氧化铝培训教程
一、 氧化铝的的用途
氧化铝生产中，产品主要以两种形态存在，一种为氧化铝AL2O3 ，另一种为氢氧化铝AL（OH）3 。
90%以上的氧化铝是供电解炼铝用。电解铝用外的氧化铝称为非冶金用氧化铝或多品种氧化铝。世界上非冶金用氧化铝发展十分迅速。并在电子、石油、化工、陶瓷、医药等领域取得广泛的应用。
氢氧化铝主要用于焙烧生产氧化铝，此外在牙膏、电缆阻燃剂、陶瓷中也广泛应用。
二、 氧化铝生产工艺
氧化铝生产过程中，主要反应议程式为：
Al2O3 + NaOH 溶 解 NaAlO2 + H2O
NaAlO2 NaOH+ Al（OH）3
Al（OH）3 Al2O3+ H2O
三、 氧化铝生产流程
氧化铝生产流程主要有烧结法、拜耳法、混联法三种。其中混联法是根据我国国情而独创的。
1、拜耳法：
拜耳法是KJBayer于1889~1892年提出的，帮称之为拜耳法，它适于处理低硅铝土矿，尤其是在处理三水铝石型铝土矿时，具有其他方法所无可比拟的优点。目前，全世界生产的氧化铝不氢氧化铝，有90%以上采用拜耳法生产的。
拜耳法特点：
适合高A/S矿石，A/S>9；
流程简单，能耗低，成本低；
产品质量好，纯度高。
下图中左边一列为拜耳法基本流程。
2、烧结法
碱石灰烧结法的基本原理是，使用权炉料中的氧化物经过高温烧结转变为铝酸钠（Na2O•Al2O3 ）、铁酸钠（Na2O•Fe2O3 ）、原硅酸钙（2CaO•SiO2 ）和钛酸钙（CaO•TiO2 ），用水或稀碱液溶出时，铝酸钠溶解进入溶液，铁酸钠水解为NaOH和Fe2O3• H2O沉淀，而原硅酸钙和钛酸钙不溶成为泥渣，分离除去泥渣后，得到铝酸钠溶液，再通入CO2进行碳酸化分解，便析出Al（OH）3，而碳分母液（主要万分为Na2CO3）。经蒸发浓缩后可返回配料烧结，循环使用。Al（OH）3经过焙烧即为产品Al2O3 。
碱石灰烧结法的特点：
1） 适合于低A/S矿，A/S3~6；
2） 流程复杂、能耗高、成本高；
3） 产品质量较拜耳法低。
下图中右边一列为拜耳法基本流程。
3、联合法
拜耳法和碱石灰烧结法是目前工业上生产氧化铝的主要方法，它们各有其优点和运用范围。而当生产规模较大时，采用拜耳法和烧结法的联合生产流程，可以兼有两种方法的优点，而消除其缺点，取得比单一的方法更好的经济效果，同时可以更充分利用铝矿资源。联合法可分为并联、串联和混联三种基本流程，它主要适用于A/S7~9的中低品位铝土矿。
我国六大氧化铝厂主要情况（2003年）
厂名 生产方法 投产时间 产量/万吨
山东铝厂
郑州铝厂
贵州铝厂
山西铝厂
中州铝厂
平果铝厂
总计 烧结法为主
混联法
混联法
混联法
烧结法为主
拜耳法
— 1954年
1965年
1978年
1987年
1992年
1995年
— 95.03
137.50
75.21
141.60
85.10
68.90
603.34
主要工序流程
1、脱硅原理
在铝酸钠溶出粗液中，二氧化碳主要以Na2SiO3化合物型形存在，它能与铝酸钠发生反应，生成固体沉淀物铝硅酸钠（Na2O•Al2O3•1.7SiO2•nH2O）和氢氧化钠。造成氧化铝和氧化钠的损失，是一种有害物质，它不仅影响产品氧化铝的质量，而且对碳酸化分解也存在不利的影响，为了提高碳分分解率和保证最终产品的质量，而且对碳酸化分解也存在不利的影响，为了提高碳分分解率和保证最终产品的质量，粗液必须进行脱硅处理。由于我厂采用的矿石含硅最高，故脱硅工序采用一次加热加压脱硅及硅渣分离后加石灰乳二次常压深度脱硅的工艺流程。
串联泵将粗液送入脱硅机内加温加压，使粗液中的SiO2达到过饱和状态，而转变成固相含水铝硅酸钠从溶液中沉淀析出，使一精A/S达到300以上。
2Na2SiO3+2NaAl(OH)4+aq Na2O•Al2O3•2SiO2•nH2O+4NaOH+aq
2、高压工艺流程图
由原料磨工序送来的原矿浆进入料浆预脱硅槽，进行加热预脱硅，然后用高压隔膜泵送入溶出系统，料浆首先经脉冲缓冲器进入五级用二次蒸汽间接加热的套管预热器，温度从95℃预热至160℃，再经过一台脉冲器进入五级用二次蒸汽间接加热的压煮器中加热至220℃左右，随后进入反应压煮器中用高压新蒸汽间接加热至260℃，使矿石中的氧化铝在此溶出条件下充分溶出。
溶出矿浆经十级矿浆自蒸发器闪蒸，使温度从260℃降至130℃，十级自蒸发器产生的二次蒸汽分别进入相应的一至十级预热器中，用来预热矿浆，末级自蒸发器出来的矿浆与一洗沉降槽来的洗液在稀释槽内汇合，稀释后铝酸钠溶液Na2Ok168g/l。
3、蒸发工作原理
母液蒸发过程的实质是相变过程，一方面溶液吸收加热管壁传递过来的热能、温度升高、在一定的压力（或真空）下，达其沸点，其中的水份吸热汽化。另一方面加热蒸汽和溶液间温度差的存在，蒸汽通过加热管壁释放出热能变化成水。新蒸汽源源不断地供给；蒸汽冷凝水以及溶液蒸发的二次汽的排除，得以保证蒸发过程连续不断的进行。
