工业氧化铝生产工艺

第一章 氧化铝的生产原理和方法

第一节 氧化铝和铝矿

烧结法和拜耳法是目前工业生产氧化铝的主要方法。 国外生产氧化铝绝大多数采用拜耳法生产氧化铝，中国结合自己的资源情况，首创了拜耳-烧结混联法，极大地提高了氧化铝的总回收率。随着生产技术的不断提高，石灰拜耳法、选矿拜耳法等一些新的生产方法不断被应用到生产中来。

一、、氧化铝的特性

存在于自然界中的氧化铝称为刚玉（α-Al2O3），是在火山爆发过程中形成的。它在岩石中呈无色的结晶，也可与其他氧化物杂质（氧化铬和氧化铁等）染（形）成带色的结晶，红色的叫红宝石，蓝色的叫蓝宝石。

工业氧化铝是各种氧化铝水合物经加热分解的脱水产物，按照它们的生成温度可以分为低温氧化铝和高温氧化铝两类。

通常电解炼铝用的氧化铝是α-Al2O3和γ-Al2O3的混合物。α-Al2O3它属六角晶系，由于有完整坚固的晶格，所以它是所有氧化铝同质异晶体中化学性最稳定的一种，在酸或碱液中不溶解。γ-Al2O3属于立方晶系，具有很大的分散性，化学性质较为活泼，易与酸或碱溶液作用。

氧化铝的化学纯度

成品氧化铝除主要成分是Al2O3外，往往含有少量的SiO2、Fe2O3、Na2O和H2O等杂质。

氧化铝中残存的结晶水以灼减表示，它也

氧化铝生产计算公式

一、配料计算

1、处理一吨铝矿应配入的母液量 V

??实?A?M?S1?S2??Rp?1.41?C?Rp?X?RpNk?Rp?Rp母?

式中：V—每吨铝土矿应配入的循环母液体积 m3/t.矿；

A—铝土矿带入的氧化铝重量 kg/t.矿；

η实—氧化铝的实际溶出率；

M—溶出赤泥中氧化钠和氧化硅的重量比值；

S1、S2—分别为铝土矿和石灰所带入氧化硅量 kg/t.矿；

1.41—Na2O与CO2分子量的比值；

C—矿石和石灰带入的CO2量 kg/t.矿；

X—磨矿和溶出过程中苛性氧化钠的机械损失 kg/t.矿； NK—循环母液中的苛性氧化钠浓度 g/l； Rp—配料Rp值； Rp母—循环母液的Rp值。

2、处理一吨矿应配入的石灰量 W?1.4?TiCa

式中：W—每吨铝土矿需配入的石灰量 t/t.矿； Ti—每吨铝土矿所带入的氧化钛量 t/t.矿； Ca—石灰中所含有效钙的含量。 3、每小时下矿所需配入母液量（经验公式）

V?8.2?62.2?tNK母?A母

式中：V—每小时所需母液量，m3/h； 8.2—经验常数；

62.2

本科毕业论文（设计）

论文（设计）题目：联合混联法年产130万吨氧化铝烧

结车间设计

学 院：材料与冶金学院 专 业：冶金工程 班 级：冶金093 学 号：0908020208 学生姓名：廖 加 强 指导教师：孙 克 萍

2013年 月 日

贵州大学本科毕业论文（设计）

目录

第一章：绪论

1.1铝在国民经济中的重要作用与地位 1.1.1铝在国民经济中的重要作用 1.1.2铝在国民经济中的重要地位

1.2我国铝土矿资源的开发利用现状及氧化铝生产概况 1.2.1我国铝土矿资源的开发利用现状 1.2.2我国氧化铝生产现状和发展趋势 1.3 国外铝工业现状及发展概况 1.3.1国外铝工业发展现状概述 1.3.2国外铝工业发展前景

1.4我国氧化铝生产的最新技术的开发与应用 1.4.1絮凝沉降工艺

1.4.2一水硬铝石型铝土矿浮选新工艺 1.4.3 添加水化铁酸钙拜耳法新工艺 1.5我国铝工业的资源综合利用与环境保护概况

1.5.1 我国铝矿石开采中的资源的综合利用与环境保护 1.5.2

二、氢氧化铝和氧化铝

Al(OH)3与 Al2O3

知识回顾(铝的特性) 铝热反应；铝热剂 铝与强碱溶液反应

2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+ 3H2 ↑偏铝酸钠

Al(OH)3实验内容 实验现象 化学方程式Al2(SO4)3+6NaOH→ 2Al(OH)3↓+3Na2SO4

1、硫酸铝与适量氢氧 产生白色胶状沉淀 化钠溶液反应氢氧化铝分别与盐酸和 氢氧化钠溶液反应

Al(OH)3 +3HCl →AlCl3 +3H2O 白色胶状沉淀均溶解 Al(OH) +NaOH →NaAlO + 2H O 3 2 2

结论：氢氧化铝能跟强酸和强碱溶液反应，是两性物质 H2O→ 2、硫酸铝与过量氨水 产生白色胶状沉淀 Al2(SO4)3+6NH3· 2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 反应 且不溶解 结论：氢氧化铝不跟弱碱反应3、氢氧化铝悬浊液中 白色胶状沉淀不消 结论：氢氧化铝不跟弱酸反应 吹入二氧化碳 失

Al(OH)3物理性质 Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，

具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又 能吸附色素，因此Al(OH)3 可作净水剂和 色素吸附剂。用做胃药(胃舒平的成分)

思考：如何制取氢氧化铝 ? 方案一：硫酸

常用元素原子量

常用元素原子量表

元素名称 元素符号 原子量 氢 H 1 碳 C 12 氮 N 14 氧 O 16 钠 Na 23 镁 铝 Mg AL 24 27 硅 Si 28 硫 S 32 氯 CL 35.5 钾 Kg 39 钙 Ca 40 钛 Ti 48 铁 Fe 56 铜 Cu 63.5 锌 Zn 65 镓 Ga 70

常用化合物分子量

常用化合物分子量表

化合物名称 氧化铝 氧化钠 二氧化硅 三氧化二铁 氧化亚铁 双氧水 氧化钙 氧化镁 二氧化钛 氧化钾 水 三氧化二镓 五氧化二矾 硅酸钠 碳酸钠 碳酸氢钠 一水碳酸钠 硫酸钠 硫代硫酸钠 氯化钠 碳酸钙 碳酸氢钙

常用分子量比值

分子比 Al2O3/Na2O Na2O/Al2O3 Na2O/1.7SiO2 Al2O3/1.7SiO2 SiO2/CaO Na2CO3/Na2O Na2CO3.H2O/Na2O 比值 1.645 0.608 0.608 1.000 1.07 1.71 2.00 使用情况 溶液中Na2O与Al2O3的重量比乘以1.645等于αk 即αk＝[Na2O]/[Al2O3]＝Na2O/Al2O3×1.645 溶液中αk＝1时，1公斤A

常用元素原子量

常用元素原子量表

元素名称 元素符号 原子量 氢 H 1 碳 C 12 氮 N 14 氧 O 16 钠 Na 23 镁 铝 Mg AL 24 27 硅 Si 28 硫 S 32 氯 CL 35.5 钾 Kg 39 钙 Ca 40 钛 Ti 48 铁 Fe 56 铜 Cu 63.5 锌 Zn 65 镓 Ga 70

常用化合物分子量

常用化合物分子量表

化合物名称 氧化铝 氧化钠 二氧化硅 三氧化二铁 氧化亚铁 双氧水 氧化钙 氧化镁 二氧化钛 氧化钾 水 三氧化二镓 五氧化二矾 硅酸钠 碳酸钠 碳酸氢钠 一水碳酸钠 硫酸钠 硫代硫酸钠 氯化钠 碳酸钙 碳酸氢钙

常用分子量比值

分子比 Al2O3/Na2O Na2O/Al2O3 Na2O/1.7SiO2 Al2O3/1.7SiO2 SiO2/CaO Na2CO3/Na2O Na2CO3.H2O/Na2O 比值 1.645 0.608 0.608 1.000 1.07 1.71 2.00 使用情况 溶液中Na2O与Al2O3的重量比乘以1.645等于αk 即αk＝[Na2O]/[Al2O3]＝Na2O/Al2O3×1.645 溶液中αk＝1时，1公斤A

氧化铝厂简介

中国铝业广西分公司氧化铝厂（以下简称氧化铝厂）是中国铝业广西分公司下属的一个重要生产分厂，一期工程设计产能30万吨，1991年9月动工兴建，1995年9月建成投产；二期工程设计产能40万吨，2001年5月动工兴建，2003年6月建成投产；三期工程设计产能88万吨，2005年12月动工兴建，2008年7月建成投产。

氧化铝厂下设4个职能科室（生产控制中心、设备管理科、安全环保科、综合科）和5个车间（生产一区、生产二区、综合车间、电气车间、坝场站），现有员工1003人，其中大中专毕业生615人，中级职称50人、高级职称13人、技师27人、高级技师3人。

氧化铝厂采用纯拜耳法氧化铝生产工艺，主要包括原料、溶出、沉降、分解、蒸发及焙烧六个主体生产工序，主要工艺技术有：两段磨—水力旋流器磨矿分级新工艺；单套管及压煮器预热、机械搅拌间接加热强化溶出工艺；开发了三次沉降和一次过滤的赤泥洗涤工艺；在国内首次开发应用了赤泥的干法输送与堆存技术；开发应用高浓度、高固含、高产出率一段法分解生产砂状氧化铝新工艺和新装备；在国内首次开发应用了多效管式降膜蒸发和强制循环排盐新工艺新装备；研究开发了工业废水重复利用技术

氧化铝生产中的标准滴定溶液

摘要： 在一些氧化铝生产分析资料中，c(HCl)=0.3226mol/L、

c(NaOH)= 0.3226mol/L、c(EDTA)=0.006260mol/L、

c(EDTA)=0.09800mol/L、c[Zn(NO3)2]=0.01960mol/L、

c[Zn(NO3)2]=0.03226mol/L等六种标准滴定溶液的浓度值第四位有效数字存在错误。一些单位按上述浓度值来配制和标定标准滴定溶液，使用的计算公式与根据标准滴定溶液的浓度值推导出来的不符，这就造成了铝土矿和铝酸钠溶液分析结果的误差。

关键词：标准滴定溶液 基本单元 误差 标准滴定溶液是已知准确浓度的用于滴定分析的溶液。标准滴定溶液供滴定法测定化学试剂的纯度及杂质含量，也可用来测定其它样品组分的含量。标准滴定溶液的配制和标定在分析工作中占据着重要地位，它直接关系着滴定法分析准确度。滴定法主要是根据化学反应方程式，运用物质的量及其导出单位——摩尔质量、物质的量浓度等计算被测组分的含量。等物质的量规则现在已被分析工作者广泛使用，运用等物质的量规则必须先确定化学反应中的基本单元。正确确定基本单元既能简化计算过程，又不用书

氧化铝生产中的标准滴定溶液

摘要： 在一些氧化铝生产分析资料中，c(HCl)=0.3226mol/L、

c(NaOH)= 0.3226mol/L、c(EDTA)=0.006260mol/L、

c(EDTA)=0.09800mol/L、c[Zn(NO3)2]=0.01960mol/L、

c[Zn(NO3)2]=0.03226mol/L等六种标准滴定溶液的浓度值第四位有效数字存在错误。一些单位按上述浓度值来配制和标定标准滴定溶液，使用的计算公式与根据标准滴定溶液的浓度值推导出来的不符，这就造成了铝土矿和铝酸钠溶液分析结果的误差。

关键词：标准滴定溶液 基本单元 误差 标准滴定溶液是已知准确浓度的用于滴定分析的溶液。标准滴定溶液供滴定法测定化学试剂的纯度及杂质含量，也可用来测定其它样品组分的含量。标准滴定溶液的配制和标定在分析工作中占据着重要地位，它直接关系着滴定法分析准确度。滴定法主要是根据化学反应方程式，运用物质的量及其导出单位——摩尔质量、物质的量浓度等计算被测组分的含量。等物质的量规则现在已被分析工作者广泛使用，运用等物质的量规则必须先确定化学反应中的基本单元。正确确定基本单元既能简化计算过程，又不用书

预脱硅岗位试题

1、脱硅槽共5台，哪几个是加热槽？ 答：1#、2# 槽。

2、加热槽的温度控制范围是多少？ 答：要求加热温度为102±2℃。

3、加热料浆温度不允许超过多少度？为什么？

答：不允许超过105℃。超过105℃料浆会发生沸腾现象而喷溅伤人。 4、哪几个脱硅槽可以做出料槽？ 答3#、4#槽。

5、5#槽的作用是什么？

答：作用是缓冲液量，因此，料位要保持低料位。 6、加热脱硅槽与停留槽的内部构造有何不同？ 答：加热槽内部有加热管束，而停留槽没有。 7、脱硅加热槽加热蒸汽来源有哪几个？

答：Nt101来二次乏汽和低压管网来的低压蒸汽(溶出高闪蒸汽并入低压管网）。

8.为什么设计预脱硅系统？

答：为了将铝土矿中以高岭石形态存在的SiO2在进入高压溶出之前预先生成铝硅酸钠，减少在加热管表面的结疤。因而要设立预脱硅。 9.预脱硅温度低的原因可能？

a.蒸汽压力低b.冷凝水排放不畅c.料位低。 10.预脱硅反应时间多长？ 8-10小时

11.脱硅效果不好的原因是？

a.温度低b.反应停留时间短c.矿浆细度不合格

12.预脱硅出料槽为什么必须保证一定的槽存，通常生产上采用什么方法？ 必须保证隔膜