氧化铝知识问答

1. 简述拜耳法生产氧化铝的原理。

用苛性碱溶液在一定温度、一定压力条件下溶出铝土矿，氧化铝被溶出制得铝酸钠溶液，铝酸钠溶液净化后经过降温、添加晶种、搅拌分解析出氢氧化铝，析出的氢氧化铝经分离、洗涤、焙烧后得到氧化铝。分解后的母液（主要成分NaOH）经蒸发再重新溶出新的一批铝土矿，进入下一循环。氧化硅等杂质成为赤泥，经洗涤后外排或用于烧结法配料。

拜耳法的实质也就是下述反应在不同条件下的交替进行：

2. 拜耳法生产氧化铝的主要工序有那些？

原矿浆制备、溶出、溶出矿浆稀释、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。

3. 铝酸钠溶液的浓度

铝酸钠溶液的基本成分是Al2O3和Na2O，工业上铝酸钠溶液各成分的浓度一般是用每升铝酸钠溶液中所含溶质的克数来表示的（g/l）。如一升铝酸钠溶液中含120克Al2O3、100克Na2O，则氧化铝和氧化钠的浓度分别表示成Al2O3120g/l、Na2O 100g/l。

4. 铝酸钠溶液的苛性比值

铝酸钠溶液中的Na2O包括与氧化铝反应生成铝酸钠的Na2O和以游离的NaOH形态存在的Na2O，它们都称为苛性碱（以Na2Ok表示）。铝酸钠溶液中所含苛性碱与氧化铝的摩尔比叫做铝酸钠溶液的苛性比值。以符号αk表示即：

式中〔Nk〕--铝酸钠溶液中Na2Ok的摩尔数；

〔A〕--铝酸钠溶液中Al2O3的摩尔数。

5. 拜耳法循环效率

循环母液每经过一次作业循环，便可以从铝土矿中提取出一批氧化铝。通常将1升（或1立方米）循环母液在一次作业周期中所生产的氧化铝的克数（或kg数）称为拜耳法的循环效率，以符号E表示。

6. 原矿浆的磨制

原矿浆的磨制是将碎铝矿按配比要求配入石灰和循环母液磨制成合格的原矿浆的过程。

原矿浆的技术指标要求：一般主要考核细度、固含、配钙（氧化钙添加量）

细度：+300μm≤1% (即60#筛上残留≤1%)

+63μm≤25 %（即230#筛上残留≤25%）

固含：300-400g/l

配钙：生产上要求石灰添加量为铝矿石重量的7%～9%。

7. 影响球磨机产能的因素

影响球磨机产能的主要因素有：矿石的可磨度、给矿粒度、产品细度要求、球级配比、球荷填充率、磨矿液固比等。

8. 拜耳法原矿浆指标对氧化铝生产的影响

1)、固含调矿固含过高将会影响铝土矿溶出反应完全程度，降低溶出率，增大赤泥量，降低氧化铝回收率；调矿固含过低会使溶出αk升高，造降低分解率和循环效率。

2、细度矿浆细度跑粗将会加速管道磨损，使预脱硅槽沉淀增多，影响铝土矿溶出反应完全程度。矿浆细度过细将使溶出赤泥变细，使赤泥沉降性能变差，影响拜耳法赤泥的沉降分离作业。

3、矿浆CaO含量矿浆CaO配入量要适中，以保证溶出过程中消除TiO2的危害。加入量不足时，将会降低溶出率；加入量过高，游离的CaO会造成Al2O3的损失。

9. 含钛矿物对一水硬铝石溶出过程中的危害？如何消除？

氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠，在一水硬铝石表面形成一层致密的保护膜，阻止碱液渗透到矿石内使Al2O3不能被溶出。因此铝土矿中的含钛矿物使一水硬铝石在铝酸钠溶液中的溶解过程显著恶化，氧化铝溶出率降低。

在铝土矿溶出时添加石灰是消除TiO2危害的有效措施。在高压溶出过程中，钙、钛化合物反应的主要产物为钙钛矿、羟基钛酸钙或钛水化石榴石。使一水硬铝石表面上不再生成钛酸钠保护膜，故Al2O3溶出过程不再受到阻碍，也降低了Na2O的消耗。

10. 在铝土矿的高压溶出过程添加石灰的主要作用？

(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，使其中的氧化铝充分溶出，并使赤泥的沉降性得到改善；

(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。在拜耳法溶出中加入石灰后，一部分SiO2转变为水化石榴石，这样以水合铝硅酸钠存在的SiO2减少，使赤泥中钠硅比降低。

11. 影响铝土矿溶出过程的因素有哪些，如何影响？

1）、铝土矿的矿物组成及结构三水铝石溶出性能最好，一水软铝石次之，一水硬铝石最次。

2）、溶出温度的影响溶出温度提高，溶出速率提高，溶出设备的产能也显著提高。

3）、循环母液苛性碱浓度的影响当其它条件相同时，母液碱浓度越高，溶出速度越快。

4）、配料苛性比的影响配料苛性比就是预计矿石中Al2O3达到理论溶出率时，溶出液的苛性比。它的数值越高，溶出速度越快。为了提高循环效率，通常降低配料苛性比、提高循环母液苛性比。

5）、矿浆搅拌强度的影响搅拌可以强化了溶出过程。

6）、铝土矿的磨细程度矿石磨得愈细，溶出速度就愈快。

7）、添加石灰的影响添加石灰，有利于Al2O3 溶出速度的提高，碱耗明显降低。

8）、溶出时间的影响铝土矿溶出过程中，只要Al2O3的溶出率没有达到最大值，那么增加溶出时间，Al2O3的溶出率就会增加。

12. 溶出质量的指标

溶出的质量指标主要是氧化铝溶出率和溶出液的苛性比值。这两项指标的好坏取决于高压溶出工艺条件和技术操作以及配料的正确程度。

13. 氧化铝的溶出率

ηA=(1-)×100%

式中ηA-氧化铝的溶出率，%；

(A/S)赤泥-赤泥的铝硅比；

(A/S)矿石-铝土矿的铝硅比。

将溶出后的赤泥A/S值代入上式算得初溶出率；

将洗涤后的赤泥A/S值(或弃赤泥A/S值)代入上式算得净溶出率(实际溶出率)；

将硅渣中(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)理论铝硅比，即A/S=1的值代入则得理论溶出率η理。

氧化铝的实际溶出率与理论溶出率的百分比称之为相对溶出率η相。

η相=×100%

14. 沉降性能的表示方法