第一講 B氧化鋁生產(chǎn)基礎(chǔ)知識(shí)

四.

鋁土礦及其它鋁礦石

1.

主要含鋁礦物

1).鋁的存在

地殼中元素Al含量居第三位,僅次于氧和硅兩元素平均含量為8.8%.在金屬元素中Al居第一位.

Al的性質(zhì)活潑,自然界中以化合物形態(tài)存在,地殼中含Al礦物約250種,約40%以鋁硅酸鹽形式存在.2).主要含鋁礦物

主要是:*三水鋁石型Al2O3.3H2O*一水軟鋁石型Al2O3.H2O或γ-AlOOH*一水硬鋁石型Al2O3.H2O或者說α-AlOOH

*明礬石礦:

(Na,K)2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3

*霞石(Na,K)2O.Al2O3.2SiO2*高嶺土.粘土Al2O3.2SiO2.2H2O2.

鋁土礦組成

主要是:

Al2O330—80%Al30%左右其它為雜質(zhì):

SiO2,

Fe2O3(Fe3O4,

FeO),TiO2,CaCO3,MgCO3以及K,Na,Cr,V,Ga,P,F,Zn和一些元素的化合物,有機(jī)物等.

SiO2:SiO2能溶于堿強(qiáng)堿溶液中,對(duì)拜耳法生產(chǎn)很有害,故要進(jìn)行脫硅,硅的含影響鋁錠質(zhì)量.Fe2O3:含量2—25%,堿法生產(chǎn)氧化鋁,Fe2O3不與堿性溶液作用而進(jìn)入殘?jiān)?殘?jiān)虺始t色故稱赤泥.TiO2:以銳鈦礦和金紅石存在.Ga:含量少0.01—0.001%,生產(chǎn)中在分解母液中循環(huán)積累,世界90%的鎵從氧化鋁生產(chǎn)中提取.3.

鋁土礦的外觀

鋁土礦的外觀,顏色和結(jié)構(gòu)由礦物組成和化學(xué)成分而定其可以從白色到赭色之間的一切顏色,含鐵量高的呈紅色,含鐵量低的呈白色.

礦石結(jié)構(gòu)有土狀,致密狀和豆面狀.

三水鋁石呈松散碎屑狀,一水硬鋁石呈石質(zhì)塊狀.4.

鋁土礦的用途

主要是:1).鋁生產(chǎn)主要原料占95%左右.2).耐火材料生產(chǎn).3).人造剛玉,磨料.4).水泥等.5.

衡量鋁土礦質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)

1).鋁硅比A/SAl2O3質(zhì)量/SiO2質(zhì)量之比其值愈大愈好.

A/S>10以上為優(yōu)質(zhì)鋁土礦

A/S>7

拜耳法生產(chǎn)

A/S<5

燒結(jié)法生產(chǎn)2).Al2O3含量(品位)指鋁土礦中Al2O3的含量.3).礦物類型其對(duì)Al2O3的可溶性影響甚大,三水鋁石最易為苛性堿溶出,一水軟鋁石次之,一水硬鋁石溶出條件較苛刻.4).鋁土礦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

YB123—62標(biāo)準(zhǔn)6.國內(nèi)鋁土礦資源

國內(nèi)鋁土礦資源分布相對(duì)集中，主要分布在山西、河南、廣西、貴州4省區(qū)，其資源儲(chǔ)量占全國的90.26%，其中山西占35.9%、河南占20.6%、廣西占18.37%、貴州占15.39%。另外，重慶、山東、云南、河北、四川、海南等15個(gè)省市也有一定的資源儲(chǔ)量，但其僅占全國的10%。鋁土礦資源儲(chǔ)量為32.23×100000000t，在世界上居第七位。

主要特點(diǎn):*高鋁,高硅,低鐵.*礦床類型以沉積型為主，一是沉積型一水硬鋁石礦床，二是堆積型一水硬鋁石礦床。*礦床規(guī)模以大、中型為主。*礦石以難溶的一水硬鋁石型為主。*鋁硅比偏低貴州鋁土礦:一水硬鋁石+高嶺石型

Al2O3品位50--70%左右

A/S:5--107.

國外鋁土礦資源

80%集中在幾內(nèi)亞,澳大利亞,巴西等處于熱帶及亞熱帶國家.主要為三水鋁石型,多為優(yōu)質(zhì)鋁土礦,A/S大于10,有的高達(dá)54(幾內(nèi)亞),但Fe2O3一般較高,SiO2含量低.五.

氧化鋁生產(chǎn)方法概述

從鋁土礦分離出氧化鋁的過程.主要方法:堿法、酸法和電熱法.1.

堿法生產(chǎn)氧化鋁

按生產(chǎn)過程特點(diǎn)又分:拜耳法,燒結(jié)法和聯(lián)合法.工業(yè)上幾乎全部采用堿法生產(chǎn)氧化鋁.2.

酸法生產(chǎn)氧化鋁

用H2SO4,HNO3,HCl處理鋁土礦得到該酸的鋁鹽酸水溶液,再用堿中和這些鹽的水溶液,使Al(OH)3析出,焙燒Al(OH)3或各種鹽的水合物晶體得Al2O3.3.

電熱法生產(chǎn)氧化鋁

用電爐熔煉鋁礦石和碳的混合物,使礦石中的SiO2,

Fe2O3(Fe3O4,FeO),TiO2等雜質(zhì)還原形成硅合金,而Al2O3呈熔融態(tài)爐渣而上浮和雜質(zhì)分離,再用堿法處理爐渣而得Al2O3.

六.

拜耳法原理及基本工藝流程

1.

基本原理

用苛性堿溶出鋁土礦中的Al2O3,使Al2O3變?yōu)榭扇苡谒匿X酸鈉溶液而與其它雜質(zhì)分離,對(duì)該溶液降溫,加晶種攪拌分解出Al(OH)3,分解母液則循環(huán)處理另一批鋁土礦.Al(OH)3焙燒即得Al2O3。Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aqNaAL(OH)4+aq2.工藝系統(tǒng)構(gòu)成

(見流程圖1)3.基本工藝流程

1).原礦漿制備2).溶出3).溶出礦漿的稀釋及赤泥分離和洗滌4).晶種分解5).Al(OH)3分級(jí)與洗滌6).Al(OH)3焙燒7).母液蒸發(fā)和蘇打苛性化

流程圖2.doc

八.

選礦拜耳法.聯(lián)合法基本工藝流程

1.

選礦拜耳法

礦石=有用礦物+脈石礦石類型:自然礦石,氧化礦,硫化礦和混合礦.從礦石中分離出脈石(部分)的過程即選礦.選礦目的:除去部分脈石或雜質(zhì)達(dá)到拜耳法生產(chǎn)工藝要求.經(jīng)過選礦后得到的礦石稱精礦.選礦的方法:物理法和化學(xué)法.

物理法:重力沉降,旋風(fēng)分離,洗滌分離過濾分離,磁力分離,離心分離等化學(xué)法:向礦石中加入某種溶劑使礦石中的雜質(zhì)形成溶液而分離.九.氧化鋁生產(chǎn)工藝方法的確定

氧化鋁生產(chǎn)方法和合理的工藝設(shè)備流程的選擇取決于許多因素，其中主要是：1)鋁硅比，即礦石中Al2O3對(duì)SiO2的質(zhì)量比；2)原料中硫化物、碳酸鹽和有機(jī)物的含量；3)鋁化合物和硅化合物的組成；4)氧化鐵含量。其亞：常壓預(yù)脫硅和管道化間接加熱加停留罐的溶出工藝；原礦漿磨制采用棒磨－球磨＋水力旋流器分級(jí)的磨礦工藝；采用高濃