拜耳法生产氧化铝的工艺流程.pdf

拜耳法生产氧化铝的工艺流程概述 1 拜耳法生产氧化铝的工艺流程概述 1 拜耳法系奥地利拜耳 （K.J.Bayer）于 1888 年发明。其原理 拜耳法系奥地利拜耳 （K.J.Bayer）于 1888 年发明。其原理 是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸 是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸 钠溶液。溶液与残渣 （赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝 钠溶液。溶液与残渣 （赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝 作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在 作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在 950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的 950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的 溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。 溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。 拜耳法的简要化学反应如下： 拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同, 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同, 它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的 它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的 溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在 溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在 125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并 125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并 添加石灰 （3～7％）的条件下溶出。 添加石灰 （3～7％）的条件下溶出。 现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作； 现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作； ②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化 ②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化 焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。 焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。 拜耳法的工艺流程见图1。 拜耳法的工艺流程见图1。 拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者 拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者 每吨氧化铝的能耗仅3×106 千卡左右，碱耗一般为100 公斤左 每吨氧化铝的能耗仅3×106 千卡左右，碱耗一般为100 公斤左 右 （以Na2CO3计）。 右 （以Na2CO3计）。 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中 的SiO2 含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3 与SiO2 的SiO2 含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3 与SiO2 含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2 转变 含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2 转变 成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O ·Al2O3 ·1.7SiO2 ·nH2O)随， 成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O ·Al2O3 ·1.7SiO2 ·nH2O)随， 同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2 大约要造成1 公斤Al2O3和0.8 同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2 大约要造成1 公斤Al2O3和0.8 公斤NaOH 的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越 公斤NaOH 的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越 差。 差。 主要生产原理及过程 2 主要生产原理及过程 2 预脱硅与铝硅比的提高 2.1 预脱硅与铝硅比的提高 2.1 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中 的S