氧化铝和苛性碱又进入赤泥。
根据低铁熟料的特点，我国研究出低苛性比值在80℃下二段磨料溶出流程，氧化铝和苛性碱的溶出率都达到92%～93%，得到的铝酸钠溶液中含Al2O3 达100g/L。
溶出时由于原硅酸钙与铝酸钠溶液发生二次反应，熟料的溶出液中通常含二氧化硅达4～6g/L，硅量指数仅为20～30，需要进行专门脱硅。
通常在150～170℃下的压煮器中以水合铝硅酸钠形式进行一段脱硅，使硅量指数达400，再进行第二段加石灰常压脱硅（形成。
浅谈粗液精制过程中添加石灰乳的作用
Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ工 业 技 术中国新技术新产品－ １５４ －在氧化铝生产过程中，为了保证产品中的硅含量不超标，除了保证铝酸钠溶液中的硅量指数外，最主要的是要去除铝酸钠溶液中的浮游物。
控制过滤工序通过叶滤机的过滤而达到粗液精制去除铝酸钠溶液中的浮游物。
为了提高叶滤机的效率，石灰乳作为助滤剂添加到粗液中。
1 控制过滤添加助滤剂的作用叶滤机运行过程当中，在不添加助滤剂的情况下，滤布是作为过滤介质。
如果滤布的孔径过大，则浮游物很容易通过，起不到粗液精制的目的；孔径过细，浮游物虽不能通过，但很快会将滤布孔径堵死，造成叶滤机产能低下且不易卸饼。
这就引入了用助滤剂解决这一问题。
助滤剂的加入，滤布成为过滤介质的附着面，通过过滤前的挂泥，使滤布表面形成一层疏松、多孔的过滤介质，液体可以轻易通过，而将浮游物阻挡在过滤介质中。
为了达到上面所说的目的，大多数氧化铝厂在粗液精制过程中都是以石灰乳作为助滤剂的。
2 石灰乳在铝酸钠溶液中的相变石灰乳的主要成分是Ca（OH）2，当石灰乳加入铝酸钠溶液中，Ca（OH）2能与铝酸钠溶液反应生成多种水合铝酸钙，其中3Ca ·Al 2O 3·6H 2O最稳定，其反应式为：3Ca（OH）2 + 2NaAl（OH）4= 3CaO·Al 2O 3·6H 2O + 2NaOH此反应式为双向的，其不同温度下该反应的等温线如图1所示，只有在原矿浆制备、储存的过程以及溶出矿浆的自蒸发冷却和稀释过程中的液相位于3CaO·Al 2O 3·6H 2O 的稳定区域内，具有生成3CaO·Al 2O 3·6H 2O 的条件。
而粗液刚好位于溶出矿浆的稀释储存过程中，可以生成3CaO·Al 2O 3·6H 2O。
而在温度不高的情况下，3CaO·Al 2O 3·6H 2O 在铝酸钠溶液中的溶解度比Ca （OH）2小的多，因此其就以固相的形式和浮游物同时悬浮于粗液当中。
碱石灰烧结法氧化铝生产工艺
分解母液蒸发——从过程中排除过量的水， 蒸发的循环纯碱溶液用以配制生料浆。
熟料烧结
生料的高温煅烧，制取主要含铝酸钠、铁 酸钠和硅酸二钙的熟料。 熟料烧结的最佳温度条件决定于原料的化 学及矿物组成和生了得配料比。我们在实 验室一般在1350摄氏度。 烧结完成后要磨料，磨成一定粒度的熟料。 再做下一步实验。
熟料溶出
溶出是为了使熟料中的铝酸钠转入溶液， 分离和洗涤不溶性残渣（赤泥）。 溶出：称10g熟料和碳酸钠溶液装到三口烧 瓶中，在80度条件的恒温水浴中，搅拌桨 以一定速度搅拌，溶出30min。 成分分析：全碱浓度、苛碱浓度、AO浓度、 吸光度测S
在溶出过程中，由于原硅酸钙引起的二次 反应，在溶出液中有不少的SiO2，使成品氧 化铝的质量低于规范要求。 通过测溶液的吸光度算出其硅含量。 脱硅过程实质就是是其中的SiO2转变成浓 度小的化合物沉淀析出。 脱硅法一：使SiO2成为含水铝硅酸钠析出。 脱硅法二：使SiO2成为水化石榴石析出。
烧结法的原理
用碳酸钠和石灰石按一定比例与铝土矿烧 结，可以很大程度上减轻Si2O的危害，使 Al2O3和Na2O的损失大大减少，这样就形成 了碱石灰烧结法。在处理高硅铝矿是，比 拜耳法优越。 中国现在的铝土矿品味很差，碱石灰烧结 法有很大的应用前景。
烧结法的基本流程
氧化铝的生产原理和方法
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载氧化铝的生产原理和方法地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容第一章氧化铝的生产原理和方法第一节氧化铝和铝矿烧结法和拜耳法是目前工业生产氧化铝的主要方法。
国外生产氧化铝绝大多数采用拜耳法生产氧化铝，中国结合自己的资源情况，首创了拜耳-烧结混联法，极大地提高了氧化铝的总回收率。
随着生产技术的不断提高，石灰拜耳法、选矿拜耳法等一些新的生产方法不断被应用到生产中来。
一、、氧化铝的特性存在于自然界中的氧化铝称为刚玉（α-Al2O3），是在火山爆发过程中形成的。
它在岩石中呈无色的结晶，也可与其他氧化物杂质（氧化铬和氧化铁等）染（形）成带色的结晶，红色的叫红宝石，蓝色的叫蓝宝石。
工业氧化铝是各种氧化铝水合物经加热分解的脱水产物，按照它们的生成温度可以分为低温氧化铝和高温氧化铝两类。
通常电解炼铝用的氧化铝是α-Al2O3和γ-Al2O3的混合物。
α-Al2O3它属六角晶系，由于有完整坚固的晶格，所以它是所有氧化铝同质异晶体中化学性最稳定的一种，在酸或碱液中不溶解。
γ-Al2O3属于立方晶系，具有很大的分散性，化学性质较为活泼，易与酸或碱溶液作用。
氧化铝的化学纯度成品氧化铝除主要成分是Al2O3外，往往含有少量的SiO2、Fe2O3、Na2O 和H2O等杂质。
氧化铝中残存的结晶水以灼减表示，它也是有害杂质。
因为水与电解质中的AlF3作用而生成HF，造成了氟盐的损失，并且污染了环境。
此外，当灼减高或吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解质接触时，则会引起电解质暴溅，危及操作人员的安全。
氧化铝质量的分级根据标准YS/7274-1998分为4个等级，如表1-2所示。
表1-2氧化铝质量等级标准氧化铝的物理性质用于表征氧化铝物理性质的指标有：安息角、α-Al2O3含量、容量、粒度和比表面积以及磨损指数等。
碱石灰烧结法生产氧化铝工艺设计
冶金工程专业课程设计题目：碱石灰烧结法生产氧化铝工艺设计班级：学号：姓名：2010年7月目录第一章碱石灰烧结法生产氧化铝设计任务及分析.................................................. - 3 -1.1铝土矿的组成及其物理化学性质..................................................................................................... - 3 -1.1.1主要含铝矿物.............................................................................................................................. - 3 -1.1.2铝土矿的物理化学性质.............................................................................................................. - 4 -1.1.3.我国铝土矿资源现状.................................................................................................................. - 4 -1.1.4其他铝矿及含铝资源.................................................................................................................. - 4 - 1.2碱石灰烧结法生产氧化铝工艺设计任务......................................................................................... - 5 - 1.3 烧结法生产氧化流程工艺分析........................................................................................................ - 5 -1.3.1碱石灰烧结法特点及技术现状.................................................................................................. - 5 -1.3.2碱石灰烧结法流程概况.............................................................................................................. - 5 - 第二章组织与分工....................................................................................................................... - 7 -2.1 项目组织 ........................................................................................................................................... - 7 - 2.2 分工 ................................................................................................................................................... - 7 -第三章课程设计正文.................................................................................................................. - 8 -3.1 总体设计方案 ................................................................................................................................... - 8 -3.1.1烧结过程工艺.............................................................................................................................. - 8 -3.1.2溶出工艺 ................................................................................................................................... - 10 -3.1.3脱硅工艺 ................................................................................................................................... - 13 -3.1.4铝酸钠溶液的碳酸化分解........................................................................................................ - 16 -3.1.5烧结法的改进途径.................................................................................................................... - 17 - 3.2工艺流程图 ...................................................................................................................................... - 18 - 3.3参考文献 .......................................................................................................................................... - 19 -第一章碱石灰烧结法生产氧化铝设计任务及分析1.1铝土矿的组成及其物理化学性质1.1.1主要含铝矿物铝土矿是目前氧化铝生产中最主要的矿石资源,世界上95%以上的氧化铝是使用铝土矿生产出来的.其主要的含铝矿物为三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石。
石灰、碱液分析测定讲义综述
石灰、液碱分析测定讲义综述讲课目标：1、掌握石灰、液碱分析的化学原理；2、掌握石灰、液碱分析方法、分析步骤；3、了解石灰、液碱分析中需要注意的问题。
石灰分析概述：石灰的有效成分是氧化钙，常含有少量的碳酸钙、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝等杂质。
在氧化铝生产中，石灰是不可缺少的重要原料，生产过程中将石灰与矿石一起混合称为混矿。
为了准确的进行配料，应对石灰进行化学分析，分析的主要项目有：有效氧化钙、全钙、氧化镁、二氧化硅等。
一、CaOf（有效钙）的测定1、方法概述：样品以煮沸冷却后的水浸出，加入蔗糖与氧化钙生成溶解度较大的蔗糖钙，以酚酞作指示剂，用盐酸标准溶液滴定，计算有效氧化钙的含量。
C12H12O11+CaO+2H2O →C12H22O11·CaO·2H2OC12H22O11·CaO·2H2O+2HCl→C12H22O11+CaCl2+3H2O（化学方程式板书）2、分析步骤：称取0.5000克试样于干燥的锥形瓶中，加入4克蔗糖，立即加入50mL煮沸冷却后的水，加盖，振荡10～15分钟，取下，加入2～3滴1％酚酞指示剂，立即用0.3570mol/L盐酸标准溶液滴定至溶液由红色转变为无色，即为终点（30秒钟不返红即可）。
（用较为形象的方式以板书方式写出来，简单、明了。
）3、计算：CaOf %=2V1（把计算公式的推倒过程写出来）有效钙分析需要注意的问题是：（1）加入蔗糖的量要足够，过少会在滴定中出现明显的返红现象，终点无法确认；（2）锥形瓶是干燥无水的，否则试料会结块，浸出不完全，如有试样结块或粘于瓶壁现象，则应该重新取样；（3）所用的水必须是经煮沸冷却后的水，因为热的蒸馏水能与蔗糖和钙生成溶解度小的蔗糖三钙影响测定结果；（4）为防止空气中的二氧化碳和氧化钙作用，振荡时，必须加盖。
二、CaO T（全钙）、MgO测定1、方法概述：在有掩蔽剂存在下，在一份试液中调整溶液PH＝12～13，以钙指示剂为指示剂，用EDTA标液滴定氧化钙；在另一份试液中，加入PH＝10氨性缓冲溶液，以铬黑T为指示剂，用EDTA标液滴定钙、镁合量，差减法计算氧化镁的量。
烧结法原料制备
第二章
2、碱比：
原料制备（十四）
碱比是孰料或生料桨中氧化钠与氧化铝和氧化铁的分子比 （也叫摩尔比）N/R=[Na2OT - Na2OS]/( [Al2O3+ Fe2O3]) = Na2O%/62/( Al2O3%/102+ Fe2O3%/160) =1.645 Na2O%/( Al2O3%+ 0.6375Fe2O3%) =1.645 N/( A+ 0.6375F) 由于烧成煤灰分的影响生料碱比=中心数+增量
第二章
原料制备（六）
一、原料制备在氧化铝生产中的作用
碱－石灰烧结氧化铝生产的特点是：生产工艺流程长，设 备类型多，生产连续性强，在生产过程中必须严格控制生产技 术条件，必须搞好配料，保证熟料质量，严格掌握湿式系统的 技术条件，认真贯彻“均衡、稳定、提高”的方针，达到优质、 高产、低消耗的目的。 原料制备是氧化铝生产的第一道工序，也是烧结法生产的 基础。主要生产任务就是为氧化铝生产磨制调配各项指标合格 的料浆，消化拜尔赤泥、达到生产氧化铝和回收碱的目的。主 要工序有铝矿破碎、配矿、磨制调配各项指标合格的料浆和生 产高浓度的CO2气体、生产合格石灰和石灰乳的任务。 能否制备出合格的生料浆，将直接影响到氧化铝和氧化钠 的净溶出率，也影响到熟料窑的操作等，直接影响到烧结法氧 化铝的产量和技术经济指标。
第二章
原料制备（十三）
（3）配矿计算 已知A矿、B矿成分如下： A矿 Al2O352.98%、SiO220.42%、Fe2O38.39%、A/S2.6 B矿 Al2O362.54%、SiO210.76%、Fe2O37.33%、A/S5.87 要求混矿A/S为a.3.2,b.4.4，c.4.6若铝土矿的容重1650千克/ 立方米kg/m3，无烟煤容重800kg/m3矿石若按8%的比例（重量百 分比）配入无烟煤。求100抓A矿要配入多少抓B矿？多少？ 解：a.设100抓A矿要配入x抓B矿，y抓无烟煤 （52.98*100+62.54*x）/（20.42*100+10.76*x）=3.2（4.6） 解得：x≈44抓 配煤量为：y=（100+44）*0.11*1.65/0.8=32.7抓≈33抓 b.同样混矿4.4 ，x≈243抓，y=78抓 C.混矿4.6 ，x≈314抓，y=94抓
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]。
第四章碱石灰烧结法生产氧化铝
ΔG=148.06+0.00544TlnT-0.0205T, kJ/mol
形成条件：
1. 温度：500~700℃开始，800℃完全，升温 加速，1100℃1小时内完成； 2. [Na2CO3]/[Al2O3] ≧1
（过量的Na2CO3不分解）
铝酸盐炉料烧结过程
- 主要物理化学反应 1. Al2O3的行为；
2.
3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
SiO2的行为；
Fe2O3的行为； MgO的行为和TiO2的行为； 硫的危害和防治； 氟化物的影响； Na2O· 2O3–Na2O· 2O3 –2CaO · 2系； Al Fe SiO CaO – Al2O3 –SiO2系; 机理和影响因素
碱石灰烧结法的基本流程
基本流程的工艺过程和条件(九个工序，六个比)： 九个工序：生料浆制备；熟料烧结；熟料溶出；赤 泥分离及洗涤；粗液脱硅；精液碳酸化分解；氢氧
化铝分离与洗涤；氢氧化铝的煅烧；分解母液蒸发
浓缩 六个比：碱比(Na2CO3/Al2O3+Fe2O3)；钙比 (CaO/SiO2)；铝硅比(A/S)；铁铝比(F/A)；生料浆液 固比；溶出液固比
1916年提出石灰石+矿石的两成分烧结法;
1936-1940年前苏联科学家对烧结法进行了完善和改 进,日臻成熟。
Al2O3
NaOH
NaAl(OH)4
SiO2 Bayer法铝硅分离
Al2O3
NaOH or Na2CO3+CaO
Na2SiO2(OH)2+含硅化合物沉淀
Na2O.Al2O3 2CaO.SiO2
铝酸盐炉料烧结过程
碱石灰法生产氧化铝的工艺流程
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拜耳法是德国化学家拜耳于1897年发明的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。
氧化铝生产工艺
A固→A气，
A气+B固→AB固
A固+X固→AX液，
AX液+B固→AB固+X固
熟料烧结过程是复杂的多相固相反应过程，硅酸盐和铝酸盐的形成 都是经过各种中间相最后形成熟料的矿物组成。固态物质开始烧结的温 度与其熔点间存在大致一定的规律：
金属：T烧结≈（0.3-0.4）T熔点 盐类： T烧结≈0.57T熔点 硅酸盐及有机物： T烧结≈（0.8-0.9）T熔点
• 非饱和配方：生产上把不能按化学反应所需理论量计算 出的量进行的配方统称为非饱和配方。 碱比[N]/[R]＜l.0的叫做低碱配方； 钙比[C]/[S]＞2.0的叫高钙配方； 钙比[C]/[S]＜2.0的叫做低钙配方。
第14章 铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反 应
烧成温度：铝酸盐炉料烧结成为熟料的温度。 欠烧熟料：低的烧成温度下烧成的粉状的黄料。 正烧熟料：在最佳的烧成温度下烧成的黑心多孔的熟料。 过烧熟料：高的烧成温度下烧成的致密的熔结块状熟料。 烧成温度范围：在得到正烧熟料和过烧熟料之间的温度范围。
生料的细度
饱和配方：碱比等于1， 钙比等于2
高钙配方，低碱高钙 配方、高碱低钙配方等都是 与饱和配方相比较而言的。 我国采用低碱高钙配方。
第14章 铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反 应
炉料配方：
• 饱和配方：生产上把按化学反应所需理论量计算出的配 方，习惯地叫做“饱和配方”或正碱、正钙配方。 即碱比[N]/[R]=1；钙比[C]/[S]=2.0的配方。
第14章 铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反 应
SiO2的反应：烧结法处理的是高硅铝土矿，因此Al2O3与SiO2的分离，
烧结过程生成的含硅化合物必须满足：
➢ 烧结过程中炉料中SiO2应转变为不含Na2O和Al2O3的化合物 ➢ 在高温下能与Na2O和Al2O3同时稳定存在 ➢ 在溶出时不与铝酸钠溶液显著反应 。
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碱法生产氧化铝中石灰的作用
作者：陆建行
来源：《中国科技博览》2013年第25期
[摘要]因石灰在自然界中较易于烧制生产出来，用在工业生产中非常广泛也非常方便，在氧化铝生产中也有很高的利用价值。
本文阐述了石灰在氧化铝生产过程中的作用及其机理，对生产和降低成本起到一定的实际的指导作用。
[关键词]碱式拜耳法石灰乳预脱硅化学结合碱苛化反应助滤剂
中图分类号：TF801 文献标识码：TF 文章编号：1009―914X（2013）25―0605―01
前言：目前工业生产氧化铝基本全部是碱法。
碱法可分为烧结法、拜耳法及其联合法。
其共同点和特点就是用碱（NaOH或Na2CO3）溶液来处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液。
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。
本文主要探讨碱式拜耳法中用到的石灰及其作用的基本理论。
碱式拜耳法生产氧化铝的过程工序中用的石灰主要有以下几方面：1）配制原矿浆时添加石灰以增加碱的浓度；2）溶出前对原矿浆进行预脱硅处理；3）溶出过程中除掉钛、铁等有害矿物；4）蒸发工序中添加石灰乳进行苛化反应以降低流程中碳酸钠的含量；5）洗涤铝酸钠溶液过程中添加石灰乳起到助滤的作用。
以下将一一作出阐述。
1.增加原矿浆的碱浓度
碱式拜耳法生产工艺决定了再生产中用到大量的液碱即NaOH溶液，然而液碱的生产方式决定了其价格居高不下的实际情况，而且其浓度一般较低，只有40%到50%。
在配置原矿浆的时候适当的添加石灰首先能有效的提高碱浓度，因为石灰进入溶液后将和水作用生成熟石灰，即CaO生成Ca（OH）2的过程。
水量的减少将使得碱的浓度变高。
其次所生成的石灰乳Ca（OH）2也是呈强碱性，这又使得碱的浓度进一步增高了，可谓一举两得。
在实际生产的配料环节，石灰的配量是一个非常关键的指标。
因为除了考量以上所述两个因素外，还有以下所述的两个因素需要考虑即脱硅和除掉钛、铁等杂质。
所以一般是三者的合量即为石灰添加量的参考依据。
2.预脱硅及降低碱耗
铝土矿中的杂质主要是含SiO2类矿物，拜耳法生产氧化铝溶出时这些矿物部分转化为水合铝硅酸钠进入赤泥而造成氧化铝和氧化钠的损失。
水合铝硅酸钠的分子式相当于
Na2O·A12O3·1.7SiO2·nH2O。
铝土矿中每1 kg的Si02会造0.608kg的Na20的损失，这部分碱
称为化碱，在氧化铝生产总碱耗中占很大比重，一般达60%以上。
目前我国氧化铝工业飞速发展，但同时矿石的质量不断下降，部分氧化铝厂采用的铝土矿铝硅比已经下降到5以下。
在矿石铝硅比日益降低的情况下，氧化铝生产的碱耗逐渐升高，导致生产成本升高。
如何降低氧化铝生产中碱的成本是氧化铝生产中亟待解决的问题。
这也是各国氧化铝厂共同面临的问题。
我国在一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝过程中都以石灰作为添加剂来强化溶出。
往铝酸钠溶液中添加石灰，则铝土矿中的含硅矿物生成钙水化石榴石，分子式为3CaO·A1203·nSi02·（6—n）H2O，其中n称为SiO2饱和系数，它与反应条件和生成途径有关。
从钙水化石榴石的分子式可知，n越大其所带走的A12O3越少，且由于其分子式中无Na20，则该物相不会产生碱耗。
前苏联专家的研究结果表明，水化石榴石在溶出的各个阶段都存在着，而且在高ak溶液中形成的水合铝硅酸钠量比低ak时形成的水合铝硅酸钠量大为减少。
而降低化学结合碱的关键点就是使溶出赤泥中的SiO2尽量少地以水合铝硅酸钠形式存在，转而以不造成碱损失的水化石榴石形式存在。
而研究又发现，合成的水化石榴石渣在循环母液中高温溶出后固相N/S并没有升高，而是降低了。
表明合成水化石榴石渣经溶出后并没有转化为水合铝硅酸钠。
这就意味着水化石榴石一旦在溶出前形成则在溶出过程中基本不会减少。
由此，如果能在溶出前能使铝土矿中SiO2大量地以水化石榴石形式而不是以水合铝硅酸钠形式结晶析出，则经过高温溶出后赤泥的N/S可大大地降低，即是降低拜耳法生产氧化铝化学结合碱。
因此添加石灰就能在脱硅的同时降低了化学结合碱的消耗，这就是我们添加石灰的最大目的和效果。
3.除掉钛、铁等有害矿物
铝土矿中的钛是以TiO2的化合态形式存在于金红石、锐钛石和板钛石中，有时也出现胶体氧化钛和钛铁矿，以金红石为常见。
铁杂质主要包括赤铁矿和针铁矿，还有少量黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿以及其他盐类杂质。
其化学成分主要是铁氧化合物或者铁硫化合物等。
在溶出一水硬铝石铝土矿时，如果没有加入石灰或其他添加剂，含钛的矿物可以使氧化铝几乎不能溶出。
在有石灰添加的前提下，当预热温度低于140℃时，铝土矿中含钛矿物的反应速度较低，在温度低于180℃时，其反应速度缓慢增加。
当高于180℃，随着温度的不断升高，反应速度急剧增加。
在添加石灰的条件下，氧化钛在铝酸钠溶液中反应式为：
TiO2 + Ca（OH）2 → CaTiO3 + H2O
研究表明，TiO2对合成一水硬铝石的溶出起到极大阻碍的作用，溶出率极低，而且并不因为时间的延长而有所增加。
要想消除氧化钛对氧化铝的溶出率的影响，我们认为最好的办法就是添加石灰。
而铁矿物杂质中针铁矿会与一水硬铝石进行同晶置换，针铁矿中的Fe会被AL取代，形成铝针铁矿。
在溶出温度为230至240℃时铝针铁矿很难溶出，有研究表明针铁矿的存在会使氧化铝的溶出率降低2%至3%，最终造成了碱和氧化铝的附碱损失加大。
提高温度和添加石灰可以促使针铁矿变为赤铁矿，并改善料将的沉降性能。
4.降低碳酸钠的含量
生产流程中的溶液，实际处理时一般指的是分解母液长期的与空气或其他碳酸盐接触，难免会使溶液的碳酸盐一般是指碳酸钠的含量或浓度增加了，最后会形成Na2CO3晶体析出。
要想使其降低和回收其中的苛性碱可以通过苛化反应来实现。
即将母液先进行过滤获得碳酸钠晶体滤饼，再与石灰乳混合反应生成碳酸钙后沉淀，最后通过液固分离器除掉碳酸钙，反应式为：
Na2CO3 + Ca（OH）2 → CaCO3↓ + NaOH
所添加的石灰乳浓度即CaO含量一般为： 100-200g/l，添加量按照〔CaO〕/〔Na2O〕
=1.20来进行添加。
5.助滤铝酸钠溶液
溶出后所得的铝酸钠溶液需要将赤泥通过沉降分离掉，之后再通过叶滤机除掉其中的浮游物即得到铝酸钠精液。
为了增加过滤的效果，在沉降叶滤机中添加石灰乳作为助滤剂。
其原理是石灰乳中的有效钙CaOf与铝酸钠溶液反应生成水化石榴石，这是一种疏松、多空的固体物质，吸附在滤饼上可增大滤饼的疏松度，减少过滤阻力，另外也使得滤饼易于从滤布上脱落下来，易于卸饼，因此在生产上往粗液中连续添加石灰乳可以大大提高叶滤机的生产能力同时也能达到进一步脱硅的目的和良好效果。
在生产中一定要确保石灰乳的连续添加，同时要注意观察石灰乳的质量。
一般石灰乳固含为：150～180 g/l 加入量为：0.004m3/ m3粗液。
结束语
现在氧化铝生产过程中普遍使用了石灰，尤其是液碱的价格不断上涨的时候添加石灰降低成本的效果更明显。
然而石灰的有效成分和活性又是极大亟待提高和解决的问题，同时添加的石灰的经济核算也是比较难以进行的。
这就需要研究者不断的进行探讨。
参考文献
[1]李旺兴，氧化铝生产理论与工艺，中南大学出版社；
[2]陈文汨、彭秋燕等改变拜耳法预脱硅工艺降低赤泥化学结合碱的研究，轻金属2010年第六期；。