氧化铝生产工艺复习资料

铝土矿是目前氧化铝生产中最主要的原料，主要成分为Al2O3，SiO2，Fe2O3，TiO2等，氧化铝主要以三水铝石，一水软铝石，或一水硬铝石状态存在，按氧化铝水合物类型可分为三水铝石型，一水软铝石型，一水硬铝石型或各种混合型

衡量铝土矿质量的标准为:铝硅比、氧化铝含量、矿物类型。铝硅比是指矿石中Al2O3含量与SiO2含量的质量比. 我国铝土矿的主要特点:是高铝、高硅、低铁的一水硬铝石型铝土矿。

生产氧化铝的方法:有碱法、酸法、酸碱联合法、热法。在工业上得到应用的只有 碱法 ，其重要的中间产物是铝酸钠溶液；碱法生产氧化铝主要有拜耳法、碱石灰烧结法和拜耳-烧结联合法，联合法流程有串联、并联和混联。

电解炼铝用的氧化铝必须在氧化铝的纯度和氧化铝的物理性质上符合一定的质量要求。

硅量指数是指铝酸钠溶液中Al2O3与SiO2的质量比，以A/S表示。

拜耳法的循环效率指一吨Na2O在一次拜耳法循环中所产出的Al2O3的量（吨），用E表示，E的数值越高说明碱的利用率越好。E=1.645×(MRm-MRa)/MRm·MRa 拜耳法的循环碱量:指生产一吨氧化铝在循环母液中所必须含有的碱量（不包括碱损失），它是循环效率的倒数。 铝酸钠溶液的分子比（苛性比值）是指:铝酸钠溶液中Na2O与Al2O3的摩尔比，它表示铝酸钠溶液中氧化铝的饱和程度和稳定性。MR=1.645×[Na2O]/[Al2O3] 铝酸钠溶液中的碱分为:苛性碱NaO k、碳酸碱NaO c和硫酸碱NaO s:苛性碱NaO k和碳酸碱NaO c 的和称为全碱NaO T 氧化铝实际溶出率：铝土矿与NaOH反应实际溶出到溶液中的Al2O3量与铝土矿中Al2O3总量之比

矿A矿Q泥A泥

实 

QQ100%

(A/S)矿（A/S)泥

矿A矿

(A/S)100%

矿

氧化铝理论溶出率：理论上矿石中可以溶出的Al2O3量与矿石中Al2O3总量之比。 S

理

A

A

100%（1

1

A/S

)100%氧化铝相对溶出率：氧化铝实际溶出率与理论溶出率之比

实（A/S)矿(A/S)泥

相 100%理（A/S)矿1

赤泥的产出率：每处理1t铝土矿所生成的赤泥量



S

矿泥



泥

碱耗：铝土矿溶出过程，每溶出1tAl2O3所损失的碱量

[Na 2O].608S损失

0AS1000608

A/S1

kgNa2O/tAl2O3)铝酸钠溶液的稳定性通常是用从过饱和的铝酸钠溶液开始分解析出氢氧化铝所需时间的长短来衡量的。

配料分子比指:预期矿石中Al2O3充分溶出时，溶出液所应达到的分子比

氢氧化铝晶粒附聚：就是在范德华力、自粘力、附着力以及毛细管力和物质之间的紧密接触而形成的表面张力等力的作用下，氢氧化铝晶粒自发和定向的连接在一起的现象。

拜耳法溶出工艺目前分为:压煮器和管道化两大类溶出技术，其中管道化溶出技术是目前比较先进的溶出技术，根据我国一水硬铝石铝土矿的溶出特点，我国形成了具有自主知识产权的管道预热-停留罐溶出技术

一水碳酸钠的苛化是在拜耳法生产过程中，由于苛性碱与矿石中的碳酸盐以及空气中的二氧化碳作用的结果，母液每一次循环都有一部分苛性碱变成了一水碳酸钠。使这部分一水碳酸钠从新变成苛性碱称为一水碳酸钠的苛化。

熟料溶出的副反应指在熟料溶出过程中赤泥中的原硅酸钙2CaO·SiO2可以与铝酸钠溶液发生一系列的化学反应，使已溶出来的Na2O和Al2O3又有一部分重新转入赤泥而损失。这些反应称为二次反应或副反应。二次反应所造成的Na2O和Al2O3的损失称为二次反应损失或副反应损失。 熟料溶出二次反应的主要产物是 水合铝硅酸钠、水化石榴石。

我国碱石灰烧结法采用:低苛性比值、高碳酸钠浓度、二段磨料溶出工艺。 碱比、钙比：碱石灰烧结法生料配方中，[N]/([A]+[F])称为碱比；[C]/[S]称为钙比。

饱和配方是指在烧结法配料过程中采用碱比等于1，钙比等于2的炉料配方称为饱和配方。在碱石灰烧结法生产氧化铝时，我国采用低碱高钙配方，这和我国生料掺煤工艺相符合。

判断熟料质量好坏的标准有:标准溶出率、熟料的密度和粒度、负二价硫含量S2-。衡量熟料溶出过程好坏的标志是净溶出率 

AlCaO熟2O3熟Al2O3泥

CaO

A净

泥Al100%2O3熟



回转窑熟料烧结时，根据物料沿窑长的温度变化分为窑体分为:烘干带、预热带、分解带、烧成带、冷却带五个带。 烘干带：脱附着水干燥。

窑气800→250℃，炉料80 →200℃ 预热带：脱结晶水，Na2SO4开始分解 窑气1200→800℃，炉料200 →750℃ 分解带:Na2CO3+Al2O3→ Na2O•Al2O3+CO2↑ Na2CO3+Fe2O3→ Na2O•Fe2O3+CO2↑

Na2CO3+Al2O3•2SiO2→ Na2O•Al2O3•2SiO2+ CO2↑

窑气1400→1200℃，炉料750 →1200℃ 烧成带:

2CaO+Na2O•Al2O3•2SiO2→Na2O•Al2O3+2CaO•SiO2 窑气1500℃以上 ，炉料1250-1300℃ 冷却带：熟料逐渐冷却到900-1000 ℃ 左右经下料口进入冷却机

碱石灰烧结法生产氧化铝的基本原理

将铝土矿与一定数量的苏打、石灰、循环母液配成炉料，在回转窑内进行高温烧结，炉料中的Al2O3与Na2CO3反应生成易溶于水或稀碱溶液的铝酸钠 (Na2O•Al2O3)，杂质氧化铁生成易水解的铁酸钠(Na2O•Fe2O3)，二氧化硅和氧化钛分别生成不溶性的原硅酸钙(2CaO•SiO2)和钛酸钙(CaO•TiO2) 。将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na2O·Al2O3便进入溶液，Na2O·Fe2O3水解放出碱，原硅酸钙(2CaO•SiO2)和钛酸钙(CaO•TiO2)不溶进入赤泥，从而实现杂质矿物与有用矿物的分离。

拜耳法基本原理和方法：

拜耳法生产Al2O3的四个组要工序: 1:铝土矿的溶出2:铝酸钠溶液的稀释3:晶种分解4:分解母液蒸发

拜耳法循环从铝土矿的溶出开始，溶出初温为30℃，终温为200℃。在此温度范围内实现溶出、稀释分解、蒸发过程。 A点：循环母液的组成点 AB线：溶出线 BC线：稀释线CD线：分解线 DA线：蒸发线 拜耳循环：

ABCDA

拜耳法生产氧化铝的基本原理：用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的一批铝土矿。 实质：

Al2O3(13)H2O+2NaOH+aq2NaAl(OH)4+aq 拜耳法生产氧化铝的基本流程：原矿浆制备、高压溶出、溶出矿浆的稀释及赤泥的分离洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发及苏打苛化。 碱石灰烧结法生产氧化铝的基本流程及各工序的作用：原料准备、熟料烧结、熟料溶出、脱硅、碳酸化分解、焙烧、分解母液蒸发

我国铝土矿碱石灰烧结法为什么采用低碱高钙配方：低碱配方: 熟料烧结在高温下能满足Na2O·Al2O3和 Na2O·Fe2O3的优先生成，能保证Al2O3的溶出；

生料加煤排硫结果使一部分Fe2O3转变为FeS;在烧结过程中还生成一种铁的化合物(CaO·Al2O3·Fe2O3 )，且这一相比较稳定. 高钙配方：能够保证2CaO·SiO2和CaO·TiO2的生成；多余的钙能够分解三元化合物Na2O·Al2O3·SiO2

Na2O·Al2O3·SiO2+2CaO=Na2O·Al2O3+2CaO·SiO2

低碱高钙配方优点：1:碱耗低2:赤泥的稳定性能比较好3：能保证碱和氧化铝的溶出率

在碱石灰烧结法生产氧化铝时，我国采用 低碱高钙配方，这和我国 生料掺煤 工艺相符合。

铝土矿主要矿物在拜耳法的溶出行为、主要危害及防治措施

氧化铝及其水合物:氧化铝水合物在溶出条件下与循环母液中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液中

Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq2NaAl(OH)4+aq

含硅矿物:含硅矿物与碱反应，首先分解成铝酸钠和硅酸钠进入溶液，然后当硅酸钠浓度达一定值后与铝酸钠溶液反应生成水合铝硅酸钠（钠硅渣）进入赤泥。 Al2O3·2SiO2·2H2O+6NaOH+aq→2NaAl(OH)4+2NaH2SiO4+aq 溶解反应 2NaAl(OH)4+xNaH2SiO4+aq→Na2O·Al2O3·xSiO2·nH2O+2xNaOH+aq 脱硅反应 产生的主要危害是造成氧化铝和氧化钠的损失，在加热设备和管道上产生结疤，降低传热系数，阻塞管道。防治措施是在原矿浆进入高压溶出器前的预热阶段进行预脱硅。

含铁矿物:铝土矿中的赤铁矿在拜耳法溶出过

称中不与苛性碱反应，直接进入赤泥，对溶出过程不产生影响；而针铁矿在拜耳法溶出过称中会部分进入溶液，形成高度分散的细微粒子，影响赤泥的沉降和过滤性能。溶出过程可以通过添加CaO将针铁矿转变为赤铁矿而消除不利影响。

含钛矿物:TiO2不影响三水铝石的溶出。而在

溶出一水硬铝石型铝土矿时，不添加石灰，氧化钛与碱作用生成致密的钛酸钠保护膜，降低氧化铝的溶出率。通过添加石灰，使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙：2CaO＋TiO2=2CaO·TiO2，消除生成钛酸钠保护膜的影响。

溶出过程添加石灰的作用:消除铝土矿TiO2的不良影响，避免了钛酸钠的生成、提高氧化铝的溶出速率、促进针铁矿转变为赤铁矿，改善赤泥沉降性能、降低碱耗、清除杂质

影响铝土矿溶出过程的因素并简要说明影响规律:1溶出温度的影响2搅拌强度的影响3循环母液碱浓度的影响4配料分子比的影响5矿石磨细程度影响6溶出时间的影响

熟料溶出过程的主要反应 铝酸钠（Na2O·Al2O3）

Na2O·Al2O3+4H2O+aq=2NaAl(OH)4+aq 铁酸钠（Na2O·Fe2O3）

Na2O·Fe2O3+4H2O+aq=2Na(OH)+Fe2O3·3H2Oaq

原硅酸钙（2CaO·SiO2） 与NaOH、Na2CO3、NaAl(OH)4发生一系列的二次反应，是造成熟料中Na2O和Al2O3损失的主要原因 钛酸钙（CaO·TiO2）:熟料中的钛酸钙溶出时不发生任何反应，残留于赤泥中 减少二次反应损失的措施:

低分子比（即低岢性比值）溶出后铝酸钠溶液的分子比控制在1.25左右，以减小溶液中游离苛性碱浓度。高碳酸碱浓度。溶液中Na2Oc浓度保持不大于30g/L，是溶液组成位于苛化曲线上部CaCO3平衡区。低温度溶出。在不显著影响赤泥沉降速度的条件下采取偏低的溶出温度78-82℃。二段磨溶出工艺。采用两段湿磨溶出，快速分离赤泥，缩短赤泥与溶液的接触时间，以减少原硅酸钙的分解。 赤泥分离洗涤的步骤:

赤泥浆液稀释、沉降分离、赤泥反向洗涤、粗液控制过滤

拜耳法赤泥浆液稀释的作用:

降低铝酸钠溶出液的浓度，便于晶种分解、降低铝酸钠溶液的黏度，加速赤泥沉降分离、促使铝酸钠溶液进一步脱硅、有利于稳定沉降槽的操作

生产设备和运输管道产生结疤现象： 结疤部位：溶出工序、分解工序、蒸发工序及各工序间的连接管道或设备 结疤危害：降低传热系数，堵塞管道，增加能耗和清理工作

氧化铝生产中硅的危害:

引起Al2O3和Na2O的损失：水和铝硅酸钠（Na2O•Al2O3•2SiO2•nH2O）水化石榴石（3CaO•Al2O3•xSiO2•yH2O）影响氢氧化铝产品质量，不利于电解铝所用原料的要求： 产品中SiO2含量高，与电解质中的AlF3反应生成SiF4，造成电解质损失和环境污染 影响赤泥的沉降分离：增大赤泥量，形成极分散的细悬浮体

碱石灰烧结法铝酸钠溶液脱硅的目的： 在熟料溶出过程中，粗液中的SiO2主要来源于β-2CaO·SiO2与NaOH、Na2CO3和NaAl(OH)4反应，而使较多的SiO2进入溶液。粗液中Al2O3浓度约120g/L， SiO2为4.5-6g/L（溶液硅量指数为20-30），比SiO2平衡浓度高出许多倍，这些SiO2是极不稳定的，由于在溶液中是过饱和的，分解时大部分析出进入氢氧化铝产品，影响产品质量。因此，铝酸钠分解前必须设置专门的脱硅过程，使溶液中硅尽可能转变为固相从铝酸钠溶液中分离出来。经过脱硅净化处理的铝酸钠溶液的硅量指数一般要求大于400，浮游物不大于0.012克/升。

碱石灰烧结法脱硅流程：“两段脱硅流程” 一段脱硅：不添加石灰，使溶液中SiO2成为水合铝硅酸钠结晶析出，脱硅后溶液A/S为400左右 。二段脱硅：添加石灰，使溶液中SiO2成为水化石榴石结晶析出，脱硅后溶液A/S达到1000-1500左。 工业上为了减少CaO和Al2O3的损失，通常在一段脱硅将大部分的SiO2成为水合铝硅酸钠分离后，再添加石灰使剩余的SiO2呈水化石榴石进行深度脱硅。 铝酸钠溶液晶种分解过程的机理： 在工业生产条件下，分解过程就是在添加大量晶种的条件下进行的分解反应。

Al(OH)4-+xAl(OH)3→(x+1)Al(OH)3+OH-

但铝酸钠溶液中的种分过程不只是单纯的晶种长大，同时还有一些其它极为复杂的物理化学变化，其中包括：氢氧化铝晶体的长大，氢氧化铝晶种的附聚，次生晶核的形成，氧化铝晶粒的破裂和磨损。分

解过程，这些作用往往同时发生，只是不同的条件下发生的程度不同。氢氧化铝的粒度分布就是这些作用综合的结果。 晶种分解温度制度：温度直接影响铝酸钠溶液的稳定性，分解速度，分解率以及氧化铝粒度。所以温度是晶种分解的重要因素之一。工业上生产砂状氧化铝，通常采用将铝酸钠溶液逐渐冷却的变温分解制度，即分解初期较快地降温，分解后期则降慢。这有利于在较高的分解率的条件下，获得质量较好的氢氧化铝。 生产砂状氧化铝的拜耳法厂，分解初温一般控制在70-85℃，末温 为60 ℃。

铝酸钠溶液碳酸化分解的原理：铝酸钠溶液碳酸化分解是同时存在气、液、固三相的多相反应过程。CO2为铝酸钠溶液吸收，使苛性碱中和NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

氢氧化铝的析出NaAl(OH)4=NaOH+Al(OH)3

水合铝硅酸钠的结晶析出

水合碳铝酸钠的生成和破坏，并在碳酸化分解终了时沉淀析出

2Na2CO3+2Al(OH)3=Na2O·Al2O3·2CO2·2H2O+NaOH

碳酸化分解氢氧化铝结晶形成同晶种分解一样包括四个过程：次生晶核的生成，Al(OH)3晶粒的破裂与磨蚀， Al(OH)3晶体的长大和Al(OH)3晶粒的附聚。 碱石灰烧结法中，为获得粒度较粗、强度较大和杂质含量低的氢氧化铝，在碳酸化分解过程应采取的措施： 将粗液充分脱硅，并根据其硅量指数控制适当的分解率。精液的硅量指数越高，可以达到的分解率也越高。在较高的温度下进行碳分。提高分解温度，有利于氢氧化铝晶体的长大，减少其吸附碱和氧化硅的能力，便于分离洗涤。采用纯度高、浓度高的CO2气体进行碳酸化，分解速度快，分解时间短，分解槽产能高；CO2与Na2O起中和反应及Al(OH)3结晶析出所放出的热量，足以维持碳酸化过程在较高温度下进行，有利于Al(OH)3粒度长大。在碳分前期强烈搅拌溶液，后期则降低搅拌强度。搅拌可使溶液成分均匀，避免局部碳酸化，并有利于晶体长大，得到粒度较粗和碱含量较低的氢氧化铝。搅拌可以减轻碳分槽内

的结垢和沉淀。添加适量晶种。预先往精液中添加一定数量的晶种，在碳酸化分解初期不致生成分散度大，吸附能力强的氢氧化铝，减少它对SiO2的吸附，所得氢氧化铝的杂质含量减少而晶体结构和粒度组成也有改善。

拜耳法和碱石灰烧结法的异同 相同点：均属于碱法生产氧化铝，它们生产氧化铝的基本过程相同。

不同点：从原料角度、从原理角度、从流程角度、从能耗角度、从产品质量角度、从经济成本角度

组成上：拜耳法：铝硅酸盐、铁的化合物、钠酸盐、烧结法：Fe2O•1H2O、硫化铁、钠酸钙、水化石榴石、水合铝硅酸钠、 物理性质上：拜耳法：赤泥粒度细、液固比高、呈高温浆状、烧结法：赤泥液固比底、呈较低温度乳液状

拜耳法流程简单，能耗低，产品质量好，处理优质铝土矿时产品成本最低，但随着矿石铝硅比降低，氧化铝回收率下降，碱耗上升，成本增加。烧结法流程比较复杂，能耗大，单位产品的投资和成本较高，产品质量一般不如拜耳法，但能有效地处理铝硅比低的高硅铝土矿，对中等品位的铝土矿来说，采用拜耳法和烧结法的联合生产流程，可以兼收两种方法的优点，取得较的拜耳法或烧结法更好的经济效果，同时使铝土矿资源得到更充分的利用 拜耳法生产氧化铝的配料计算 已知：矿石组成：A%，S矿%，T%，C矿% 循环母液：nk g/L，a g/L 石灰：添加量为干矿石量的w%，C灰%，S灰% 赤泥中碱硅比：Na2O:SiO2=b% Al2O3实际溶出率：ηA 配料分子比：MR

每吨铝土矿需要的循环母液量

V

[0.608AAMR(S矿S灰W%)b1.41(C矿C灰W%)]1000

nk

1、我国铝土矿的主要特点是:高铝、高硅、低铁一水硬铝石型铝土矿 。

2、电解炼铝对氧化铝的质量要求：一是氧化铝的纯度，二是氧化铝的物理性质. 3、生产氧化铝的方法有碱法、酸法、酸碱联合法、热法 。在工业上得到应用的只有 碱法 ，其重要的中间产物是铝酸钠溶液；碱法生产氧化铝主要有拜耳法、碱石灰烧结法和拜耳-烧结联合法，联合法流程有串联、并联和混联。

4、铝土矿是目前氧化铝生产中最主要的原料，主要成分为Al2O3，SiO2，Fe2O3，TiO2等，氧化铝主要以三水铝石，一水软铝石，或一水硬铝石状态存在，按氧化铝水合物类型可分为三水铝石型，一水软铝石型，一水硬铝石型或各种混合型 。 5、衡量铝土矿质量的标准为：铝硅比、铝土矿氧化铝含量、铝土矿矿物类型。铝硅比是指矿石中Al2O3含量与SiO2含量的质量比。

6、清理结巴的方法：机械清理，火焰清理，高压水清洗和酸洗等方法。 7、氢氧化铝煅烧是在高温下脱去氢氧化铝含有的附着水（100~110℃）和结晶水（130~190℃），转变晶型（1200℃），制取符合要求的氧化铝的工艺过程。 8、根据物料在回转窑焙烧发生的物理化学变化：烘干，脱水预热，焙烧，冷却带。 9、根据物料沿窑长的温度变化可以将窑划分为：蒸发带，预热带，分解带，烧成带，冷却带。

10、熟料质量是用其中有用成分的：标准溶出率，密度，块度，和S2-

含量来表示。 11、铝土矿熟料的最后矿物组成主要是:铝酸钠，铁酸钠，硅酸二钙和钛酸钙。 12、我过采用低碱高钙配方，即碱比2。

14、配料包含：碱比，钙比，铁铝比，铝硅比，水分含量，固定碳含量，生料浆细度。

15、拜耳法的基本流程：原矿桨制备，高压溶出，溶出矿浆的稀释及赤泥的分离和洗涤，晶种分解，氢氧化铝分级与洗涤，氢氧化铝焙烧，母液蒸发及苏打苛化等。

16、赤泥沉降主要指标，沉降性能和压缩性能。

17、工业生产上采用将溶液逐渐冷却的变温分解制度，分解初期较快的降温，分解后期则缓慢。

18、烧结法的基本流程: 原料制备，熟料烧结， 熟料溶出， 脱硅， 碳酸化分解， 焙烧， 分解蒸发母液。 名词解释

1、铝硅比：矿石中Al2O3与SiO2的质量比，以A/S表示。

2、铝酸钠溶液的分子比（苛性比值）是指铝酸钠溶液中Na2O与Al2O3的摩尔比，它表示铝酸钠溶液中氧化铝的饱和程度和稳定性。 MR=1.645×[Na2O]/[Al2O3] 3、铝酸钠溶液的稳定性:通常是用从过饱和的铝酸钠溶液开始分解析出氢氧化铝所需时间的长短来衡量的。 铝酸钠溶液过饱和程度越大，其稳定性也越低， 4、硅量指数:指铝酸钠溶液中Al2O3与SiO2的质量比，以A/S表示。

5、拜耳法的循环碱量:指生产一吨氧化铝在循环母液中所必须含有的碱量（不包括碱损失），它是循环效率的倒数。 6、拜耳法的循环效率:指一吨Na2O在一次拜耳法循环中所产出的Al2O3的量（吨），用E表示，E的数值越高说明碱的利用率越好。

7、溶出率：实际反应后进入到铝酸钠溶液中的Al2O3与原料铝土矿中Al2O3总量之比。

8、附聚：就是在范德华力，自粘力，附着力，以及毛细管力和物质之间的紧密接触而形成的表面张力等力的作用下，微粒物质自发和定向的连接在一起的现象。 9、晶种系数定义是：添加晶种中Al2O3含量与溶液中Al2O3含量的比值，也有用晶种的绝对数量（g/L)来表示的。 10、氧化铝煅烧：是在高温下脱去氢氧化铝所含有的附着水和结晶水发生分解反应，生成氧化铝，转变晶型，制取符合要求的氧化铝的工艺

11、饱和配方：生产上把化学反应所需理论量计算出的配方，叫饱和配方，或正碱，

正钙比，即碱比=1，钙比=2.

12、烧成温度：在得到正烧结熟料和过烧结熟料之间的温度范围。

13、二次反应：在熟料溶出过程中，赤泥中原硅酸钙（2CaO·SiO2），可以与铝酸钠溶液中的NaOH，Na2CO3等发生一系列的反应而使已经溶出的Al2O3和Na2O又有一部分重新进入赤泥而损失，这些反应叫二次反应。

14、所谓介稳状态：是指溶液中的SiO2在热力学上虽属于不稳定，但在不加含水铝硅酸钠作为晶种时，经长时间搅拌仍不至于结晶析出的状态。

15、配料分子比：预期矿石中的氧化铝充分溶出后，溶出液所达到的分子比。 16、碳分分解率：碳分分解率：在碳分分解过程中，分解析出的Al2O3量与原始溶液中Al2O3量之比。

17、铝酸钠的稳定性：是指从过饱和的铝酸钠溶液中开始析出氢氧化铝所需时间的长短。

18、分子比：预估矿石中氧化铝充分溶出后溶出液所能达到的分子比。 简答

1、溶出矿浆稀释的作用（目的）和分离洗涤的步骤：

作用：①降低溶出矿浆的稳定性，促进铝酸钠溶液发生分解。

②溶出后的矿浆要进行赤泥沉降分离，对溶出矿浆进行稀释，可降低铝酸钠溶液的黏度，以便于赤泥的沉降分离。 ③促使铝酸钠溶液进一步脱硅，由于铝酸钠溶液中氧化硅的平衡浓度随氧化铝浓度的升高而增大，为了保证AH的质量，必须要求精液中氧化硅的硅量指数在3·0以上，对铝酸钠溶液的稀释会降低SiO2的平衡浓度，加上大量赤泥作种子，使溶液发生脱硅反应。

步骤：①赤泥浆液稀释；②沉降分离；③赤泥反向洗涤；④粗液控制过滤。 2、影响铝土矿溶出过程的因素： ①溶出温度的影响；②搅拌强度的影响 ；③循环母液碱浓度的影响 ；④配料分子比的影响 ；⑥矿石磨细程度影响 ；⑦溶

出时间的影响 ；⑧铝土矿的预处理⑨其他添加剂。

3、溶出过程中添加CaO的作用：①消除了铝土矿中TiO2的不良影响，避免了钛酸钠的生成；②提高Al2O3的溶出速度；③促进针铁矿转变为赤铁矿，改善赤泥沉降性能；④降低碱耗；⑤清除杂质。 4、在铝酸钠溶液中，氢氧化铝析出结晶的过程包括：①次生晶核的形成；②氧化铝晶体的破裂与磨蚀；③氧化铝晶体长大；④氧化铝晶体的附聚。

5、影响铝酸钠溶液分解的因素中温度制度的影响：工业生产上采取溶液逐步冷却的变温分解制度，这样有利于在保证较高分解率的条件下，获得质量较高的氢氧化铝。实践证明，合理的降温制度应该是，分解初期较快地降温，分解后期则放慢，这样既能提高分解率，又不致明显影响产品粒度。

6、拜耳法基本原理和实质：基本原理：①以NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液再添加晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便可以呈氢氧化铝析出，即种分过程。②分解得到的母液，经蒸发浓缩后，在高温下可用来重新溶出新的铝土矿，即溶出过程。实质：拜耳法的实质就是下面反应在不同条件下的交替进行

Al2O3.（1或3）H2O+2NaOH+aq=2NaAl（OH）

4

+aq

7、铝土矿主要矿物在拜耳法的溶出行为、主要危害及防治措施：

氧化铝及其水合物：氧化铝水合物在溶出条件下与循环母液中的NaOH作用生成铝酸钠进入溶液中。

含硅矿物：含硅矿物与碱反应，首先分解成铝酸钠和硅酸钠进入溶液，然后当硅酸钠浓度达一定值后与铝酸钠溶液反应生成水合铝硅酸钠（钠硅渣）进入赤泥。产生的主要危害是造成氧化铝和氧化钠的损失，在加热设备和管道上产生结疤，降低传热系数，阻塞管道。防治措施是在原矿浆进入高压溶出器前的预热阶段进行预脱硅。

含铁矿物：铝土矿中的赤铁矿在拜耳法溶出过称中不与苛性碱反应，直接进入赤泥，对溶出过程不产生影响；而针铁矿在拜耳法溶出过称中会部分进入溶液，形成高度分散的细微粒子，影响赤泥的沉降和过滤性能。溶出过程，可以通过添加CaO将针铁矿转变为赤铁矿而消除不利影响 含钛矿物：TiO2不影响三水铝石的溶出。而在溶出一水硬铝石型铝土矿时，不添加石灰，氧化钛与碱作用生成致密的钛酸钠保护膜，降低氧化铝的溶出率。通过添加石灰，使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙：2CaO＋TiO2=2CaO·TiO2，消除生成钛酸钠保护膜的影响。

含硫矿物：硫化物与碱反应生成Na2S最后生产硫酸钠，不仅造成碱的损失，而且是蒸发过程中有大量的结晶析出，引起蒸发器结垢、堵管，降低了蒸发能力；FeS为胶状造成过滤沉降的困难；生成的羟基硫代铁酸钠溶解在铝酸钠中，在稀释和冷凝时铁盐析出，影响Al（OH）3的质量；再次对设备有腐蚀作用。措施：要求S

①低分子比（即低岢性比值）。溶出后铝酸钠溶液的分子比控制在1.25左右，以减小溶高碳酸碱浓度；②高碳酸碱浓度.溶液中Na2Oc浓度保持不大于30g/L，是溶液组成位于苛化曲线上部CaCO3平衡区；③低温度溶出。在不显著影响赤泥沉降速度的条件下采取偏低的溶出温度78-82℃；④二段磨溶出工艺。采用两段湿磨溶出，快速分离赤泥，缩短赤泥与溶液的接触时间，以减少原硅酸钙的分解。 9、碱石灰烧结法脱硅流程：“两段脱硅流程”

一段脱硅：不添加石灰，使溶液中SiO2成为水合铝硅酸钠结晶析出，脱硅后溶液A/S为400左右；

二段脱硅：添加石灰，使溶液中SiO2成为水化石榴石结晶析出，脱硅后溶液A/S达到1000-1500左右。工业上为了减少CaO和Al2O3的损失，通常在一段脱硅将大部

分的SiO2成为水合铝硅酸钠分离后，再添加石灰使剩余的SiO2呈水化石榴石进行深度脱硅。

10、为什么种子的分解率比碳分分解率低？

分解率的不同实质就是拜耳法和烧结法在精液分解得到氢氧化铝的区别。 拜耳法精液分解：NaAl(OH)4—降温加晶种—Al(OH)3 + NaOH，随着反应进行，氢氧化钠的浓度上升，导致ak增大，溶液稳定性上升，分解率因此下降。 碳分：碳分时首先通入的CO2与溶液中的NaOH反应，（方程式略）使得溶液ak降低，铝酸钠溶液过饱和度增大，溶液变得不稳定，从而提高了分解率。