第五章 聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法課件

第五章

聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法聯(lián)合法可分為三種：串聯(lián)法、并聯(lián)法和混聯(lián)法。在某些情況下，采用拜耳法和燒結法的聯(lián)合流程，取長補短可以得到比單純的拜耳法和燒結法更好的經(jīng)濟效果，使鋁礦資源得到更充分的利用。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.1并聯(lián)法第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.1并聯(lián)法并聯(lián)法的優(yōu)點：①可以合理利用鋁礦資源如果礦去鋁土礦品位不均勻，或是不同地區(qū)有兩種品位的鋁土礦，用并聯(lián)法處理這兩類礦石可以得到較好的經(jīng)濟效益②種分母液蒸發(fā)時結晶析出的碳酸鈉在燒結時被利用，并且還能使拜耳法流程中的有機物在燒結時得到燒除，降低了有機物對拜耳法生產(chǎn)的危害第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.1并聯(lián)法③生產(chǎn)過程的補堿由燒結法系統(tǒng)的低價碳酸鈉供應，降低了生產(chǎn)成本④燒結法系統(tǒng)中低苛性比值的鋁酸鈉溶液可降低拜耳法系統(tǒng)中鋁酸鈉溶液的苛性比值，有利于提高晶種分解的速度和分解率。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.1并聯(lián)法并聯(lián)法的缺點：①用燒結法的鋁酸鈉溶液代替純苛性堿來補償拜耳法系統(tǒng)的堿損失，使得拜耳法各工序的循環(huán)堿量增加，從而對各工序的技術經(jīng)濟指標有所影響②工藝流程比較復雜第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.1并聯(lián)法③均衡生產(chǎn)比較困難由于燒結法系統(tǒng)送到拜耳法系統(tǒng)的鋁酸鈉溶液量，必須保證晶種分解后母液中剩余苛性堿應恰好等于拜耳法系統(tǒng)中所損失的堿量，因此，拜耳法系統(tǒng)的生產(chǎn)受到燒結法系統(tǒng)的影響和制約。燒結法系統(tǒng)如有波動就會影響到拜耳法系統(tǒng)的生產(chǎn)。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.2串聯(lián)法第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.2串聯(lián)法串聯(lián)法的優(yōu)點是：①礦石中大部分的氧化鋁是由投資和加工費較低的拜耳法處理，僅有少量是由燒結法處理，減少了回轉窯的數(shù)量和燃料消耗量，從而降低了生產(chǎn)成本②由于礦石經(jīng)過拜耳法和燒結法兩次處理，因而氧化鋁的總回收率高，堿耗低第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.2串聯(lián)法③生產(chǎn)過程的補堿由燒結法系統(tǒng)的低價碳酸鈉供應，降低了生產(chǎn)成本④種分母液蒸發(fā)時結晶析出的碳酸鈉在燒結時被利用，并且還能使拜耳法流程中的有機物在燒結時得到燒除，降低了有機物對拜耳法生產(chǎn)的危害。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.3混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.3混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁混聯(lián)法的優(yōu)點：①高品位鋁土礦先用拜耳法處理，將大部分氧化鋁回收后的赤泥再用燒結法處理，兩次回收氧化鋁和堿，所以氧化鋁的總回收率高，堿耗低②燒結法處理拜耳法赤泥外，另配加一定量的低品位礦石來提高生料漿的鋁硅比，改善了燒結窯的操作條件，提高了熟料的質量第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.3混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁③利用較便宜的碳酸鈉加入燒結法系統(tǒng)來補償生產(chǎn)過程的堿損失④由于大部分鋁酸鈉溶液是晶種分解，所以可獲得較高質量的氧化鋁。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.3混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁混聯(lián)法的缺點：①兩系統(tǒng)的協(xié)調復雜②由于兩系統(tǒng)都是完整的流程，所以整個生產(chǎn)流程較復雜。目前，我國由于鋁土礦資源的特點為高硅低鐵，礦石難以溶解，并且成分不均一，所以氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)大多采用混聯(lián)法流程。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.4聯(lián)合法工藝流程的分析燒結法溶出漿液加入拜耳法赤泥洗滌系統(tǒng)燒結法溶出粗液與拜耳法溶出漿液在稀釋槽合并燒結法脫硅后精液與拜耳法分解原液混合燒結法系統(tǒng)設有整套流程，將一部分脫硅精液并入拜耳法精液，以補償拜耳法系統(tǒng)的苛性堿損失，其余部分進行碳分燒結法系統(tǒng)的精液單獨進行種分，種分母液單獨蒸發(fā)后再并入拜耳法系統(tǒng)的循環(huán)母液。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法1．石灰石燒結法石灰石燒結法可以從高嶺土、粘土、煤灰、泥灰石（石灰石和粘土的天然混合物）、高硅鋁土礦及其他含鋁礦石中提取氧化鋁。和堿石灰燒結法相比較，石灰石燒結法原料廣泛，熟料中不必配堿．因而碳分母液不進入燒結，熟料可用能耗低得多的干法燒結。熟料還可以自動粉化，溶出泥渣可以制水泥。缺點：熟料和溶出液中氧化鋁含量低。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法

以高嶺土為原料時，應用石灰燒結法生產(chǎn)氧化鋁的工藝流程如下圖：第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法2.高壓水化學法高壓水化學法是上世紀五十年代提出的，并一直在繼續(xù)研究的一種用濕法從高硅煉鋁原料生產(chǎn)氧化鋁的方法，它不但能夠處理霞石，而且能夠處理明礬石礦、粘土、鈣斜長石(CaO·Al2O3·2SiO2)、紅柱石、絹云母、高硅鋁土礦以及拜耳法赤泥等原料。生成水合硅酸鈉鈣的高壓水化學法的工藝流程見下圖：第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法溶出反應：水合硅酸鈉鈣中含氧化鈉為13%左右，回收方法：第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法高壓水化學法生產(chǎn)氧化鋁所用的設備與拜耳法相類似。高壓水化學法與燒結法相比具有以下優(yōu)點：避免了高溫燒結過程；Al2O3的浸出率高達90～92%，堿的浸出率達97～98%。得到的堿為苛性堿而且石灰消耗量可以減少一半。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法缺點

鋁酸鈉溶出液的濃度大、苛性比值高；母液循環(huán)量大。為了從溶出液得到氫氧化鋁需要進行脫硅、蒸發(fā)、結晶、溶解等工序，流程復雜；要分離洗滌的物料多，水的用量和蒸發(fā)量很大；高濃度溶液的脫硅和蒸發(fā)結晶過程都很困難，水合硅酸鈉鈣渣需要快速分離。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法3酸法一些主要產(chǎn)鋁國家缺乏鋁土礦資源，因而致力于尋求從非鋁土礦資源進行氧化鋁的試驗研究工作非鋁土礦資源，主要有粘土、煤頁巖、霞石、明礬石礦等都是儲量極其豐富的。其共同特點是SiO2含量很高，用酸法處理，原則上是合理的，因而一直在進行研究。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法

根據(jù)無機酸的種類不同，酸法生產(chǎn)氧化鋁有各種不同的方案，但它們都有著共同的特點，具有類似的基本生產(chǎn)過程。其中包括：礦石的預處理用酸溶出，使氧化鋁轉變?yōu)榭扇苄缘臒o機酸鋁鹽與不溶性的殘渣分離溶出液的除鐵鋁鹽的分解和氫氧化鋁的煅燒酸的回收。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法優(yōu)缺點酸法生產(chǎn)氧化鋁的優(yōu)點是原料來源廣泛，但是它與堿法相比，存在下述主要缺點和困難：從鋁鹽溶液中除鐵困難；鋼制設備受到嚴重腐蝕；溶解氧化鋁所需溶劑（酸）量很大；酸的回收再生過程復雜；硅酸鹽原料和各種鋁鹽具有高的生成熱，在煅燒分解時熱耗大；大多數(shù)酸具有揮發(fā)性，在環(huán)境保護和勞動衛(wèi)生方面存在比較復雜的問題；第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法鹽酸法的優(yōu)點價格低，溶出條件不太苛刻，水合氯化鋁的含水量比其它鋁鹽少，無須蒸發(fā)便可結晶析出，HCL不易分解，便于循環(huán)利用；第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法4.由明礬石生產(chǎn)氧化鋁明礬石除含有氧化鋁外，還含鉀、硫等有價成分，是一種很有經(jīng)濟價值的原料。方法有氨堿法和還原熱分解法。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法1)氨堿法生產(chǎn)氧化鋁

將焙燒過的明礬石和5％的氨水作用，明礬石中的SO3已與氨化合成硫酸鐵和硫酸鉀進入溶液，氧化鋁殘留在渣中。硫酸鉀和硫酸銨的混合溶液用于生產(chǎn)氮鉀混合肥料。含有氧化鋁的殘渣可按拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。氨堿法的工藝流程見下圖。第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法第五章聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁及其他方法5.5生產(chǎn)氧化鋁的其他方法2)還原焙燒法與氨減法的區(qū)別是，還原焙燒法用還原劑代替氨分解脫水后的硫酸鋁。脫出其中的SO3。然后再用拜耳法處理還原分解后的明礬石。這一方法比氯堿法具有更大的優(yōu)點：不需要氨；可以得到氧化鋁、硫酸鉀和硫酸，硫酸的用途更為廣泛，硫酸鉀不僅可用于化肥，而且能在炸藥、火柴、