氧化铝生产工艺教学(拜耳法).ppt

1、,氧化铝生产工艺,金会心,晶种分解过程,溶出过程,分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的一批铝土矿,拜耳法是由K.J.拜耳1889-1892年提出而命名。用于处理高铝硅比铝土矿，特别是三水铝石型铝土矿，流程简单，产品质量好，得以广泛应用,实质：,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,拜耳法的原理,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，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,30,60,200,MR=3.40,拜耳法生产Al2O3的四个组要工序,MR=1.65,铝土矿的溶出 铝酸钠溶液的稀释 晶种分解 分解母液蒸发,拜耳法循

2、环从铝土矿的溶出开始，溶出初温为30，终温为200。在此温度范围内实现溶出、稀释分解、蒸发过程。,A,B,A点：循环母液的组成点,AB线：溶出线,BC线：稀释线,CD线：分解线,DA线：蒸发线,拜耳循环：ABCDA,至Al2O3H2O,C,D,至Al2O33H2O,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,实际生产中与拜耳法循环的理想过程有差别,实际生产过程存在Na2O和Al2O3的化学损失和机械损失 溶出时因水分的蒸发和凝聚使溶液浓度改变 晶种分解过程添加的晶种带入母液使溶液的分子比有所提高,因此实际生产过程的拜耳循环各线段偏离理想位置，每次循环后必须补充所损失的碱，才能使母液的组成回复到循环开始

3、点A点，然后继续进行下一次循环。,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,循环效率E是指一吨Na2O 在一次拜耳循环中所产出的Al2O3的量（吨）,循环碱量N是指生产一吨Al2O3 在循环母液中所必须含有的碱量（不包括碱损失）,循环效率是分析拜耳法的作业效果和改革途径的重要指标,循环效率和循环碱量呈互为倒数关系,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,拜耳法的基本流程,1,原矿浆制备,2,高压溶出,3,溶出矿浆的稀释及赤泥的分离洗涤,4,晶种分解,5,氢氧化铝的分离与洗涤,6,氢氧化铝煅烧,7,种分母液的蒸发及一水碳酸钠的苛化,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,原矿浆制备：是把拜耳法生产氧化铝所用的

4、原料，如铝土矿、石灰、循环母液等按一定的比例配制出化学成分、物理性能都符合溶出要求的原矿浆。,原矿浆制备要求：,参与化学反应的物料要有一定细度 参与化学反应的物质之间要有一定的配比和均匀混合,原矿浆制备是氧化铝生产的第一道工序，也是重要的工序，影响着氧化铝的溶出率、赤泥沉降性能、种分分解率以及氧化铝产量等技术经济指标。,原料堆取,翻车机：主要用于原料的装卸,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,斗轮式堆取料机： 主要用于原料的混合。,湿磨：从母液蒸发工序送来的蒸发母液，通过碱液泵送到管磨与按比例分配下料的铝土矿，石灰及干燥的碱粉一道进入磨机桶体进行湿磨，管磨产出的原矿浆通过输送系统输送到料浆槽。

5、,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,是拜耳法生产氧化铝的主要工序之一。影响拜耳法生产氧化铝的技术经济指标。,溶出目的：将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液，并使溶液充分脱硅，避免过量SiO2影响产品质量，且把苛性碱的消耗减至最少。,工业生产中一般采用循环母液来溶出铝土矿，且添加石灰以加快氧化铝水合物（特别是一水硬铝石）的溶出速度。,溶出过程的主要技术条件和经济指标：溶出温度、溶出时间、Al2O3溶出率、碱耗、热耗等。,溶出工艺及技术条件的确定取决于铝土矿的化学成分和铝土矿类型,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,管道

6、化溶出,高压釜溶出,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,赤泥是溶出铝土矿后得到的泥渣,溶出矿浆稀释的目的,赤泥分离洗涤的目的,降低铝酸钠溶出的浓度，便于晶种分解 降低铝酸钠溶液的黏度，加速赤泥沉降分离。 促使铝酸钠溶液进一步脱硅 有利于稳定沉降槽的操作,高压溶出后得到的是铝酸钠溶液和赤泥的混合浆液，为了获得纯碱的铝酸钠溶液，必须从溶液中分离出赤泥。 分离后的赤泥附带有一部分铝酸钠溶液，为了减少Al2O3和Na2O的损失，需要对赤泥进行洗涤。,赤泥沉降,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,赤泥洗涤,赤泥堆场,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,赤泥堆场,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,是拜耳

7、法生产氧化铝的主要工序之一。对产品的质量、产量以及全厂的技术经济指标有着重大影响。,晶种分解：就是将铝酸钠溶液降温，增大其过饱和度，再加入氢氧化铝作晶种，并进行搅拌，使其析出氢氧化铝的过程。,晶种分解除得到氢氧化铝外，同时得到分子比较高种分母液，作为溶出铝土矿的循环母液，从而构成拜耳法生产氧化铝的闭路循环。,晶种分解过程的主要技术指标：氧化铝浓度、分子比、分解初温、终温、种子比、分解时间等。,衡量分解过程效率的技术经济指标：种分分解率、分解槽单位产能，Al(OH)3的质量。砂状氧化铝要求的物理性能主要取决于种分过程的控制。,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,分解槽,分解槽,第四章 拜耳法的原

8、理和基本工艺流程,分离目的：经种子分解或碳酸化分解得到的氢氧化铝浆液，用过滤设备将氢氧化铝和母液分离，分离得到的氢氧化铝一部分直接返回生产流程，作种子分解的晶种，其余部分经进一步洗涤生产氢氧化铝成品。,技术经济指标：氢氧化铝洗水量、料浆液固比，成品氢氧化铝含水率、过滤机产能等。,洗涤目的：氢氧化铝浆液经分离所得的氢氧化铝滤饼仍含有一定量的分解母液，必须加以洗涤，以回收Na2O和Al2O3，并保证氢氧化铝产品中Na2O含量符合质量标准要求。,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,平盘过滤机,转鼓过滤机,转鼓过滤机,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,煅烧目的：是在一定温度下把氢氧化铝的附着水和结合

9、水脱除，并发生分解反应，形成氧化铝，再进行晶型转变，得到具有一定物理和化学性能的氧化铝产品。,煅烧产品的质量指标：化学纯度、灼减、-Al2O3含量、粒度、安息角等。,煅烧过程的技术经济指标：煅烧温度、燃料消耗量、产量等。,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,焙烧炉平面图,生产现场焙烧炉,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,母液蒸发的目的：排除流程中多余的水分，保持循环系统中液量的平衡，使母液蒸发浓缩到符合拜耳法溶出铝土矿配制原矿浆的要求。同时排除溶液中的杂质盐类，进行苛化回收。,一水碳酸钠的苛化：铝土矿中含有少量的碳酸盐（如石灰石、菱铁矿等）和铝土矿溶出时加入的石灰中含有的少量石灰石(因煅烧不

10、完全)与苛性碱作用生成的碳酸钠，以及铝酸钠溶液中的NaOH吸收空气中的CO2也生成碳酸钠，它们在种分母液蒸发过程中以一水碳酸钠结晶析出。为减少苛性碱的消耗，需将这些碳酸钠用石灰乳进行苛化处理以回收苛性碱： Na2CO3H2O + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3 + H2O,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,氧化铝的溶出行为：铝土矿所含氧化铝水合物在溶出条件下与循环母液中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液中。是铝土矿溶出过程的主要反应,铝土矿类型不同溶出条件不同,铝土矿溶出动力学,流体反应物在主流体中通过固体颗粒表面的扩散层的传质 流体反应物在固体表面的吸附 在固体表面上发生的化学反应

11、 流体产物由固体表面上的解吸，并通过固体产物层向流体的扩散,液固多相反应,铝土矿的溶出过程：铝土矿与碱液的反应属于复杂的液-固多相反应,含氧化铝矿物的表面被含大量游离NaOH的循环母液所浸润 含氧化铝矿物与OH-相互作用生成铝酸钠 铝酸根离子通过在矿物表面上生成的扩散层扩散到整个溶液中去，而OH-通过扩散层扩散到矿物的表面上来，使反应继续下去,反应的控制步骤：由最慢的步骤决定着整个反应过程的速度,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,铝土矿溶出动力学,三水铝石型铝土矿,K常数 A表面积，m2 CNaOH苛性碱浓度,% T溶出温度,K,一水软铝石型铝土矿,K常数 A表面积，m2 CNaOH苛性碱浓度,%

12、 T溶出温度,K,反应物变成活化状态比活化状态变成生成物要快得多，即活化能越小，反应速度越快，活化能越大，反应速度越慢，因此活化能可以作为判断多相反应控制步骤的一个重要参数，一般扩散控制活化能小于13kJ/mol，混合控制为20-34kJ/mol，而化学反应控制活化能大于40kJ/mol，这是因为化学反应需要在反应物化学键完全断裂和形成新化学键的情况下发生，反应速度慢，需要较大活化能。,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,铝土矿溶出动力学,一水硬铝石型铝土矿,K+正反应的速率常数 K-逆反应的速率常数 KE铝土矿溶出反应的平衡常数 CAAlO2-浓度 CNOH-浓度,溶出过程的表观活化能83.8kJ

13、/mol，逆反应的活化能为54.6kJ/mol。溶出过程处于表面化学反应控制阶段,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,铝土矿溶出,铝土矿溶出过程的要求,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,尽可能高的Al2O3溶出率 Na2O化学损失尽可能低 溶出液具有足够的硅量指数 溶出液具有低的分子比 循环母液具有高的分子比和Na2O浓度,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,氧化铝实际溶出率：铝土矿与NaOH反应实际溶出到溶液中的Al2O3量与铝土矿中Al2O3总量之比。,氧化铝理论溶出率：理论上矿石中可以溶出的Al2O3量（扣除不可避免的化学损失）与矿石中Al2O3总量之比。,氧化铝相对溶出率：氧化铝实际溶出率与理论溶出率

14、之比。,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,赤泥的产出率：每处理1t铝土矿所生成的赤泥量,碱耗：铝土矿溶出过程，每溶出1tAl2O3所损失的碱量,A/S=7时，理=85.7%，Na2O耗=101Kg A/S=5时， 理=80.0%, Na2O耗=152Kg,拜耳法生产氧化铝时，为什么要求高的A/S比？,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,配料计算的目的：铝土矿溶出前，为了得到预期的溶出效果，须通过配料计算确定铝土矿、石灰和循环母液的比例，以制取合格的原矿浆,配料分子比：预期铝土矿中Al2O3充分溶出时，溶出液所应达到的分子比。即铝土矿中的氧化铝达到理论溶出率时，溶出液达到的分子比,溶出液的分子比：在一定生

15、产条件下，铝土矿溶出时获得的溶出液的分子比。该溶出液可以是饱和的，也可以是为饱和的。,平衡分子比：溶出液在该生产条件下达到饱和时的分子比,惰性苛性碱：循环母液中以铝酸钠形态存在的苛性碱。不参与溶出铝土矿中氧化铝的反应,有效苛性碱：循环母液中参与溶出铝土矿中氧化铝的反应的苛性碱,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,已知：,矿石组成：A%，S矿%，T%，C矿% 循环母液：nk g/L，a g/L 石灰：添加量为干矿石量的w%，C灰%，S灰% 赤泥中碱硅比：Na2O:SiO2=b% Al2O3实际溶出率：A 配料分子比：MR,每吨铝土矿需要的循环母液量,生产上根据原矿浆的液固比（L/S）来检验配制的原矿浆

16、是否合格,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,影响铝土矿溶出过程的因素,溶出温度的影响 搅拌强度的影响 循环母液碱浓度的影响 配料分子比的影响 矿石磨细程度影响 溶出时间的影响,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,影响铝土矿溶出过程的因素,温度是溶出过程中最主要的影响因素。 提高温度，增加溶出率 提高温度，增加设备产能 提高温度，降低溶出液苛性比值 提高温度，提高循环效率 提高温度，消除矿物形态差别的影响 提高温度，改善赤泥结构和沉降性能 提高温度，对设备的要求苛刻,溶出温度,化学反应速率常数,扩散速率常数,Na2Ok=200g/l，配料分子比MR=1.6，C/T=2.52，溶出时间为1.5小时,第五章

17、铝土矿中氧化铝的溶出,影响铝土矿溶出过程的因素,搅拌强度,扩散速率方程,加强搅拌，强化传质过程 加强搅拌，强化溶出过程 加强搅拌，降低加热表明结疤,管道化溶出，矿浆流速达1.55m/s，湍流程度高，成为强化溶出过程的一个重要原因。比高压溶出器内矿浆流速高200倍到300倍，这样一来，扩散速度便不会成为溶出过程的限制性因素，溶出温度便只取决于随温度升高而迅速提高化学反应速度。所以难溶矿石在300高温下只几分钟便可溶出完。,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,影响铝土矿溶出过程的因素,循环母液碱浓度,其他溶出条件固定时，氧化铝的溶出率随循环母液苛性碱浓度的提高而增大,循环母液碱浓度根据生产实际适宜控制。

18、过分提高母液碱浓度为后续工序带来困难。一般循环母液碱浓度200g/L以上，直接加热溶出器，碱浓度270-280g/L，间接加热溶出器，碱浓度220-230g/L。,溶出温度220,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,影响铝土矿溶出过程的因素,配料分子比,为了保证高的循环效率和高的Al2O3溶出速率及溶出率，应尽可能降低配料分子比，通常配料分子比要比相同条件下平衡溶液分子比高0.15-0.2。,工业生产上，提高溶出温度可以得到分子比低的溶出液（MR=1.4-1.45），为了防止这种低分子比的溶出液在进入种分之前发生大量水解损失，可以往第一次赤泥洗涤槽中加入适当数量的种分母液，使稀释后的溶出浆液的分子比

19、提高到1.55-1.65，以保证溶液有足够的稳定性。,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,影响铝土矿溶出过程的因素,矿石磨细程度,矿石磨细程度大，增加反应界面，溶出速度加快 矿石磨细程度大，使原来被杂质包裹的氧化铝水合物暴露出来，增多矿量内部的裂缝，促使溶出过程的进行 不同矿石对细度的要求不同：三水铝石，易溶且本身缝隙多，不必细磨（一般0.2-0.5mm以下）；一水硬铝石型要求细磨（70-80um以下）。 过细不利赤泥的沉降分离，增加磨矿费用,第五章 铝土矿中氧化铝的溶出,影响铝土矿溶出过程的因素,溶出时间,铝土矿溶出过程中，Al2O3的溶出率没有达到最大值时，增加溶出时间，Al2O3的溶出率就会增

20、加。 铝土矿类型不同，溶出时间不同。延长溶出时间对一水硬铝石的溶出率影响较大。 溶出温度不同，溶出时间不同。 250-260 时，溶出时间影响溶出率较大；温度大于260 时，溶出时间对溶出率影响相对减弱；特别是温度大于300 时，不管氧化铝矿态如何，大多数铝土矿溶出过程都可以在几分钟内完成，且溶液接近饱和。 过长增加溶出时间造成产量减少，根据实际生产条件确定溶出时间。,第六章 铝土矿中各种成分在溶出中的行为,氧化铝水合物的溶出行为 含硅矿物的溶出行为、产生的危害及防治措施 含铁矿物的溶出行为、产生的危害及防治措施 含钛矿物的溶出行为、 产生的危害及防治措施 含硫矿物的溶出行为、产生的危害及防治

21、措施 有机物的溶出行为、产生的危害及防治措施,掌握的主要内容,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,氧化铝的溶出行为：铝土矿所含氧化铝水合物在溶出条件下与循环母液中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液中。是铝土矿溶出过程的主要反应,铝土矿类型不同溶出条件不同,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,含硅矿物：,含硅矿物是碱法生产氧化铝中最有害的杂质,高岭石 蛋白石 石英 伊利石等其他含硅矿物,分子式Al2O32SiO22H2O 是铝土矿中主要含硅矿物存在形态 化学活性高于石英，在较低温度下就与碱反应,分子式SiO2 无定性形态 含硅矿物中化学活性最高,分子式SiO2 结晶形态 化学活性最稳定，在较高

22、温度下才开始分解,含硅矿物的溶出行为：含硅矿物与碱反应，首先分解成铝酸钠和硅酸钠进入溶液，然后当硅酸钠浓度达一定值后与铝酸钠溶液反应生成水合铝硅酸钠（钠硅渣）进入赤泥。,Al2O32SiO22H2O+6NaOH+aq2NaAl(OH)4+2NaH2SiO4+aq 溶解反应,2NaAl(OH)4+xNaH2SiO4+aq Na2OAl2O3xSiO2nH2O+2xNaOH+aq 脱硅反应,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,溶出,稀释,沉降分离,晶种分解,蒸发,Al2O3,SiO2,3,2,1,铝土矿溶出时溶液中 SiO2含量随时间的变化 1-Na2O140g/L, 2-Na2O200g/L,

23、 3-Na2O240g/L,拜耳法溶液中Al2O3和SiO2浓度的变化,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,含硅矿物所造成的危害,引起Al2O3和Na2O的损失 钠硅渣进入氢氧化铝后，降低产 品质量 钠硅渣在生产设备和管道上，特 别是在换热表面上析出成为结 疤，使传热系数大大降低，增加 能耗和清理工作量 大量钠硅渣的生产增大赤泥量， 并且可能成为极分散的细悬浮 体，极不利于赤泥的分离洗涤,防治措施：预脱硅,预脱硅就是在高压溶出之前，将原矿浆在90以上搅拌6-10h，使大部分SiO2在高压溶出前的预热阶段成为水合铝硅酸钠结晶析出。是减轻溶出器和管道结疤的有效途径。 预脱硅过程并不是所有的硅矿物

24、都能参加反应，只有高岭石和多水高岭石这些活性的硅矿物才能反应生成钠硅渣，保持较长时间，可以使生成钠硅渣的反应进行得更充分。,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,含铁矿物：,氧化矿 硫化矿 碳酸盐矿,赤铁矿的溶出行为：铝土矿中的赤铁矿在拜耳法溶出过称中不与苛性碱反应，直接进入赤泥，对溶出过程不产生影响，是一种有利矿物。,黄铁矿FeS2 高硫铝土矿中含有较多黄铁矿,菱铁矿FeCO3,赤铁矿Fe2O3、针铁矿FeOOH、磁铁矿Fe3O4，褐铁矿Fe2O3H2O 赤铁矿和针铁矿是我国主要含铁矿物,针铁矿的溶出行为：铝土矿中的针铁矿在拜耳法溶出过称中会晶格脱水转变为赤铁矿。由于针铁矿的高度分散性，影响

25、赤泥的沉降和过滤性能。是一种不利矿物。,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,针铁矿晶格中Al的取代，降低了氧化铝的溶出率 对赤泥的分离和沉降不利 溶解苛性碱损失增大,针铁矿型铝土矿不利影响,溶出过程，可以通过添加CaO将针铁矿转变为赤铁矿而消除不利影响,降低赤泥中的Na2O/SiO2 促使针铁矿转变为赤铁矿，改善赤泥沉降和分离性能 提高铝土矿中氧化铝的溶出率 提高循环母液中钒的浓度，有利于回收,针铁矿型铝土矿溶出时加入CaO的作用,(Fe1-xAlx)2O33xH2O+2xOH-+ aq (1-x)Fe2O3+2xAl(OH)4-+aq,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,含钛矿物：无定性

26、TiO2，锐钛矿，板钛矿，金红石，与碱反应活性逐渐降低。,含钛矿物的溶出行为：在溶出一水硬铝石型铝土矿时，不添加石灰，氧化钛与碱作用生成不溶性的钛酸钠Na2O3TiO22H2O，钛酸钠结晶致密，在矿粒表面形成一致密薄膜，把矿粒包裹起来，阻碍一水硬铝石的溶出。由于三水铝石易溶解，在钛酸钠生成之前已经溶解完毕，所以 TiO2不影响三水铝石的溶出。,含钛矿物在溶出过程的危害：造成碱损失，阻碍一水硬铝石溶出和形成高温钛结疤。,消除TiO2不良影响的措施：添加石灰，使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙：2CaOTiO2=2CaOTiO2，由于钛酸钙结晶粗大松脆，易脱落，所以氧化铝溶出不受影响，并且消

27、除了生成钛酸钠所造成的碱损失。,溶出过程添加石灰的作用,消除铝土矿TiO2的不良影响，避免了钛酸钠的生成 CaO和TiO2生成几种化合物， CaO多时生成钛水化石榴石3CaO(Al2O3TiO2) x(TiO2SiO2) (6-2x)H2O，当CaO配量较少，且钛矿物非常弥散时，则生成羟基钛酸钙CaTiO2(OH)2，最稳定的产物是CaOTiO2。由于添加石灰生成钙钛化合物避免了钛酸钠的生成，从而消除了TiO2的危害。,提高氧化铝的溶出速率 含硅矿物在溶出过程中与母液作用生成的含水铝硅酸钠矿物包裹在铝土矿表面，阻止溶液与Al2O3的作用，加入CaO后，使H2SiO42-离子进入溶液转化为水化石

28、榴石3CaOAl2O3 xSiO2 (6-2x)H2O ，于是Al2O3又可以与碱液作用，有利用氧化铝的溶出。,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,溶出过程添加石灰的作用,促进针铁矿转变为赤铁矿，改善赤泥沉降性能 CaO会促使铝针铁矿向赤铁矿转变，使赤泥的粒度从2-6m增大到10-25 m，大大改进了赤泥的沉降性能，同时由同晶置换进入针铁矿晶格中的铝也可以被溶出，提高氧化铝溶出率。,降低碱耗 铝土矿中SiO2 在溶出的过程中与铝酸钠溶液反应，生成不溶性的含水铝硅酸钠，引起碱及氧化铝的损失，加入CaO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，就使赤泥中Na2O/

29、SiO2降低。（水和铝硅酸钠Na2OAl2O3xSiO2nH2O;水化石榴石3CaOAl2O3xSiO2yH2O),清除杂质 添加CaO后，使铝酸钠溶液中的钒酸根、铬酸根、氟离子及溶液中的磷转变为相应的钙盐进入赤泥，CaO还可以吸附有机物，使溶液净化。,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,含硫矿物：黄铁矿FeS2，胶黄铁矿,含硫矿物的溶出行为：在拜耳法溶出过程中，含硫矿物全部或部分地被碱液分解，并随温度提高、溶出时间延长和溶液中NaOH浓度增加分解率增加，污染铝酸钠溶液。,含硫矿物在拜耳法生产中的危害：,铝酸钠溶液脱硫,造成Na2O的损失 降低Al2O3

30、的溶出率 降低产品质量 腐蚀设备，使设备使用寿命缩短 形成NaCO32NaSO4复盐结疤，降低设备传热系数,鼓入空气使硫氧化成NaSO4,在蒸发工序排除 添加氧化锌或氧化钡等脱硫剂，使硫生成硫化锌或硫酸钡的形式脱出,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,有机物：来自铝土矿和生产过程中引入的有机物，如浮选剂，去沫剂，絮凝剂等,有机物的危害：铝土矿中有机物含量虽少，但在生产中循环积累，达到一定程度后，对生产过程产生严重影响。,使Al(OH)3颗粒过细，杂质含量 高，影响Al2O3质量 降低赤泥沉降性能 形成钠有机化合物，损失碱 使溶液的粘度、密度、沸点提高 使溶液起泡,腐植酸类：与碱作用生成各种腐

31、殖酸钠进入溶液 沥青类：不反应，直接进入赤泥,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,有机物的清除：,鼓入空气并提高温度以加强其氧化和分解 向蒸发母液中添加石灰进行吸附 向蒸发母液中添加草酸钠晶种，使有机物结晶析出 将母液蒸发排除的一水碳酸钠煅烧，排除吸附的有机物,氧化铝及其水合物,铝土矿主要矿物的溶出行为、主要危害及防治措施,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,总 结,氧化铝水合物在溶出条件下与循环母液中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液中。,含硅矿物,含硅矿物与碱反应，首先分解成铝酸钠和硅酸钠进入溶液，然后当硅酸钠浓度达一定值后与铝酸钠溶液反应生成水合铝硅酸钠（钠硅渣）进入赤泥。,Al2O3

32、2SiO22H2O+6NaOH+aq2NaAl(OH)4+2NaH2SiO4+aq 溶解反应,2NaAl(OH)4+xNaH2SiO4+aq Na2OAl2O3xSiO2nH2O+2xNaOH+aq 脱硅反应,产生的主要危害是造成氧化铝和氧化钠的损失，在加热设备和管道上产生结疤，降低传热系数，阻塞管道。防治措施是在原矿浆进入高压溶出器前的预热阶段进行预脱硅。,含铁矿物,铝土矿主要矿物的溶出行为、主要危害及防治措施,第六章 铝土矿中各种成分在溶出的行为,总 结,含钛矿物,铝土矿中的赤铁矿在拜耳法溶出过称中不与苛性碱反应，直接进入赤泥，对溶出过程不产生影响；而针铁矿在拜耳法溶出过称中会部分进入溶液

33、，形成高度分散的细微粒子，影响赤泥的沉降和过滤性能。溶出过程，可以通过添加CaO将针铁矿转变为赤铁矿而消除不利影响。,TiO2不影响三水铝石的溶出。而在溶出一水硬铝石型铝土矿时，不添加石灰，氧化钛与碱作用生成致密的钛酸钠保护膜，降低氧化铝的溶出率。通过添加石灰，使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙：2CaOTiO2=2CaOTiO2，消除生成钛酸钠保护膜的影响。,在高于循环母液沸点的温度下加热和保温料浆的密封容器，也叫压煮器,第七章 铝土矿溶出过程工艺,高压溶出器,对溶出的高温高压料浆借其显热自行沸腾蒸发降温的容器。,自蒸发器,将预热器、高压溶出器和自蒸发器以及高压泥浆泵串联而成的庞大机组

34、。,高压溶出器组,溶出过程名词,由专门的蒸汽锅炉产生的蒸汽，又称一次蒸汽。,新蒸汽,由自蒸发器产生的蒸汽，又称二次蒸汽或乏汽。,自蒸发蒸汽,第四章 拜耳法的原理和基本工艺流程,管道化溶出,高压釜溶出,第七章 铝土矿溶出过程工艺,单罐压煮器加热溶出,多罐串联连续溶出压煮器组,管道化溶出技术,溶出技术的发展,蒸汽套外加热机械搅拌卧式压煮器,内加热机械搅拌立式压煮器,蒸汽直接加热搅拌立式压煮器,蒸汽间接加热机械搅拌连续溶出,蒸汽直接加热机械搅拌连续溶出,套管式管道化溶出,自蒸发器式管道化溶出,第七章 铝土矿溶出过程工艺,蒸汽直接加热溶出技术,蒸汽间接加热溶出技术,管道化溶出技术,高压溶出技术,蒸气直

35、接加热的高压溶出器组,管道化溶出原理流程图,第七章 铝土矿溶出过程工艺,第七章 铝土矿溶出过程工艺,管道化溶出技术(德国RA6),第七章 铝土矿溶出过程工艺,管道化溶出技术(单管预热-高压釜溶出),管道化溶出技术的优越性,管道溶出和压煮器溶出的参数比较,第七章 铝土矿溶出过程工艺,管道化溶出技术的优越性,管道溶出和压煮器溶出的投资比较,第七章 铝土矿溶出过程工艺,管道化溶出技术的优越性,生产操作和维护,1、溶出系统开停车所需时间短 管道溶出装置放空及开车各需2h,压煮器溶出装置放空需10h，开 车需16-20h. 2、维修费用低 管道化溶出系统没有搅拌等传动装置，没有备用中间设备（高压 阀门、

36、管件等），维修费用低。 3、清理方法比较简单 管道化溶出的清理采用化学清理和机械清理相结合的方法，压煮器组的清理采用化学清理、机械清理和人工清理相结合的方法。,第七章 铝土矿溶出过程工艺,管道化溶出技术的优越性,生产操作和维护,4、操作容易 管道溶出系统结构简单，附件少，易操作；而压煮溶出系统设备 间管道连接复杂，密封、转动部分多，单个压煮器的切换、旁通频 繁而复杂。 5、管道溶出可以采用熔盐加热 熔盐加热的热效率高达90%，且熔盐加热简单可靠，熔盐加热炉 靠近溶出装置，输送热载体的路程较短，热损失小；而高压蒸汽锅 炉一般距溶出装置较远，输送热载体的热损失大，还存在冷凝水的 回流问题。,第七章

37、 铝土矿溶出过程工艺,我国拜耳法溶出技术的进步,第七章 铝土矿溶出过程工艺,蒸汽直接加热的压煮器溶出,管道化溶出技术,山西铝厂和平果铝厂从法国引进的单管预热-高压釜溶出 长城铝业郑州铝厂从德国引进的管道化溶出（RA6) 我国具有自主知识产权的管道-停留罐溶出,双流法溶出技术,是将配矿用的碱液分成两部分，第一部分为总液量的20%，与铝矿磨制成矿浆流，剩余的大部分碱液为碱液流，两股料流分别用溶出矿浆多级自蒸发产生的二次蒸汽预热后，碱液流在用新蒸汽加热，在第一个溶出器中两股料流混合；汇合矿浆在溶出器中用新蒸汽直接加热至溶出温度并完成溶出过程。,第八章 溶出过程中结疤的生成与防治,结疤的形成：在铝土矿

38、预热和溶出过程中，一些矿物与循环母液发生化学反应，生成溶解度很小的化合物从液相中结晶析出并沉积在容器表面上，形成结疤。,结疤分类：,以Al(OH)3为主的结疤，由溶解、分解过程而生成。主要在赤泥分离、洗涤设备和分解设备的器壁上生成。 以钠硅渣，水化石榴石为主的结疤，由溶液脱硅以及铝土矿与溶液间反应而产生。主要在矿浆预热，溶出过程及母液蒸发过程中出现。 以钛酸钙类为主的结疤，由铝土矿中含钛矿物在拜耳法高温溶出过程中与添加剂及溶液反应而生成。主要在高温区生成。难清除。 其他结疤，如一水硬铝石、铁矿物、磷酸盐、含镁矿物、氟化物及草酸盐等。这类结疤相对较少。,第八章 溶出过程中结疤的生成与防治,结疤生

39、成的温度：,100160生成钠硅渣和少量的钙钛渣； 160220生成钙钛渣和少量的钠硅渣； 220280生成钙钛渣、钠硅渣、钙钛渣、磷酸钙和赤铁矿。,影响结疤生成的因素：,矿浆矿物组成：矿浆矿物组成不同，生成的结疤不同。 温度：升温过程，低温段（100-180）结疤轻微，高温段（180-265 ）有结疤；溶出阶段结疤严重。停留罐技术适合我国铝土矿的溶出特点。矿浆加热管道两侧介质温差增大催进结疤的生长；矿浆温度升高，还使结疤结晶逐渐致密和牢固。 石灰添加量：不同温度段，石灰添加量对结疤的生成规律不同。165-210 ，结疤生成速度随石灰添加量增加而减少；245280增加石灰量使钛结疤的生成速度加

40、快。 矿浆Al2O3浓度：矿浆Al2O3浓度增加，结疤速度增加。结疤主要以水合铝硅酸钠为主。,第八章 溶出过程中结疤的生成与防治,结疤的危害：主要是使热交换设备的传热系数下降，能耗升高，造成生产成本增加。当加热面的结疤厚达1 mm 时，为达到相同的加热效果，必须增加一倍的传热面积，或者相应地提高热介质温度。结疤能直接影响生产工艺、技术经济指标。,第八章 溶出过程中结疤的生成与防治,结疤的防治：预脱硅为主，保持矿浆的良好流动状态。预脱硅就是在高压溶出之前，将原矿浆在90以上搅拌6-10h，使大部分SiO2在高压溶出前的预热阶段成为水合铝硅酸钠结晶析出。是减轻溶出器和管道结疤的有效途径。,影响预脱

41、硅效果的因素：,含硅矿物活性：含活性SiO2低的铝土矿溶出过程脱硅效果差，必须进行预脱硅。 含硅矿物种类：含硅矿物不同，预脱硅性能差别很大。国外铝土矿一般在95，8h条件下，顶脱硅率达75-80。而我国只有山西铝土矿可以达到较高的顶脱硅率。 铝土矿含量：预脱硅时，矿浆中铝土矿含量越高产生的脱硅产物晶种就越多，较多的晶种，会使脱硅过程加快。 温度：脱硅初期温度越高，脱硅速度越快。随着预脱硅时间的延长，脱硅温度的影响减小。,第八章 溶出过程中结疤的生成与防治,常压预脱硅试验结果,第八章 溶出过程中结疤的生成与防治,结疤的清除：机械清理、火焰清理、高压水清洗和酸洗等方法。,机械清理:用风动硬质合金钻

42、头进行，钻头中间可以通水同时冲洗，是用10-100MPa水冲碎结疤使结疤脱落。 火焰清理:是骤然加热管道，使结疤中的水合物急剧脱水暴裂脱落，再用清水冲洗。 酸洗:是用混合酸清洗结疤。不同的结疤，有不同的酸洗方法,一般的结疤：可用5-15%的H2SO4或10%的HCl清洗 。 含钛酸钙的结疤：酸中应添加1.5-2.5%HF。为避免HF的毒性，可以用NaF来代替，此时应延长清洗时间，为防止设备被酸腐蚀。对于致密的含钛酸钙的高温结疤，须先经酸洗再用高压水冲洗才能奏效。 原矿浆由100 升温到150 时，在预热器内所生成的结疤用草酸加磷酸的混合酸进行清洗，效果较好。 原矿浆由180 加热到220 时，

43、所生成的结疤用盐酸、草酸和氢氟酸的混合酸进行清洗效果较好。,第九章 赤泥的分离和洗涤,赤泥分离洗涤步骤,赤泥浆液稀释 沉降分离 赤泥反向洗涤 粗液控制过滤,从分离沉降槽溢流来的粗液中含有较多的赤泥微粒(浮游物)，不能满足铝酸钠溶液分解的要求，必须利用叶滤机进行精制，把粗液中的赤泥颗粒除去，得到浮游物小于0.015g/L的合格精液。,赤泥分离洗涤的目的,高压溶出后得到的是铝酸钠溶液和赤泥的混合浆液，为了获得纯 净的铝酸钠溶液，必须从溶液中分离出赤泥。 分离后的赤泥附带有一部分铝酸钠溶液，为了减少Al2O3和Na2O 的损失，需要对赤泥进行洗涤。,降低铝酸钠溶出液的浓度，便 于晶种分解 降低铝酸钠

44、溶液的黏度，加速 赤泥沉降分离 促使铝酸钠溶液进一步脱硅 有利于稳定沉降槽的操作 稀释后溶液Al2O3浓度：三水铝石型铝土矿100-110g/L，一水铝石型铝土矿125-145g/L。,稀释后的赤泥浆液送入沉降槽沉降槽溢流(粗液)中的浮游物含量应小于0.2g/l，以减轻下一步叶滤机的负担。 进料液固比控制在8-12，底流液固比L/S控制在3-4.5。,将分离沉降槽底流进行多次反向洗涤，将赤泥附液损失控制在工业要求范围内。 沉降槽底流一般经过5-7次反向洗涤，洗至赤泥中Na2O的附液损失为0.3-0.8%。,第九章 赤泥的分离和洗涤,赤泥浆液在洗涤沉降槽系统中可按下图所示流程进行反向洗涤,第九章

45、 赤泥的分离和洗涤,粗液控制过滤流程图,第九章 赤泥的分离和洗涤,叶滤机,拜耳法赤泥浆液的特性,第九章 赤泥的分离和洗涤,赤泥浆液：又称铝酸钠浆液，由铝酸钠溶液和赤泥组成，是铝土矿高压溶出的浆液。,液相：铝酸钠溶液。包括铝酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸 钠、硅酸钠、草酸钠等 固相：赤泥。主要包括钠硅渣（铝硅酸盐类）、铁的化合物、 钛酸盐、未反应的原始矿物,沉降性能：由赤泥沉降速度衡量,压缩性能,压缩液固比,压缩速度,实际生产中将一定数量的赤泥浆液装入量筒，搅拌均匀后澄清10min，将出现的清夜层高度作为比较沉降性能的依据,赤泥浆液在接近生产的实际条件下静置沉降，经过长时间得到的最终稳定泥层的液固

46、比,达到压缩液固比所需要的时间,拜耳法赤泥浆液的特性,第九章 赤泥的分离和洗涤,赤泥浆液沉降性能和压缩性能差,赤泥粒子细,磨细后的铝土矿颗粒经高压溶出、稀释、分离、洗涤，赤泥粒子逐渐变细。分散度大，与胶体颗粒性质相似。,其表面显示出较大的剩余价力、分子力以及氢键等力，吸附Al(OH)4-、OH-、Na+和水分子等，表面带电，形成溶剂化膜。,形成网状结构是赤泥浆液的主要性质，影响沉降性能和压缩性能。沉降槽的靶机作用打破赤泥压缩带的网状结构改善沉降。,赤泥粒子具有极其发达的表面,赤泥易形成网状结构,影响赤泥沉降分离的因素,第九章 赤泥的分离和洗涤,矿物形态 矿石磨细程度 溶出浆液的稀释浓度 稀释浆

47、液的温度 粘度 底流液固比 絮凝剂的使用,以矿石颗粒大小表示，影响赤泥沉降性能。 赤泥粒度过细，降低沉降速度 赤泥粒度过粗，降低化学反应完善程度 赤泥粒度过粗，沉降速度快，易堵塞沉降槽 赤泥粒度在98-300m为宜 提高溶出温度，改善赤泥沉降、压缩性能,赤泥的沉降速度和压缩程度都与溶液的浓度有关，溶液浓度降低、液固比大时，单位体积的赤泥粒子个数减少，悬浮液的黏度下降，赤泥颗粒间的干扰阻力减少，沉降速度和压缩程度就增大，通常进料L/S控制到812。,稀释浆液温度升高，其黏度和密度下降，赤泥沉降速度加快。 稀释温度影响铝酸钠溶液的稳定性，从而引起赤泥中Al2O3损失量的变化。 为使较低浓度及低苛性

48、比值的铝酸钠溶液在稀释后保持其稳定性，必须确保稀释后溶液温度达到94以上。,是影响赤泥浆液沉降、压缩性能的主要因素。 赤铁矿、菱铁矿和磁铁矿等有利于沉降 针铁矿在高压溶出时完全脱水，生成高度分 散的氧化铁，而在赤泥稀释和沉降过程中却 又重新水化，变成胶态的亲水性很强的氢氧 化铁，使赤泥沉降、压缩性能变坏。 赤泥中TiO2以锐钛矿形式存在有利于沉降， 以金红石形态存在使赤泥难以沉降。 高岭石在溶出时生成亲水性很强的水合铝硅 酸钠沉淀，因此，它的存在将使赤泥的沉 降、压缩性能变差。,赤泥的沉降速度与铝酸钠溶液粘度成反比 溶液的粘度大，不利于赤泥的沉降 铝酸钠溶液的粘度随溶液温度的升高而减小。 生产

49、中铝酸钠溶液的浓度范围为130-140g/L,沉降槽底流液固比（L/S）5时，使后面的洗涤过程的技术条件无法得到保证， 生产中洗涤各次压缩L/S基本在1.52.0之间，即保证降低了附碱损失，又保证沉降槽不会因底流L/S控制过小而出现积泥和跑浑现象。,添加絮凝剂是目前氧化铝生产上普遍采用且行之有效的加速赤泥沉降的方法。在絮凝剂的作用下，赤泥浆液中处于分散状态的细小赤泥颗粒互相联合成团，粒度增大，因而使沉降速度有效地提高。 目前工业上最常使用的絮凝剂为聚丙烯酰胺,影响赤泥沉降分离的因素,第九章 赤泥的分离和洗涤,良好的赤泥絮凝剂应具备的条件,絮凝性能良好； 用量少，水溶性好； 经处理后的母液澄清度

50、高，残留于母液中的有机物不影响后续氢氧化铝的分解； 所生成的絮团能耐受剪切力； 原料来源广泛，价格低廉。,沉降槽,氧化铝生产中，在湿法部分有不少的工序物料呈悬浮状，需要液固分离。分离可选择的设备较多，在液固比较大的条件下，液固分离的较好的设备就是沉降槽。 沉降槽有单层沉降槽和多层沉降槽，沉降槽的产能和底流压缩程度与槽的高度有很大关系。根据生产需要，设计其尺寸，目前普遍采用3045米的大型单层沉降槽。 沉浆槽内的浆液根据液固相的比重不同，而发生分层。固相主要沉降于槽底部为了使小颗粒能充分沉积，常向浆液中添加絮凝剂，使小颗粒凝聚成较大颗粒而加速其沉降,第九章 赤泥的分离和洗涤,沉降槽,生产现场分离

51、沉降槽,分离沉降槽原理图,第九章 赤泥的分离和洗涤,沉降槽,多层沉降槽原理图,第九章 赤泥的分离和洗涤,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,掌握晶种分解的目的 掌握衡量晶种分解效果的主要技术经济指标 掌握晶种分解的原理 掌握影响晶种分解的主要因素及分解制度 熟悉晶种分解的工艺及流程 熟悉晶种分解的设备,本节目标,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,铝酸钠溶液晶种分解的目的,晶种分解（简称种分）就是在降温、加晶种、搅拌的条件下，使铝酸钠溶液分解，获得具有一定性能的氢氧化铝产品，同时得到分子比较高的种分母液，作为溶出铝土矿的循环母液。从而构成拜耳法生产氧化铝的闭路循环。 种分过程是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一。

52、它对产品的产量、质量以及全厂的技术经济指标有着重大的影响。 砂状氧化铝要求的物理性能主要取决于种分过程的控制。,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,衡量种分作业效果的主要指标,种分过程的主要技术指标有：氧化铝浓度、分子比、分解初温、分解终温、种子比（晶种系数）、分解时间等。 衡量种分过程效率的技术经济指标是:,Al(OH)3的质量 分解率 分解槽单位产能。,以铝酸钠溶液中氧化铝分解析出的百分数表示。,纯度：杂质含量。SiO2的影响与溶液硅量指数有关；Na2O的影响与碱的形态有关；其他杂质（钙、铁、钛、磷、钒等）的影响取决于原液纯度。 物理性质：粒度和机械强度。是种分过程主要控制的指标。,单位时间内从分

53、解槽单位体积中分解出来的Al2O3数量,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,铝酸钠溶液分解过程的机理,铝酸钠溶液的结构及其性质有别于一般的无机盐溶液，因而铝酸钠溶液的分解过程也不是一个单纯的结晶过程，它是一个复杂的物理化学过程。,铝酸钠溶液强烈过饱和倾向的原因 过饱和溶液分解的机理 氢氧化铝晶种和其他固相在分解过程中的作用 在加入大量晶种的条件下分解过程仍然缓慢的原因 分解过程中新晶核产生、晶种成长的机理及决定分解产物机械强度的因素,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,铝酸钠溶液分解过程的机理,在工业生产条件下，分解过程就是在添加大量晶种的条件下进行的分解反应。,次生晶核的形成 氢氧化铝晶体的破裂与磨蚀 氢氧

54、化铝晶体的长大 氢氧化铝晶粒的附聚,Al(OH)4-+xAl(OH)3(x+1)Al(OH)3+OH-,分解过程，这些作用往往同时发生，只是不同的条件下发生的程度不同。氢氧化铝的粒度分布就是这些作用的综合。,生产砂状氧化铝，必须创造条件，尽可能避免或减少种分时次生晶核的形成与氢氧化铝晶粒的破裂，同时促进晶体的长大和晶粒的附聚,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,氢氧化铝晶体的长大,氢氧化铝晶体表面的静电张力，易于吸附Al(OH)4-离子，使晶体长大 溶液的过饱和度是晶体长大的推动力。 有机物杂质易于吸附在氢氧化铝表面，使晶体长大速度大大降低。,是指从铝酸钠溶液中析出来的Al(OH)3直接沉积于晶种表面

55、使之长大的过程。晶体长大速度影响分解速度和分解率，而长大速度取决于分解条件,影响氢氧化铝长大的因素,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,晶粒的附聚,絮凝：细小的氢氧化铝由于相关碰撞，有些附聚在一起形成联系松弛、机械强度很低的絮团（物理絮凝），由于强度低，可以重新分裂，是个可逆过程。 胶结：附聚在一起的絮团，由于从铝酸钠溶液中分解出来的氢氧化铝在其上沉积，起到一种粘结剂的作用，使絮团表面上的缝隙被粘结弥合，形成结实的附聚物。,是指在范德华力、自粘力、附着力以及毛细管力和物质之间的紧密接触而形成的表面张力等力的作用下，一些细小的晶粒自发和定向粘接成为一个较大的晶体的过程。,晶粒附聚步骤,第十章 铝酸钠溶液

56、晶种分解,影响附聚的因素：,较低初始分子比、中等种子添加量、高种子表面积、高温、过饱和度，高碱浓度、晶种粒度等。细粒的氢氧化铝晶体在过饱和的铝酸钠溶液中有着强烈的附聚作用。,总之，附聚是细小颗粒经碰撞而发生的，附聚程度与附聚推动力的大小有关，附聚推动力越大，附聚进行的越彻底。因此，在晶种粒度小二颗粒数目较少、分解温度较高、过饱和度大的条件下，附聚过程可以强烈进行。,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,次生晶核的生成,一次晶核：铝酸钠溶液自发生成新晶核的过程。 次生晶核：又称二次晶核。是指在原始溶液过饱和度高，温度低、分解速度快而晶种表面积小的条件下，添加到铝酸钠溶液中的晶种产生新晶核的过程。 次生晶核

57、的生成过程：在分解条件下，加入的晶种表面变粗糙，长成向外突出的细小晶体，在颗粒相互碰撞以及流体的剪切作用下，这些细小晶体脱离母晶而进入溶液中，形成新的晶核。,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,次生晶核生成的影响因素,溶液的过饱和度：溶液过饱和度提高，增大氢氧化铝析出的推动力，除在晶种表面生长规则的晶体外，也易产生次生晶核。 温度：温度升高，次生晶核量减少，温度达到75，以上，无次生晶核生成。因为温度升高，Al(OH)4-离子的氢键作用消失，铝酸根离子群完全解离为单体Al(OH)4- 。 搅拌强度：在提高搅拌强度，使次生成核速度增加。 晶种添加量：增加晶种添加量、次生晶核生成减少，当种子表面积为20m

58、2/L，无次生晶核生成。,生产粒度均匀、粗大的砂状氧化铝，降低次生晶核的生成：逐步降低分解温度，控制分解时的过饱和程度，保持必要的晶种数量和质量，使氢氧化铝缓慢长大，避免次生晶核的生成。,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,晶体的破裂与磨蚀,破裂：氢氧化铝晶体在搅拌强烈的情况下与搅拌器、器壁以及其他晶体碰撞而破裂成小晶体。 磨蚀：晶体的棱角在结晶器内因碰撞而被磨蚀下来成为小晶体。搅拌强度较小时，以磨蚀为主。,也称机械成核。,生产砂状氧化铝时，应尽可能避免或减少次生晶核的生成及氢氧化铝晶体的破裂，同时还应促进晶体的长大和晶粒的附聚。,晶体长大固然使粒度增大，但其长大速度很慢；次生成核和晶体破裂将降低分解

59、产物平均粒度；附聚作用则减少细粒子数量，又产生了较大的颗粒，从而改善分解产物的粒度分布。,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,分解原液的浓度和分子比 温度制度 晶种数量和质量 搅拌速度 分解时间及母液分子比 杂质,拜耳循环,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,分解原液的浓度和分子比：影响分解速度、分解槽单位产能和分解产物粒度。,在其它条件相同时，中等浓度的铝酸钠溶液过饱和度大，稳定性较低，因而分解速度快，在一定分解时间内分解率也较高。,降低原液的分子比和适当提高原液的Al2O3浓度是强化分解过程和提高整个拜耳法技术经济指标的主要途径,提高分解原液的氧化铝浓度，可使分解槽单位产能增加，但氧化铝分解率下降。,分子比低时，分解速度快，有利于晶种的附聚和长大。,1,2,3,4,原液浓度对产品粒度的影响随分解温度及其他条件不同而异。,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,分解原液的浓度和分子比：影响分解速度、分解槽单位产能和分解产物粒度。,分解原液Al2O3浓度的影响,实际生产中，Al2O3浓度一般为130-160g/L,第十章 铝酸钠溶液晶种分解,分解原液的浓度和分子比：影响分解速度、分解槽单位产能和分解产物粒度。,分解原液分子比MR的影