拜耳法生产氧化铝的关键步骤

一、我国铝土矿资源现状

我国铝土矿质量较差，以一水硬铝石型铝土矿为主，矿石特点为高铝、高硅、低铁，适合露采的矿床不多，只占 34%。

广西铝土矿是我国铝土矿第一大省，且其矿石具有中铝、高铁、高铝硅比、低硫等特点，是国内少数能运用拜耳法生产氧化铝的优质铝土矿。

二、拜耳法生产氧化铝

每个工厂由于条件不同，可能采用的工艺流程会稍有不同，但原则上它们没有本质区别。拜耳法工艺的基本生产过程大致分为以下主要工序：

1、原矿制备

原矿制备是氧化铝生产的第一道工序。所谓的原矿浆制备，就是把拜耳法生产氧化铝所用的原料，如铝土矿、石灰、铝酸钠溶液等按一定的比例培植出化学成分，物理性能都符合溶出要求的原矿浆。对原矿浆制备的要求是：

①参与化学反应的物料要有一定的细度

②参与化学反应的物质之间要有一定的配比和均匀混合

因此原矿浆制备在氧化铝生产中具有重要作用。能否制备出满足氧化铝生产要求的矿浆，将直接影响到氧化铝的溶出，影响赤泥沉降性能、种分分解率以及氧化铝的产量等经济技术指标。

2、高压溶出

溶出是拜耳法生产氧化铝的两个主要工序之一。溶出的目的在于将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液。溶出效果好坏直接影响到拜耳法生产氧化铝的经济技术指标。

法国单管预热——高压釜溶出流程图

溶出工艺主要取决于铝土矿的化学成分及矿物组成的类型。主要技术条件和经济指标有：溶出温度、溶出时间、氧化铝溶出率、碱耗等。

3、溶出矿浆的稀释及赤泥的分离洗涤

所谓赤泥就是溶出铝土矿得到的泥渣，由于其中常常含有大量的氧化铁，呈红色，习惯上称为赤泥。溶出矿浆稀释的目的如下：

溶出矿浆是由铝酸钠溶液和赤泥组成，是铝土矿与铝酸钠溶液在高温下反应的产物。当溶出过程结束后为了进行后面的分解过程，溶出矿浆的稳定性就不能太大，否则不便于分解过程的进行。为了促进铝酸钠溶液发生分解，就必须进行溶出矿浆的稀释。

由于溶出后的矿浆要进行赤泥沉降分离，对溶出矿浆进行稀释，可降低铝酸钠溶液的黏度，以便于赤泥的沉降分离。

4、晶种分解

晶种分解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，是拜耳法生产氧化铝的关键步骤之一。晶种分解除得到氢氧化铝外，同时得到苛性比较高的种分母液，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。

种分过程的主要技术指标有：氧化铝浓度、分子比、种分初温、终温、种子比、分解时间等，衡量种分过程效率的技术经济指标是，种分分解率、分解槽单位产能以及所得的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。

5、氢氧化铝的分离与洗涤

经晶种分解后得到的氢氧化铝浆液，要进行分离才能到所需要的氢氧化铝和种分母液。分离后得到的氢氧化铝大部分不经洗涤返回流程作晶种，其余部分经洗涤后回收氢氧化铝附带的氧化铝和氧化钠后成为氢氧化铝成品。种分母液则返回流程中重新使用。

为了达到氢氧化铝和母液的分离的目的，可采用不同的方法，如沉降或过滤等。料浆液固比大的可用沉降法，液固比小的可以过滤。由于料浆液固比影响过滤效率，因此，在一般情况下，都先将氢氧化铝进行浓缩，然后再进行过滤分离。

主要技术及经济指标有：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。

6、氢氧化铝的煅烧

煅烧就是将氢氧化铝在高温下脱去附着水和结晶水，并使其晶型转变，制得符合电解要求的氧化铝的工艺过程。所以氧化铝的许多物理性质，特别是比表面积、安息角、密度等主要决定于煅烧条件。

煅烧产品的质量指标有：化学纯度、酌减、粒度和安息角等。煅烧过程的技术及经济指标有：煅烧温度、燃料消耗量、产量等。