第一讲 B氧化铝生产基础知识

四.

铝土矿及其它铝矿石

1.

主要含铝矿物

1).铝的存在

地壳中元素Al含量居第三位,仅次于氧和硅两元素平均含量为8.8%.在金属元素中Al居第一位.

Al的性质活泼,自然界中以化合物形态存在,地壳中含Al矿物约250种,约40%以铝硅酸盐形式存在.2).主要含铝矿物

主要是:*三水铝石型Al2O3.3H2O*一水软铝石型Al2O3.H2O或γ-AlOOH*一水硬铝石型Al2O3.H2O或者说α-AlOOH

*明矾石矿:

(Na,K)2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3

*霞石(Na,K)2O.Al2O3.2SiO2*高岭土.粘土Al2O3.2SiO2.2H2O2.

铝土矿组成

主要是:

Al2O330—80%Al30%左右其它为杂质:

SiO2,

Fe2O3(Fe3O4,

FeO),TiO2,CaCO3,MgCO3以及K,Na,Cr,V,Ga,P,F,Zn和一些元素的化合物,有机物等.

SiO2:SiO2能溶于碱强碱溶液中,对拜耳法生产很有害,故要进行脱硅,硅的含影响铝锭质量.Fe2O3:含量2—25%,碱法生产氧化铝,Fe2O3不与碱性溶液作用而进入残渣,残渣因呈红色故称赤泥.TiO2:以锐钛矿和金红石存在.Ga:含量少0.01—0.001%,生产中在分解母液中循环积累,世界90%的镓从氧化铝生产中提取.3.

铝土矿的外观

铝土矿的外观,颜色和结构由矿物组成和化学成分而定其可以从白色到赭色之间的一切颜色,含铁量高的呈红色,含铁量低的呈白色.

矿石结构有土状,致密状和豆面状.

三水铝石呈松散碎屑状,一水硬铝石呈石质块状.4.

铝土矿的用途

主要是:1).铝生产主要原料占95%左右.2).耐火材料生产.3).人造刚玉,磨料.4).水泥等.5.

衡量铝土矿质量的主要标准

1).铝硅比A/SAl2O3质量/SiO2质量之比其值愈大愈好.

A/S>10以上为优质铝土矿

A/S>7

拜耳法生产

A/S<5

烧结法生产2).Al2O3含量(品位)指铝土矿中Al2O3的含量.3).矿物类型其对Al2O3的可溶性影响甚大,三水铝石最易为苛性碱溶出,一水软铝石次之,一水硬铝石溶出条件较苛刻.4).铝土矿的质量标准

YB123—62标准6.国内铝土矿资源

国内铝土矿资源分布相对集中，主要分布在山西、河南、广西、贵州4省区，其资源储量占全国的90.26%，其中山西占35.9%、河南占20.6%、广西占18.37%、贵州占15.39%。另外，重庆、山东、云南、河北、四川、海南等15个省市也有一定的资源储量，但其仅占全国的10%。铝土矿资源储量为32.23×100000000t，在世界上居第七位。

主要特点:*高铝,高硅,低铁.*矿床类型以沉积型为主，一是沉积型一水硬铝石矿床，二是堆积型一水硬铝石矿床。*矿床规模以大、中型为主。*矿石以难溶的一水硬铝石型为主。*铝硅比偏低贵州铝土矿:一水硬铝石+高岭石型

Al2O3品位50--70%左右

A/S:5--107.

国外铝土矿资源

80%集中在几内亚,澳大利亚,巴西等处于热带及亚热带国家.主要为三水铝石型,多为优质铝土矿,A/S大于10,有的高达54(几内亚),但Fe2O3一般较高,SiO2含量低.五.

氧化铝生产方法概述

从铝土矿分离出氧化铝的过程.主要方法:碱法、酸法和电热法.1.

碱法生产氧化铝

按生产过程特点又分:拜耳法,烧结法和联合法.工业上几乎全部采用碱法生产氧化铝.2.

酸法生产氧化铝

用H2SO4,HNO3,HCl处理铝土矿得到该酸的铝盐酸水溶液,再用碱中和这些盐的水溶液,使Al(OH)3析出,焙烧Al(OH)3或各种盐的水合物晶体得Al2O3.3.

电热法生产氧化铝

用电炉熔炼铝矿石和碳的混合物,使矿石中的SiO2,

Fe2O3(Fe3O4,FeO),TiO2等杂质还原形成硅合金,而Al2O3呈熔融态炉渣而上浮和杂质分离,再用碱法处理炉渣而得Al2O3.

六.

拜耳法原理及基本工艺流程

1.

基本原理

用苛性碱溶出铝土矿中的Al2O3,使Al2O3变为可溶于水的铝酸钠溶液而与其它杂质分离,对该溶液降温,加晶种搅拌分解出Al(OH)3,分解母液则循环处理另一批铝土矿.Al(OH)3焙烧即得Al2O3。Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aqNaAL(OH)4+aq2.工艺系统构成

(见流程图1)3.基本工艺流程

1).原矿浆制备2).溶出3).溶出矿浆的稀释及赤泥分离和洗涤4).晶种分解5).Al(OH)3分级与洗涤6).Al(OH)3焙烧7).母液蒸发和苏打苛性化

流程图2.doc

八.

选矿拜耳法.联合法基本工艺流程

1.

选矿拜耳法

矿石=有用矿物+脉石矿石类型:自然矿石,氧化矿,硫化矿和混合矿.从矿石中分离出脉石(部分)的过程即选矿.选矿目的:除去部分脉石或杂质达到拜耳法生产工艺要求.经过选矿后得到的矿石称精矿.选矿的方法:物理法和化学法.

物理法:重力沉降,旋风分离,洗涤分离过滤分离,磁力分离,离心分离等化学法:向矿石中加入某种溶剂使矿石中的杂质形成溶液而分离.九.氧化铝生产工艺方法的确定

氧化铝生产方法和合理的工艺设备流程的选择取决于许多因素，其中主要是：1)铝硅比，即矿石中Al2O3对SiO2的质量比；2)原料中硫化物、碳酸盐和有机物的含量；3)铝化合物和硅化合物的组成；4)氧化铁含量。其亚：常压预脱硅和管道化间接加热加停留罐的溶出工艺；原矿浆磨制采用棒磨－球磨＋水力旋流器分级的磨矿工艺；采用高浓