碱法生产氧化铝中石灰的作用.PDF

理论广角 -■I 碱法生产氧化铝中石灰的作用 陆建行 (广西华银铝业有限公司 533700) 喃 要]因石灰在 自然界中较易于烧制生产出来，用在工业生产中非常广泛也非常方便，在氧化铝生产中也有很高的利用价值。本文阐述了石灰在氧化 铝生产过程中的作用及其机理，对生产和降低成本起到一定的实际的指导作用。 关【键词]碱式拜耳法 石灰乳 预脱硅 化学结合碱 苛化反应 助滤剂 中图分类号：TF801 文献标识码：TF 文章编号：1009--914X(2013)25--0605；--01 前言：目前工业生产氧化铝基本全部是碱法 。碱法可分为烧结法、拜耳 3．除掉钛 ．铁等有謇矿物 法及其联合法 。其共同点和特点就是用碱 (NaOH或 Na2CO3)溶液来处理 铝土矿中的钛是 以TiO2的化合态形式存在于金红石、锐钛石和板钛石 铝矿石，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液 。铝酸钠溶液分解析出氢氧化 中，有时也出现胶体氧化钛和钛铁矿，以金红石为常见。铁杂质主要包括赤 铝，经与母液分离、洗涤后焙烧 ，得到氧化铝产品。本文主要探讨碱式拜耳 铁矿和针铁矿，还有少量黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿以及其他盐类杂质。其化 法中用到的石灰及其作用的基本理论。 学成分主要是铁氧化合物或者铁硫化合物等。 碱式拜耳法生产氧化铝的过程工序中用的石灰主要有以下几方面：1) 在溶出一水硬铝石铝土矿时，如果没有加人石灰或其他添加剂，含钛的 配制原矿浆时添加石灰以增加碱的浓度；2)溶出前对原矿浆进行预脱硅处 矿物可以使氧化铝几乎不能溶出。在有石灰添加的前提下，当预热温度低于 理；3)溶出过程中除掉钛、铁等有害矿物 ；4)蒸发工序中添加石灰乳进行 14O℃时，铝土矿中含钛矿物的反应速度较低 ，在温度低于 180~C时，其反 苛化反应以降低流程中碳酸钠的含量；5)洗涤铝酸钠溶液过程中添加石灰 应速度缓慢增加。当高于 180E，随着温度的不断升高，反应速度急剧增加。 乳起到助滤的作用。以下将一一作出阐述。 在添加石灰的条件下，氧化钛在铝酸钠溶液中反应式为： 1．增加曩矿浆的碱浓度 TiO2+Ca(OH)2一 CaTiO3+H20 碱式拜耳法生产工艺决定了再生产中用到大量的液碱即NaOH溶液，然 研究表明，TiO2对合成一水硬铝石的溶出起到极大阻碍的作用，溶出 而液碱的生产方式决定了其价格居高不下的实际情况，而且其浓度一般较 率极低，而且并不因为时间的延长而有所增加。要想消除氧化钛对氧化铝的 低，只有 40％到 50％。在配置原矿浆的时候适当的添加石灰首先能有效的 溶出率的影响，我们认为最好的办法就是添加石灰。 提高碱浓度 ，因为石灰进入溶液后将和水作用生成熟石灰，即 CaO生成 而铁矿物杂质中针铁矿会与一水硬铝石进行同晶置换，针铁矿中的Fe Ca(OH)2的过程 。水量的减少将使得碱 的浓度变高。其次所生成的石灰乳 会被AL取代 ，形成铝针铁矿。在溶出温度为230至240~C时铝针铁矿很难溶 Ca(OH)2也是呈强碱性，这又使得碱的浓度进一步增高了，可谓一举两得 。 出，有研究表明针铁矿的存在会使氧化铝的溶出率降低2％至3％，最终造成 了碱和氧化铝的附碱损失加大。提高温度和添加石灰可以促使针铁矿变为赤 在实际生产的配料环节，石灰的配量是一个非常关键的指标。因为除了考量