氧化鋁生產(chǎn)工藝教學(xué)3

1、L/O/G/O拜耳法生產(chǎn)氧化鋁拜耳法生產(chǎn)氧化鋁鋁土礦溶出動(dòng)力學(xué)鋁土礦溶出動(dòng)力學(xué)流體反應(yīng)物在主流體中通過(guò)固體顆粒表面的擴(kuò)散層的傳質(zhì)流體反應(yīng)物在主流體中通過(guò)固體顆粒表面的擴(kuò)散層的傳質(zhì)流體反應(yīng)物在固體表面的吸附流體反應(yīng)物在固體表面的吸附在固體表面上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)在固體表面上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)流體產(chǎn)物由固體表面上的解吸，并通過(guò)固體產(chǎn)物層向流體的擴(kuò)散流體產(chǎn)物由固體表面上的解吸，并通過(guò)固體產(chǎn)物層向流體的擴(kuò)散含氧化鋁礦物的表面被含大量游離含氧化鋁礦物的表面被含大量游離NaOH的循環(huán)母液所浸潤(rùn)的循環(huán)母液所浸潤(rùn)含氧化鋁礦物與含氧化鋁礦物與OH-相互作用生成鋁酸鈉相互作用生成鋁酸鈉鋁酸根離子通過(guò)在礦物表面上生成的擴(kuò)散

2、層擴(kuò)散到整個(gè)溶液中鋁酸根離子通過(guò)在礦物表面上生成的擴(kuò)散層擴(kuò)散到整個(gè)溶液中去，而去，而OH-通過(guò)擴(kuò)散層擴(kuò)散到礦物的表面上來(lái)，使反應(yīng)繼續(xù)下去通過(guò)擴(kuò)散層擴(kuò)散到礦物的表面上來(lái)，使反應(yīng)繼續(xù)下去2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出動(dòng)力學(xué)步驟反應(yīng)物向礦物反應(yīng)物向礦物表面的內(nèi)擴(kuò)散；表面的內(nèi)擴(kuò)散；表面吸附；表面吸附；化學(xué)反應(yīng)；化學(xué)反應(yīng)；解吸；解吸；向外擴(kuò)散向外擴(kuò)散。Al OOH反應(yīng)的控制步驟：由最慢的步反應(yīng)的控制步驟：由最慢的步驟決定著整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的速度驟決定著整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的速度鋁土礦溶出動(dòng)力學(xué)鋁土礦溶出動(dòng)力學(xué)K常數(shù)常數(shù)A表面積，表面積，m2CNaOH苛性堿濃度苛

3、性堿濃度,%T溶出溫度溶出溫度,K)987. 119600exp(TCAKVNaOHK常數(shù)常數(shù)A表面積，表面積，m2CNaOH苛性堿濃度苛性堿濃度,%T溶出溫度溶出溫度,K)987. 117100exp(TCAKVNaOH表觀活化能表觀活化能81.93kJ/nol表觀活化能表觀活化能71.48kJ/nol 反應(yīng)物變成活化狀態(tài)比活化狀態(tài)變成生成物要快得多，即活化能越小，反應(yīng)速反應(yīng)物變成活化狀態(tài)比活化狀態(tài)變成生成物要快得多，即活化能越小，反應(yīng)速度越快，活化能越大，反應(yīng)速度越慢，因此活化能可以作為判斷多相反應(yīng)控制步驟度越快，活化能越大，反應(yīng)速度越慢，因此活化能可以作為判斷多相反應(yīng)控制步驟的一個(gè)重要參

4、數(shù)，一般擴(kuò)散控制活化能小于的一個(gè)重要參數(shù)，一般擴(kuò)散控制活化能小于13kJ/mol13kJ/mol，混合控制為，混合控制為20-34kJ/mol20-34kJ/mol，而化學(xué)反應(yīng)控制活化能大于而化學(xué)反應(yīng)控制活化能大于40kJ/mol40kJ/mol，這是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)需要在反應(yīng)物化學(xué)鍵完，這是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)需要在反應(yīng)物化學(xué)鍵完全斷裂和形成新化學(xué)鍵的情況下發(fā)生，反應(yīng)速度慢，需要較大活化能。全斷裂和形成新化學(xué)鍵的情況下發(fā)生，反應(yīng)速度慢，需要較大活化能。 2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝化化學(xué)學(xué)過(guò)過(guò)程程控控制制外外擴(kuò)擴(kuò)散散控控制制鋁土礦溶出動(dòng)力學(xué)鋁土礦溶出動(dòng)力學(xué)K

5、+正反應(yīng)的速率常數(shù)正反應(yīng)的速率常數(shù)K-逆反應(yīng)的速率常數(shù)逆反應(yīng)的速率常數(shù)KE鋁土礦溶出反應(yīng)的平衡常數(shù)鋁土礦溶出反應(yīng)的平衡常數(shù)CAAlO2-濃度濃度CNOH-濃度濃度)/(EANNNKCCKCKCKV溶出過(guò)程的表觀活化能溶出過(guò)程的表觀活化能83.8kJ/mol，逆反應(yīng)的活化能，逆反應(yīng)的活化能為為54.6kJ/mol。溶出過(guò)程處于表面化學(xué)反應(yīng)控制階段溶出過(guò)程處于表面化學(xué)反應(yīng)控制階段2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出鋁土礦溶出2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝盡可能高的盡可能高的Al2O3溶出率溶出率Na2O化學(xué)

6、損失盡可能低化學(xué)損失盡可能低溶出液具有足夠的硅量指數(shù)溶出液具有足夠的硅量指數(shù)溶出液具有低的分子比溶出液具有低的分子比循環(huán)母液具有高的分子比和循環(huán)母液具有高的分子比和Na2O濃度濃度2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素礦物組成及結(jié)構(gòu)礦物組成及結(jié)構(gòu)溶出溫度的影響溶出溫度的影響循環(huán)母液堿濃度的影響循環(huán)母液堿濃度的影響配料分子比的影響配料分子比的影響攪拌強(qiáng)度的影響攪拌強(qiáng)度的影響礦石磨細(xì)程度影響礦石磨細(xì)程度影響溶出時(shí)間的影響溶出時(shí)間的影響2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝影響鋁土

7、礦溶出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素礦物組成及結(jié)構(gòu)礦物組成及結(jié)構(gòu)結(jié)晶構(gòu)造不同，晶格中連接各種離子或離子團(tuán)的鍵的強(qiáng)度結(jié)晶構(gòu)造不同，晶格中連接各種離子或離子團(tuán)的鍵的強(qiáng)度亦各異。亦各異。結(jié)晶物質(zhì)的溶解過(guò)程就是晶格的損壞過(guò)程結(jié)晶物質(zhì)的溶解過(guò)程就是晶格的損壞過(guò)程，晶格能越大，晶格能越大，結(jié)晶就越穩(wěn)定，越難于溶解。結(jié)晶就越穩(wěn)定，越難于溶解。鋁土礦礦物晶格的破壞是鋁土礦礦物晶格的破壞是OH-進(jìn)入晶格的結(jié)果。進(jìn)入晶格的結(jié)果。晶格能大?。壕Ц衲艽笮。喝X石三水鋁石一水軟鋁石一水軟鋁石一水硬鋁石一水硬鋁石溶出性能孝義修文新安平果赤泥鋁硅比1.031.151.221.66相對(duì)溶出率99.1298.6297.0

8、492.23溶出液MR2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝CRTEKlnNRTD31影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素溫度是溶出過(guò)程中溫度是溶出過(guò)程中最主要的影響因素最主要的影響因素。提高溫度，增加溶出率提高溫度，增加溶出率提高溫度，增加設(shè)備產(chǎn)能提高溫度，增加設(shè)備產(chǎn)能提高溫度，降低溶出液苛性比值提高溫度，降低溶出液苛性比值提高溫度，提高循環(huán)效率提高溫度，提高循環(huán)效率提高溫度，消除礦物形態(tài)差別的影響提高溫度，消除礦物形態(tài)差別的影響提高溫度，改善提高溫度，改善赤泥結(jié)構(gòu)和沉降性能赤泥結(jié)構(gòu)和沉降性能提高溫度提高溫度，對(duì)設(shè)備的要求苛刻，對(duì)設(shè)備的要求苛刻

9、溶出溫度溶出溫度化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)擴(kuò)散速率常數(shù)擴(kuò)散速率常數(shù)溫度（）溶出液kA/S（赤泥）N/S（赤泥）A相（%）2451.732.310.601852601.631.330.58296.32801.611.160.57398.2NaNa2 2OOk k=200g/l=200g/l，配料分子比，配料分子比MR=1.6MR=1.6，C/T=2.52C/T=2.52，溶出時(shí)間為，溶出時(shí)間為1.51.5小時(shí)小時(shí)2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素循環(huán)母液堿濃度循環(huán)母液堿濃度其他溶出條件固定時(shí)，氧其他溶出

10、條件固定時(shí)，氧化鋁的溶出率隨循環(huán)母液化鋁的溶出率隨循環(huán)母液苛性堿濃度的提高而增大苛性堿濃度的提高而增大 循環(huán)母液堿濃度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際適宜控制。過(guò)分提高母液堿濃度為后續(xù)工序循環(huán)母液堿濃度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際適宜控制。過(guò)分提高母液堿濃度為后續(xù)工序帶來(lái)困難。帶來(lái)困難。一般循環(huán)母液堿濃度一般循環(huán)母液堿濃度200g/L200g/L以上，直接加熱溶出器，堿濃度以上，直接加熱溶出器，堿濃度270-270-280g/L280g/L，間接加熱溶出器，堿濃度，間接加熱溶出器，堿濃度220-230g/L220-230g/L。溶出溫度溶出溫度2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝影響鋁土礦溶

11、出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素配堿分子比配堿分子比為了保證高的循環(huán)效率和為了保證高的循環(huán)效率和高的高的Al2O3溶出速率及溶出溶出速率及溶出率，應(yīng)盡可能降低配料分率，應(yīng)盡可能降低配料分子比，通常配料分子比要子比，通常配料分子比要比相同條件下平衡溶液分比相同條件下平衡溶液分子比高子比高0.15-0.2。 工業(yè)生產(chǎn)上，提高溶出溫度可以得到分子比低的溶出液（工業(yè)生產(chǎn)上，提高溶出溫度可以得到分子比低的溶出液（MR=1.4-1.45MR=1.4-1.45），為了），為了防止這種低分子比的溶出液在進(jìn)入種分之前發(fā)生大量水解損失，防止這種低分子比的溶出液在進(jìn)入種分之前發(fā)生大量水解損失，可以往第一次赤泥可

12、以往第一次赤泥洗滌槽中加入適當(dāng)數(shù)量的種分母液，使稀釋后的溶出漿液的分子比提高到洗滌槽中加入適當(dāng)數(shù)量的種分母液，使稀釋后的溶出漿液的分子比提高到1.55-1.651.55-1.65，以保證溶液有足夠的穩(wěn)定性。以保證溶液有足夠的穩(wěn)定性。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝)(30sCCNRTFddC影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素?cái)嚢鑿?qiáng)度攪拌強(qiáng)度擴(kuò)散速率方程擴(kuò)散速率方程 加強(qiáng)攪拌，強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程加強(qiáng)攪拌，強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程 加強(qiáng)攪拌，強(qiáng)化溶出過(guò)程加強(qiáng)攪拌，強(qiáng)化溶出過(guò)程 加強(qiáng)攪拌，降低加熱表明結(jié)疤加強(qiáng)攪拌，降低加熱表明結(jié)疤 管道化溶出，礦漿流速達(dá)管道化溶

13、出，礦漿流速達(dá)1.55m/s1.55m/s，湍流程度高，成為強(qiáng)化溶出過(guò)程的一，湍流程度高，成為強(qiáng)化溶出過(guò)程的一個(gè)重要原因。比高壓溶出器內(nèi)礦漿流速高個(gè)重要原因。比高壓溶出器內(nèi)礦漿流速高200200倍到倍到300300倍，這樣一來(lái)，擴(kuò)散速倍，這樣一來(lái)，擴(kuò)散速度便不會(huì)成為溶出過(guò)程的限制性因素，溶出溫度便只取決于隨溫度升高而迅度便不會(huì)成為溶出過(guò)程的限制性因素，溶出溫度便只取決于隨溫度升高而迅速提高化學(xué)反應(yīng)速度。所以難溶礦石在速提高化學(xué)反應(yīng)速度。所以難溶礦石在300300高溫下只幾分鐘便可溶出完。高溫下只幾分鐘便可溶出完。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝影響鋁土

14、礦溶出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素礦石磨細(xì)程度礦石磨細(xì)程度 礦石磨細(xì)程度大，增加反應(yīng)界面，溶出速度加快礦石磨細(xì)程度大，增加反應(yīng)界面，溶出速度加快 礦石磨細(xì)程度大，使原來(lái)被雜質(zhì)包裹的氧化鋁水合物暴露礦石磨細(xì)程度大，使原來(lái)被雜質(zhì)包裹的氧化鋁水合物暴露出來(lái)，增多礦量?jī)?nèi)部的裂縫，促使溶出過(guò)程的進(jìn)行出來(lái)，增多礦量?jī)?nèi)部的裂縫，促使溶出過(guò)程的進(jìn)行 不同礦石對(duì)細(xì)度的要求不同：三水鋁石，易溶且本身縫隙不同礦石對(duì)細(xì)度的要求不同：三水鋁石，易溶且本身縫隙多，不必細(xì)磨（一般多，不必細(xì)磨（一般0.2-0.5mm0.2-0.5mm以下）；一水硬鋁石型要以下）；一水硬鋁石型要求細(xì)磨（求細(xì)磨（70-80um70-80u

15、m以下）。以下）。 過(guò)細(xì)不利赤泥的沉降分離，增加磨礦費(fèi)用過(guò)細(xì)不利赤泥的沉降分離，增加磨礦費(fèi)用2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素添加石灰的影響添加石灰的影響 避免鈦酸鈉形成；避免鈦酸鈉形成； 提高氧化鋁溶出速度；提高氧化鋁溶出速度； 促進(jìn)針鐵礦轉(zhuǎn)變；促進(jìn)針鐵礦轉(zhuǎn)變； 降低堿耗；降低堿耗； 清除雜質(zhì)；清除雜質(zhì)； 改善沉降性能。改善沉降性能。 反苛化；增加反苛化；增加AO損失。損失。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素溶出時(shí)間溶

16、出時(shí)間 鋁土礦溶出過(guò)程中，鋁土礦溶出過(guò)程中，AlAl2 2OO3 3的溶出率沒(méi)有達(dá)到最大值時(shí)，增加溶出時(shí)間，的溶出率沒(méi)有達(dá)到最大值時(shí)，增加溶出時(shí)間，AlAl2 2OO3 3的溶出率就會(huì)增加。的溶出率就會(huì)增加。 鋁土礦類(lèi)型不同，溶出時(shí)間不同。延長(zhǎng)溶出時(shí)間對(duì)一水硬鋁石的溶出率鋁土礦類(lèi)型不同，溶出時(shí)間不同。延長(zhǎng)溶出時(shí)間對(duì)一水硬鋁石的溶出率影響較大。影響較大。 溶出溫度不同，溶出時(shí)間不同。溶出溫度不同，溶出時(shí)間不同。 250-260 250-260 時(shí)，溶出時(shí)間影響溶出率較時(shí)，溶出時(shí)間影響溶出率較大；溫度大于大；溫度大于260 260 時(shí)，溶出時(shí)間對(duì)溶出率影響相對(duì)減弱；特別是溫度時(shí)，溶出時(shí)間對(duì)溶出率影

17、響相對(duì)減弱；特別是溫度大于大于300 300 時(shí)，不管氧化鋁礦態(tài)如何，大多數(shù)鋁土礦溶出過(guò)程都可以在時(shí)，不管氧化鋁礦態(tài)如何，大多數(shù)鋁土礦溶出過(guò)程都可以在幾分鐘內(nèi)完成，且溶液接近飽和。幾分鐘內(nèi)完成，且溶液接近飽和。 過(guò)長(zhǎng)增加溶出時(shí)間造成產(chǎn)量減少，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件確定溶出時(shí)間。過(guò)長(zhǎng)增加溶出時(shí)間造成產(chǎn)量減少，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件確定溶出時(shí)間。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝%100)/A11%100ASAS（理%100)/()/)/(%100AQAQAQ礦泥礦礦礦泥泥礦礦實(shí)（SASASA氧化鋁實(shí)際溶出率：氧化鋁實(shí)際溶出率：鋁土礦與鋁土礦與NaOH反應(yīng)實(shí)際溶出到溶液

18、中的反應(yīng)實(shí)際溶出到溶液中的Al2O3量與鋁土礦中量與鋁土礦中Al2O3總量之比。總量之比。拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)氧化鋁溶出率氧化鋁溶出率%1001)/)/()/礦泥礦理實(shí)相（SASASA氧化鋁理論溶出率：氧化鋁理論溶出率：理論上礦石中可以溶出的理論上礦石中可以溶出的Al2O3量（扣除不可量（扣除不可避免的化學(xué)損失）與礦石中避免的化學(xué)損失）與礦石中Al2O3總量之比?？偭恐取Ｑ趸X相對(duì)溶出率：氧化鋁相對(duì)溶出率：氧化鋁實(shí)際溶出率與理論溶出率之比。氧化鋁實(shí)際溶出率與理論溶出率之比。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝泥礦泥SS赤泥的產(chǎn)出率：赤泥的產(chǎn)出率：每處理每處理

19、1t鋁土礦所生成的赤泥量鋁土礦所生成的赤泥量拜耳循環(huán)拜耳循環(huán)赤泥的產(chǎn)出率及堿耗赤泥的產(chǎn)出率及堿耗)/kg1/608100008.603222OtAlONaSASASONa（損失堿耗：堿耗：鋁土礦溶出過(guò)程，每溶出鋁土礦溶出過(guò)程，每溶出1tAl2O3所損失的堿量所損失的堿量A/S=7時(shí)，時(shí)，理理=85.7%，Na2O耗耗=101KgA/S=5時(shí)，時(shí)， 理理=80.0%, Na2O耗耗=152Kg拜耳法生產(chǎn)氧化拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時(shí)，為什么要鋁時(shí)，為什么要求高的求高的A/S比？比？ 在高于循環(huán)母液沸點(diǎn)的溫度下加熱和保溫料漿的密封容器，也叫壓煮器在高于循環(huán)母液沸點(diǎn)的溫度下加熱和保溫料漿的密封容器，也叫壓煮

20、器2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝高壓溶出器高壓溶出器 對(duì)溶出的高溫高壓料漿借其顯熱自行沸騰蒸發(fā)降溫的容器。對(duì)溶出的高溫高壓料漿借其顯熱自行沸騰蒸發(fā)降溫的容器。自蒸發(fā)器自蒸發(fā)器 將預(yù)熱器、高壓溶出器和自蒸發(fā)器以及高壓泥漿泵串聯(lián)而成的龐大機(jī)組。將預(yù)熱器、高壓溶出器和自蒸發(fā)器以及高壓泥漿泵串聯(lián)而成的龐大機(jī)組。高壓溶出器組高壓溶出器組溶出過(guò)程名詞溶出過(guò)程名詞 由專(zhuān)門(mén)的蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，又稱(chēng)一次蒸汽。由專(zhuān)門(mén)的蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，又稱(chēng)一次蒸汽。新蒸汽新蒸汽 由自蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽，又稱(chēng)二次蒸汽或乏汽。由自蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽，又稱(chēng)二次蒸汽或乏汽。自蒸發(fā)蒸汽自蒸發(fā)蒸汽

21、2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝蒸汽直接加熱溶出技術(shù)蒸汽直接加熱溶出技術(shù)蒸汽間接加熱溶出技術(shù)蒸汽間接加熱溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù)高壓溶出技術(shù)高壓溶出技術(shù)u蒸汽直接通入高壓溶出器中加熱蒸汽直接通入高壓溶出器中加熱礦漿的溶出技術(shù)。單罐溶出、多罐礦漿的溶出技術(shù)。單罐溶出、多罐串聯(lián)連續(xù)溶出。串聯(lián)連續(xù)溶出。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作控制高壓溶出器本體沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)部件，高壓溶出器本體沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)部件， 易于制造和維修易于制造和維修減輕熱交換表面結(jié)垢的清整工作減輕熱交換表面結(jié)垢的清整工作預(yù)熱溫度低，新蒸汽消耗大預(yù)熱溫度低，新

22、蒸汽消耗大蒸汽直接加熱料漿，堿濃度被稀蒸汽直接加熱料漿，堿濃度被稀 釋?zhuān)黾幽敢赫舭l(fā)設(shè)備的負(fù)擔(dān)和釋?zhuān)黾幽敢赫舭l(fā)設(shè)備的負(fù)擔(dān)和 蒸汽的消耗量；蒸汽的消耗量；溶出礦漿降壓過(guò)程，壓差大，減溶出礦漿降壓過(guò)程，壓差大，減 壓裝置磨損快。壓裝置磨損快。 u蒸汽間接加熱高壓溶出器是通過(guò)蒸汽間接加熱高壓溶出器是通過(guò)加熱管壁把熱量傳給原礦漿而進(jìn)行加熱管壁把熱量傳給原礦漿而進(jìn)行加熱。單罐和多罐串聯(lián)溶出。加熱。單罐和多罐串聯(lián)溶出。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：避免了礦漿被蒸汽冷凝水稀釋避免了礦漿被蒸汽冷凝水稀釋采用多級(jí)自蒸發(fā)，提高熱利用率采用多級(jí)自蒸發(fā)，提高熱利用率降低母液蒸發(fā)成本降低母液蒸發(fā)成本設(shè)備流程復(fù)雜設(shè)備流程復(fù)雜

23、換熱面表面結(jié)垢嚴(yán)重，清理困難換熱面表面結(jié)垢嚴(yán)重，清理困難料漿泵磨損嚴(yán)重料漿泵磨損嚴(yán)重u管道化溶出就是礦漿在管道中以較高管道化溶出就是礦漿在管道中以較高溫度和較高流速下的溶出技術(shù)。溫度和較高流速下的溶出技術(shù)。 有：有：德國(guó)多管單流、匈牙利多管多流，法國(guó)德國(guó)多管單流、匈牙利多管多流，法國(guó)單管預(yù)熱單管預(yù)熱- -高壓釜溶出、我國(guó)管道預(yù)熱高壓釜溶出、我國(guó)管道預(yù)熱- -儲(chǔ)留罐溶出。儲(chǔ)留罐溶出。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：溶出時(shí)間短溶出時(shí)間短礦漿流速快，結(jié)疤少礦漿流速快，結(jié)疤少溶出液分子比低，有利于分解溶出液分子比低，有利于分解多級(jí)自蒸發(fā)，熱利用率高多級(jí)自蒸發(fā)，熱利用率高低堿濃度溶出，降低能耗低堿濃度溶出，降低

24、能耗投資成本低投資成本低因料漿流速快，在管道轉(zhuǎn)彎處易磨損因料漿流速快，在管道轉(zhuǎn)彎處易磨損因硝酸鹽腐蝕環(huán)型加熱管，易爆管因硝酸鹽腐蝕環(huán)型加熱管，易爆管蒸氣直接加熱的高壓溶出器組蒸氣直接加熱的高壓溶出器組 管道化溶出原理流程圖管道化溶出原理流程圖2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝管道化溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù)(德國(guó)德國(guó)RA6)2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝管道化溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù)(單管預(yù)熱單管預(yù)熱-高壓釜溶出高壓釜溶出)管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越

25、性管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性項(xiàng)目項(xiàng)目希臘派拉斯鋁礦希臘派拉斯鋁礦山西鋁礦山西鋁礦比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目管道溶出管道溶出壓煮器溶出壓煮器溶出管道溶出管道溶出壓煮器溶出壓煮器溶出溶出容度溶出容度/280280250250270-280270-280260260堿液分子比堿液分子比/溶出液分子比溶出液分子比2.85/1.50 2.85/1.50 2.85/1.502.85/1.502.85/1.502.85/1.502.80/1.482.80/1.48加熱原礦漿流速加熱原礦漿流速/(m/s)2-32-32-32-3傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)/(kJ/m2hc)3000-50003000-50002500-3000250

26、0-30003000-50003000-50002500-30002500-3000堿液濃度堿液濃度/(g/L)140140220220155155230230溶出及蒸發(fā)熱耗溶出及蒸發(fā)熱耗/(GJ/tAO)3.93.98.28.24.24.28.58.5管道溶出和壓煮器溶出的參數(shù)比較管道溶出和壓煮器溶出的參數(shù)比較2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性名稱(chēng)名稱(chēng)設(shè)備設(shè)備質(zhì)量質(zhì)量/t /t設(shè)備費(fèi)設(shè)備費(fèi)/ /萬(wàn)元萬(wàn)元設(shè)備運(yùn)設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)雜費(fèi)/ /萬(wàn)元萬(wàn)元設(shè)備安設(shè)備安裝費(fèi)裝費(fèi)/ /萬(wàn)元萬(wàn)元設(shè)備投資設(shè)備投資總價(jià)值總價(jià)值/ /萬(wàn)元萬(wàn)

27、元2套套R(shí)A6裝置裝置1700170013601360110110147014701系列壓煮溶出器系列壓煮溶出器1900 1900 20902090167167454523022302管道溶出和壓煮器溶出的投資比較管道溶出和壓煮器溶出的投資比較2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性生產(chǎn)操作和維護(hù)生產(chǎn)操作和維護(hù)1 1、溶出系統(tǒng)開(kāi)停車(chē)所需時(shí)間短溶出系統(tǒng)開(kāi)停車(chē)所需時(shí)間短 管道溶出裝置放空及開(kāi)車(chē)各需管道溶出裝置放空及開(kāi)車(chē)各需2h,2h,壓煮器溶出裝置放空需壓煮器溶出裝置放空需10h10h，開(kāi)車(chē)需，開(kāi)車(chē)需16-20h.16-

28、20h.2 2、維修費(fèi)用低維修費(fèi)用低 管道化溶出系統(tǒng)沒(méi)有攪拌等傳動(dòng)裝置，沒(méi)有備用中間設(shè)備（高壓閥門(mén)、管道化溶出系統(tǒng)沒(méi)有攪拌等傳動(dòng)裝置，沒(méi)有備用中間設(shè)備（高壓閥門(mén)、管件等），維修費(fèi)用低。管件等），維修費(fèi)用低。3、清理方法比較簡(jiǎn)單清理方法比較簡(jiǎn)單管道化溶出的清理采用化學(xué)清理和機(jī)械清理相結(jié)合的方法，壓煮器管道化溶出的清理采用化學(xué)清理和機(jī)械清理相結(jié)合的方法，壓煮器組的清理采用化學(xué)清理、機(jī)械清理和人工清理相結(jié)合的方法。組的清理采用化學(xué)清理、機(jī)械清理和人工清理相結(jié)合的方法。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性管道化溶出技術(shù)的優(yōu)越性生產(chǎn)操作和維護(hù)生

29、產(chǎn)操作和維護(hù)4 4、操作容易操作容易 管道溶出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，附件少，易操作；而壓煮溶出系統(tǒng)設(shè)備間管管道溶出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，附件少，易操作；而壓煮溶出系統(tǒng)設(shè)備間管道連接復(fù)雜，密封、轉(zhuǎn)動(dòng)部分多，單個(gè)壓煮器的切換、旁通頻繁而復(fù)雜。道連接復(fù)雜，密封、轉(zhuǎn)動(dòng)部分多，單個(gè)壓煮器的切換、旁通頻繁而復(fù)雜。5 5、管道溶出可以采用熔鹽加熱管道溶出可以采用熔鹽加熱 熔鹽加熱的熱效率高達(dá)熔鹽加熱的熱效率高達(dá)90%90%，且熔鹽加熱簡(jiǎn)單可靠，熔鹽加熱爐靠近，且熔鹽加熱簡(jiǎn)單可靠，熔鹽加熱爐靠近溶出裝置，輸送熱載體的路程較短，熱損失??；而高壓蒸汽鍋爐一般距溶出裝置，輸送熱載體的路程較短，熱損失??；而高壓蒸汽鍋爐一般距溶出裝置

30、較遠(yuǎn)，輸送熱載體的熱損失大，還存在冷凝水的回流問(wèn)題。溶出裝置較遠(yuǎn)，輸送熱載體的熱損失大，還存在冷凝水的回流問(wèn)題。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝我國(guó)拜耳法溶出技術(shù)的進(jìn)步我國(guó)拜耳法溶出技術(shù)的進(jìn)步2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝蒸汽直接加熱的壓煮器溶出蒸汽直接加熱的壓煮器溶出管道化溶出技術(shù)管道化溶出技術(shù) 山西鋁廠和平果鋁廠從法國(guó)引進(jìn)的單管預(yù)熱山西鋁廠和平果鋁廠從法國(guó)引進(jìn)的單管預(yù)熱-高壓釜溶出高壓釜溶出 長(zhǎng)城鋁業(yè)鄭州鋁廠從德國(guó)引進(jìn)的管道化溶出（長(zhǎng)城鋁業(yè)鄭州鋁廠從德國(guó)引進(jìn)的管道化溶出（RA6) 我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的管

31、道我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的管道-停留罐溶出停留罐溶出雙流法溶出技術(shù)雙流法溶出技術(shù) 是將配礦用的堿液分成兩部分，第一部分為總液量的是將配礦用的堿液分成兩部分，第一部分為總液量的20%，與鋁礦，與鋁礦磨制成礦漿流，剩余的大部分堿液為堿液流，兩股料流分別用溶出礦漿磨制成礦漿流，剩余的大部分堿液為堿液流，兩股料流分別用溶出礦漿多級(jí)自蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽預(yù)熱后，堿液流在用新蒸汽加熱，在第一個(gè)多級(jí)自蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽預(yù)熱后，堿液流在用新蒸汽加熱，在第一個(gè)溶出器中兩股料流混合；匯合礦漿在溶出器中用新蒸汽直接加熱至溶出溶出器中兩股料流混合；匯合礦漿在溶出器中用新蒸汽直接加熱至溶出溫度并完成溶出過(guò)程。溫度并完成溶出

32、過(guò)程。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝結(jié)疤的形成：結(jié)疤的形成：在鋁土礦預(yù)熱和溶出過(guò)程中，一些礦物與循環(huán)母液發(fā)在鋁土礦預(yù)熱和溶出過(guò)程中，一些礦物與循環(huán)母液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成溶解度很小的化合物從液相中結(jié)晶析出并沉積在容生化學(xué)反應(yīng)，生成溶解度很小的化合物從液相中結(jié)晶析出并沉積在容器表面上，形成結(jié)疤。器表面上，形成結(jié)疤。結(jié)疤分類(lèi)：結(jié)疤分類(lèi)： 以以Al(OH)3為主的結(jié)疤，由溶解、分解過(guò)程而生成。主要在赤泥分離、為主的結(jié)疤，由溶解、分解過(guò)程而生成。主要在赤泥分離、洗滌設(shè)備和分解設(shè)備的器壁上生成。洗滌設(shè)備和分解設(shè)備的器壁上生成。 以鈉硅渣，水化石榴石為主的結(jié)疤，由

33、溶液脫硅以及鋁土礦與溶液間以鈉硅渣，水化石榴石為主的結(jié)疤，由溶液脫硅以及鋁土礦與溶液間反應(yīng)而產(chǎn)生。主要在礦漿預(yù)熱，溶出過(guò)程及母液蒸發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)。反應(yīng)而產(chǎn)生。主要在礦漿預(yù)熱，溶出過(guò)程及母液蒸發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)。 以鈦酸鈣類(lèi)為主的結(jié)疤，由鋁土礦中含鈦礦物在拜耳法高溫溶出過(guò)程以鈦酸鈣類(lèi)為主的結(jié)疤，由鋁土礦中含鈦礦物在拜耳法高溫溶出過(guò)程中與添加劑及溶液反應(yīng)而生成。主要在高溫區(qū)生成。難清除。中與添加劑及溶液反應(yīng)而生成。主要在高溫區(qū)生成。難清除。 其他結(jié)疤，如一水硬鋁石、鐵礦物、磷酸鹽、含鎂礦物、氟化物及草其他結(jié)疤，如一水硬鋁石、鐵礦物、磷酸鹽、含鎂礦物、氟化物及草酸鹽等。這類(lèi)結(jié)疤相對(duì)較少。酸鹽等。這類(lèi)結(jié)疤相對(duì)

34、較少。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝結(jié)疤生成的溫度：結(jié)疤生成的溫度： 100160生成鈉硅渣和少量的鈣鈦渣；生成鈉硅渣和少量的鈣鈦渣； 160220生成鈣鈦渣和少量的鈉硅渣；生成鈣鈦渣和少量的鈉硅渣； 220280生成鈣鈦渣、鈉硅渣、鈣鈦渣、磷酸鈣和赤鐵礦。生成鈣鈦渣、鈉硅渣、鈣鈦渣、磷酸鈣和赤鐵礦。 影響結(jié)疤生成的因素：影響結(jié)疤生成的因素： 礦漿礦物組成：礦漿礦物組成：礦漿礦物組成不同，生成的結(jié)疤不同。礦漿礦物組成不同，生成的結(jié)疤不同。 溫度：溫度：升溫過(guò)程，低溫段（升溫過(guò)程，低溫段（100-180）結(jié)疤輕微，高溫段（）結(jié)疤輕微，高溫段（180-2

35、65 ）有結(jié)疤；溶出階段結(jié)疤嚴(yán)重。停留罐技術(shù)適合我國(guó)鋁土礦的溶出）有結(jié)疤；溶出階段結(jié)疤嚴(yán)重。停留罐技術(shù)適合我國(guó)鋁土礦的溶出特點(diǎn)。礦漿加熱管道兩側(cè)介質(zhì)溫差增大催進(jìn)結(jié)疤的生長(zhǎng)；礦漿溫度升特點(diǎn)。礦漿加熱管道兩側(cè)介質(zhì)溫差增大催進(jìn)結(jié)疤的生長(zhǎng)；礦漿溫度升高，還使結(jié)疤結(jié)晶逐漸致密和牢固。高，還使結(jié)疤結(jié)晶逐漸致密和牢固。 石灰添加量：石灰添加量：不同溫度段，石灰添加量對(duì)結(jié)疤的生成規(guī)律不同。不同溫度段，石灰添加量對(duì)結(jié)疤的生成規(guī)律不同。165-210 ，結(jié)疤生成速度隨石灰添加量增加而減少；，結(jié)疤生成速度隨石灰添加量增加而減少；245280增加石增加石灰量使鈦結(jié)疤的生成速度加快?；伊渴光伣Y(jié)疤的生成速度加快。 礦漿礦

36、漿Al2O3濃度：濃度：礦漿礦漿Al2O3濃度增加，結(jié)疤速度增加。結(jié)疤主要以水濃度增加，結(jié)疤速度增加。結(jié)疤主要以水合鋁硅酸鈉為主。合鋁硅酸鈉為主。2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝結(jié)疤的危害：結(jié)疤的危害：主要是使主要是使熱交換設(shè)備的傳熱系數(shù)下熱交換設(shè)備的傳熱系數(shù)下降，能耗升高，造成生產(chǎn)降，能耗升高，造成生產(chǎn)成本增加。當(dāng)加熱面的結(jié)成本增加。當(dāng)加熱面的結(jié)疤厚達(dá)疤厚達(dá)1 mm 時(shí)，為達(dá)到相時(shí)，為達(dá)到相同的加熱效果，必須增加同的加熱效果，必須增加一倍的傳熱面積，或者相一倍的傳熱面積，或者相應(yīng)地提高熱介質(zhì)溫度。結(jié)應(yīng)地提高熱介質(zhì)溫度。結(jié)疤能直接影響生產(chǎn)工藝、疤能直接

37、影響生產(chǎn)工藝、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 2.2鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝鋁土礦溶出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)及溶出工藝結(jié)疤的防治：結(jié)疤的防治：預(yù)脫硅為主，保持礦漿的良好流動(dòng)狀態(tài)。預(yù)脫硅就是預(yù)脫硅為主，保持礦漿的良好流動(dòng)狀態(tài)。預(yù)脫硅就是在高壓溶出之前，將原礦漿在在高壓溶出之前，將原礦漿在90以上攪拌以上攪拌6-10h，使大部分，使大部分SiO2在高在高壓溶出前的預(yù)熱階段成為水合鋁硅酸鈉結(jié)晶析出。是減輕溶出器和管壓溶出前的預(yù)熱階段成為水合鋁硅酸鈉結(jié)晶析出。是減輕溶出器和管道結(jié)疤的有效途徑。道結(jié)疤的有效途徑。影響預(yù)脫硅效果的因素：影響預(yù)脫硅效果的因素： 含硅礦物活性：含硅礦物活性：含活性含活性SiO2低的鋁土礦溶出過(guò)程脫硅效果差，必須進(jìn)低的鋁土礦溶出過(guò)程脫硅效果差，必須進(jìn)行預(yù)脫硅。行預(yù)脫硅。 含硅礦物種類(lèi)：