氧化铝工艺流程图
一、拜耳法生产氧化铝的基本流程
1、原矿浆制备。首先将铝土矿破碎到符合要求的粒度(如果处理一水硬铝土型铝土矿需加水量的石灰),与含有游离的 Na0H 的循环母液按一定的比例配合-道送入湿磨内进行细磨,制成合格的原矿浆,并在矿浆槽内贮存和预热。
2.高压溶出。原矿浆经预热后进入压煮器组(或管道溶出器设备),在高压下溶出。铝土矿内所含氧化铝溶解成铝酸钠进入溶液,而氧化钛以及大部分的二氧化硅等杂质进入固相残渣即赤泥中。溶出所得矿浆称压煮矿浆,经自蒸发器减压降温后送入缓冲槽。
3.压煮矿浆和稀释及赤泥分离和洗涤。压煮矿浆含氧化铝浓度高,为了便于赤泥沉降分离和下一步的晶种分解,首先加入赤泥洗液将压煮矿浆进行稀释(称赤泥浆液),然后利用沉降槽进行赤泥与铝酸钠溶液的分离。分离后的赤泥经过几次洗涤回收所含的附碱后排至赤泥场(国外有排入深海的),赤泥洗液用来稀释下一批压煮矿浆。
4.晶种分解。分离赤泥后的铝酸钠溶液(生产上称粗液)经过进上步过滤净化后制得精液,经过热交器冷却到一定的温度,在添加晶种的条伯下进行分解,结晶析出氢氧化铝。
5.氢氧化铝的分级与洗涤分解后所得氢氧化铝浆液送去沉降分离,并按氧化铝颗粒大小进行分级,细粒作品种,粗粒经洗涤后送焙烧制得氧化铝。分离氧氧
化铝后的种分母液和氢氧化铝洗液(统称母液)经热交换器预热后送去蒸发。
6.氢氧化铝焙烧。氢氧化铝含有部分附着水和结晶水,在回转窑内经过高温焙烧脱水并进行一系列的晶相转变制得含有一定Y-三氧化二铝和a -
三氧化二铝
的产品氧化铝。
7.母液蒸发和苏打苛性化。预热后的母液经蒸发器浓缩后得到合乎浓度要求的循环母液,补加 Na0H 后又返回湿磨,准备溶出下一批矿石。
在母液蒸发过程中会有一部分 Na2CO3.H2O 与水溶解后加石灰进行苛化使之变成 Na0H 用来溶出下批铝土矿。
二、碱一石灰烧结法生产氧化铝基本工艺流程
1.生料浆的制备。将铝土矿、石灰(或石灰石)、碱粉、无烟煤及碳分蒸发母液按一定的比例,送入原料磨磨成料浆,经料浆槽调配合格即成生料浆,它是烧结合格熟料的物质基础。为了清除硫的危害,所以配有一定量的无烟煤。
2.熟料烧结。熟料烧结过程通常在回转窑内进行。调配合格的生料浆送入窑内在 1200~1300℃的高温作用下发生一系列的物理化学变化,主要生成
黑色的块或粒状物料即熟料。
三、拜耳一烧结联合法
含硅很低的优质铝土适宜用拜耳法处理,含硅高。铝硅比低的铝土矿,一般采用烧结法处理。
通常在高品位矿区总会产出一些低品位矿石。为了充分利用矿产资源。并用廉价的纯碱补偿拜耳法的苛性碱损失,降低生产成本,采用拜耳法和烧结法同时分别处理两种矿,这种方法称之为并联联合法。
当所处理的铝土矿是中等品位时,单独采用拜耳法或烧结法生产在经济上都是不够理想的。如果将矿石先经拜耳溶出,溶出后的赤泥再用烧结法进一步提取其中的氧化铝和氧化钠称串联联合法,此法能取得较好的经济效果。因为,这样可以使烧结法中投资最大的烧结,溶出、脱硅工序的设备规模大为缩小,亦即投资和加工费用大为降低,而拜耳法赤泥中的碱和氧化铝又能充分地回收。
对于中等品位的铝土矿采用串联法处理虽然能收到较好的经济效果,但目前烧结单纯拜耳法赤泥配制的低铝硅比生料因烧成温度范围窄而有一定的困难,而且烧结法部分所得出的铝酸钠溶液也很难恰好满足拜耳法所要求的补碱需要。如果在拜耳法赤泥配制的生料中添加一部分低品位的铝土矿,将熟料铝硅比提高到便于烧结窑操作的范围,这不但改善了大窑的技术操作和使烧结法部分提供拜耳法部分所需要的碱,而且可以取得其它好的经济技术效果。这种兼有串联和并联特点的联合法称为混联联合法。