每個(gè)工廠由于條件不同,可能采用的工藝流程會(huì)稍有不同,但原則上它們沒有本質(zhì)區(qū)別。拜耳法工藝的基本生產(chǎn)過程大致分為以下主要工序:
原礦制備是氧化鋁生產(chǎn)的第一道工序。所謂的原礦漿制備,就是把拜耳法生產(chǎn)氧化鋁所用的原料,如鋁土礦、石灰、鋁酸鈉溶液等按一定的比例培植出化學(xué)成分,物理性能都符合溶出要求的原礦漿。對(duì)原礦漿制備的要求是:
①參與化學(xué)反應(yīng)的物料要有一定的細(xì)度
②參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)之間要有一定的配比和均勻混合
因此原礦漿制備在氧化鋁生產(chǎn)中具有重要作用。能否制備出滿足氧化鋁生產(chǎn)要求的礦漿,將直接影響到氧化鋁的溶出,影響赤泥沉降性能、種分分解率以及氧化鋁的產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
溶出是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的兩個(gè)主要工序之一。溶出的目的在于將鋁土礦中的氧化鋁水合物溶解成鋁酸鈉溶液。溶出效果好壞直接影響到拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
法國單管預(yù)熱——高壓釜溶出流程圖
溶出工藝主要取決于鋁土礦的化學(xué)成分及礦物組成的類型。主要技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有:溶出溫度、溶出時(shí)間、氧化鋁溶出率、堿耗等。
所謂赤泥就是溶出鋁土礦得到的泥渣,由于其中常常含有大量的氧化鐵,呈紅色,習(xí)慣上稱為赤泥。溶出礦漿稀釋的目的如下:
溶出礦漿是由鋁酸鈉溶液和赤泥組成,是鋁土礦與鋁酸鈉溶液在高溫下反應(yīng)的產(chǎn)物。當(dāng)溶出過程結(jié)束后為了進(jìn)行后面的分解過程,溶出礦漿的穩(wěn)定性就不能太大,否則不便于分解過程的進(jìn)行。為了促進(jìn)鋁酸鈉溶液發(fā)生分解,就必須進(jìn)行溶出礦漿的稀釋。
由于溶出后的礦漿要進(jìn)行赤泥沉降分離,對(duì)溶出礦漿進(jìn)行稀釋,可降低鋁酸鈉溶液的黏度,以便于赤泥的沉降分離。
晶種分解是將鋁酸鈉溶液降溫,增大其過飽和度,再加入氫氧化鋁作晶種并進(jìn)行攪拌,使其析出氫氧化鋁的過程,是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的關(guān)鍵步驟之一。晶種分解除得到氫氧化鋁外,同時(shí)得到苛性比較高的種分母液,作為溶出鋁土礦的循環(huán)母液,從而構(gòu)成拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的閉路循環(huán)。
種分過程的主要技術(shù)指標(biāo)有:氧化鋁濃度、分子比、種分初溫、終溫、種子比、分解時(shí)間等,衡量種分過程效率的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是,種分分解率、分解槽單位產(chǎn)能以及所得的Al(OH)3的質(zhì)量。砂狀氧化鋁要求的物理性能主要取決于種分過程的控制。
經(jīng)晶種分解后得到的氫氧化鋁漿液,要進(jìn)行分離才能到所需要的氫氧化鋁和種分母液。分離后得到的氫氧化鋁大部分不經(jīng)洗滌返回流程作晶種,其余部分經(jīng)洗滌后回收氫氧化鋁附帶的氧化鋁和氧化鈉后成為氫氧化鋁成品。種分母液則返回流程中重新使用。
為了達(dá)到氫氧化鋁和母液的分離的目的,可采用不同的方法,如沉降或過濾等。料漿液固比大的可用沉降法,液固比小的可以過濾。由于料漿液固比影響過濾效率,因此,在一般情況下,都先將氫氧化鋁進(jìn)行濃縮,然后再進(jìn)行過濾分離。
主要技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有:氫氧化鋁洗水量、料漿液固比、成品氫氧化鋁含水率、過濾機(jī)產(chǎn)能等。
煅燒就是將氫氧化鋁在高溫下脫去附著水和結(jié)晶水,并使其晶型轉(zhuǎn)變,制得符合電解要求的氧化鋁的工藝過程。所以氧化鋁的許多物理性質(zhì),特別是比表面積、安息角、密度等主要決定于煅燒條件。
煅燒產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)有:化學(xué)純度、酌減、粒度和安息角等。煅燒過程的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有:煅燒溫度、燃料消耗量、產(chǎn)量等。(此文轉(zhuǎn)載)