氧化铝生产技术新发展

    氧化铝生产中有许多新技术，最突出的在铝土矿的强化溶出方面，另外在反应器的结疤结瘤的防止与清除方面、母液的蒸发浓缩方面、加热技术方面都有很大发展。下面简要介绍这些技术。
    随着人们对高压技术的掌握，压煮器的温度可以大幅度提高，铝土矿的溶出可以在较高的温度下进行。1934年奥地利入Hiller发现溶出三水铝石型铝土矿的温度从160℃提高到190℃，溶出的速度大大加快。溶出一水硬铝石型铝土矿的温度从230℃提高到290℃，溶出的速度大大加快，溶出过程可以在像蛇管一样的管式反应器中进行。但高压泵严重磨损。1954年匈牙利的B·Lanyi教授把枪筒作反应器和泵相接，在330℃下溶出，溶出时间仅为高压釜的1%，氧化铝的溶出率很高，赤泥沉降性能很好。经过多年的试验研究，1965年匈牙利人在Almasfuzito厂建立第一套管道化溶出装置。随后于1973年建立了流量60m³/h，溶出温度260℃，处理一水软铝石型铝土矿，年产氧化铝5万t工业装置。运行的结果为工业化提供了充足的数据，1981年该厂拆除了原210℃下溶出的高压釜，建立起新的管道化溶出装置。1982年投产，年产10万t氧化铝。1987年又建立了熔盐加热管道化溶出装置，溶出温度达到300℃。
    苏联在1945～1947年就进行了高温溶出一水硬铝石型铝土矿的试验。在315℃下当Na₂O_k时只要几分钟就达到理论溶出率，而且SiO₂溶解度很低，赤泥沉降性能好。全苏铝镁设计院试验工厂里有高压釜、各种形式的管式反应器（立式、卧式、单管、多管）和原矿浆制备系统，可以进行温度320℃、压力20MPa的不同工艺和设备的试验。进行了希腊、北乌拉尔、南斯拉夫等地的一水硬铝石型铝土矿的溶出试验。但其管道化溶出技术于20世纪80年代才得到运用，在Hukolaev建起了第一套管道化溶出装置。用十级套管预热，套管内径159mm，外径325mm，75m一根，6根一级。管式反应器直径159mm，每根75m，共11根。4台有机物加热器。高压泵为活塞泵。一根管道输送碱液，另一根管道输送矿浆，然后合流。
    德国联合铝业公司二战后想利用管式反应器来处理一水硬铝石型铝土矿。1960年开始研究管道化溶出技术。1966年在Nab厂建流量3m³/h、溶出温度320℃的试验装置，系统地研究了工艺及设备问题，提供了工业设计的基础数据。1967年在Nab厂建立世界上第一套管道化溶出装置，矿浆流量80m³/h。1973年Stade厂采用了4套管道化溶出装置，总产能为600kt/a，设备运转率达90%。实际生产量690kt/a，每吨氧化铝的能耗为8.15GJ，电耗265kW·h。该厂还进行了将纯氧通入管式反应器中氧化循环液中的有机物，效果良好。1980年在Lippe厂建起最先进的RA-6型管道化溶出装置。德国利用管道化溶出技术生产氧化铝的产能达1140kt/a。
    美国在20世纪80年代也进行了管道化溶出装置处理长石提取氧化铝的试验。管式反应器垂直连接，流量0.8m³/h，反应时间30min。240℃下钙长石中的氧化铝90%就已溶出。设计出了年产50万t氧化铝的试验工厂，与通常铝土矿为原料的拜耳法相比，直接生产成本相近，但投资大得多。
    法国于1976年在Salinders厂投资了第一套管道化溶出装置，处理一水软铝石型铝土矿。溶出温度240℃，矿浆流量180m³/h，Na2Ok的质量浓度为160～220g/L，溶出液苛性比1.44左右。在150℃下进行15～30min脱除90%的硅，再进行预热和加热。加热管长2000m，外径245mm，内径196mm。传热系数：清洗结疤前为1kW/（m³·℃），清洗后为2 kW/（m³·℃）。Pechiney铝业公司创造出单管预热（150T ℃）-高压釜溶出技术，运用于我国山西铝厂和平果铝业公司处理一水硬铝石型土矿，获得成功。
    我国于1968年在贵州铝厂建起了第一套管道化溶出装置，矿浆流量1～1.8m³/h，压力4MPa，溶出温度240℃。矿浆进入八级单管预热至160℃，然后用熔盐加热240℃，进入11台串联的溶出器（Φ325mm×15mm）进行充分溶出，经过八级自蒸发降温排出。由于种种原因该研究未能继续下去。1975～1982年，郑州轻金属研究进行了拜耳法强化溶出的研究。矿浆流量0.5m³/h，压力15MPa，溶出温度320℃。试验结果表明，对于难溶的一水硬铝石型铝土矿，保持一定长的溶出时间是必须的。因此采用管道一停留罐的方式是最适合的溶出装置。1983年建矿奖流量4～6m³/h的管道一停留罐的溶出装置。1988年对我国最难溶出的广西平果矿进行试验，取得较好效果。