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氧化鋁生產(chǎn)工藝

拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的基本原則如下：

（1） 用NaOH溶液溶解鋁土礦，在加入種子或連續(xù)攪拌的條件下，將所得的鋁酸鈉溶液中的氧化鋁分離出氫氧化鋁，即種子沉淀過程。

（2） 分解后，母液 經(jīng)蒸發(fā)濃縮后即可在高溫下溶解出新的鋁土礦，即溶解過程。

交替使用這兩個過程，您可以通過處理每批礦石獲得一批氫氧化鋁，這構(gòu)成了所謂的拜耳工藝循環(huán)。

反應(yīng)方程式如下：

Al 2 O 3 （1or3 ）H 2 O + 2NaOH + aq 2 NaAl（OH）4 + aq

流程介紹

鋁土礦是以鋁水合物為主要成分的復(fù)合硅鋁酸鹽礦石，其主要化學(xué)成分為：Al 2 O 3，SiO 2，F(xiàn)e 2 O 3，TiO 2，少量CaO 和MgO硫化物，微量化合物鎵，釩，磷，鉻等元素。工業(yè)鋁酸鈉的主要成分是NaAl（OH）4，NaOH，Na 2 CO 3，Na 2 SiO 4等。一般來說，NaAl（OH）4中的 Na 2 O  稱為化合物堿，在NaOH中稱為Na 2 O 作為游離堿和Na2 CO 3  稱為碳酸堿。碳酸堿和苛性堿統(tǒng)稱為總堿。

（1） 用NaOH溶液溶解鋁土礦，在加入種子或連續(xù)攪拌的條件下，將所得的鋁酸鈉溶液中的氧化鋁分離出氫氧化鋁，即種子沉淀過程。

（3） 分解后，母溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后即可在高溫下溶解出新的鋁土礦，即溶解過程。

在高壓消解前，將原漿在90℃攪拌6~10h，加入氫氧化鋁硅酸鹽，盡可能將硅礦物轉(zhuǎn)化為硅渣。該過程稱為預(yù)脫硅。

種子沉淀是在冷卻，播種，攪拌條件下使鋁酸鈉溶液分解，得到具有一定性能的氫氧化鋁產(chǎn)品和高分子量的母液用作鋁土礦消化的循環(huán)母液。

蒸發(fā)的主要目的如下： 

（1） 在維持循環(huán)系統(tǒng)平衡的過程中消除多余的水分。

（2） 蒸發(fā)和冷凝母液，直至其濃度達(dá)到鋁土礦消化（母液）或原漿（碳酸鹽母液）的制備要求濃度;

（3）消除生產(chǎn)過程中積累的雜質(zhì)。

換熱器類型

氧化鋁生產(chǎn)的拜耳法：用NaOH溶液溶解鋁土礦，在加入種子或連續(xù)攪拌的條件下，將鋁酸鈉溶液中的氧化鋁分離出氫氧化鋁，該過程中使用的熱交換設(shè)備如下：

預(yù)熱器：將原漿加熱至90℃，從紙漿中除去硅。

冷凝器：在高壓溶解后冷卻原漿，用于紙漿稀釋。

板式換熱器：加熱精制鋁酸鈉溶液，分離得到更多的母液。

蒸發(fā)器：蒸發(fā)和冷凝整個過程中產(chǎn)生的母液，可用于在高溫下溶出新的鋁土礦，實現(xiàn)母液的循環(huán)收集。

由于鋁酸鈉，氫氧化鈉，碳酸鈉，硅酸鈉和紙漿中的其他物質(zhì)，所選的熱交換材料應(yīng)耐堿（如鎳），而推薦的預(yù)熱器和冷凝器應(yīng)采用管式，以防止紙漿中的顆粒和粘合劑硅鋁阻塞機(jī)器。

母液可含有鈉離子，鋁離子，硅離子，鈣離子，鎂離子，鐵離子，鈦離子，硫離子等。