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1、2009年3月29日開曼鋁業(yè)高壓溶出一、概述鋁土礦的溶出過程一般是在高壓、高溫、高堿條件下進行的。溶出車間主要任務(wù)：溶出車間的主要任務(wù)是：將原料車間送來的原礦漿進行預(yù)脫硅，再將預(yù)脫硅礦漿和補充循環(huán)母液混合后的調(diào)整礦漿壓入高壓溶出，使礦石中的氧化鋁有用成分充分反應(yīng)生成鋁酸鈉溶液，并用一次洗液稀釋成合格漿液送往沉降車間。將合格的新蒸汽冷凝水及時返送回熱電，不合格的新蒸汽冷凝水及閃蒸二次含堿冷凝水送往沉降熱水站。。高壓溶出二、鋁土礦及循環(huán)母液的主要成分有用成分：氧化鋁（Al2O3）（主要有用成分）、鎵雜質(zhì)：氧化硅
2、（SiO2）、氧化鐵（Fe2O3）、氧化鈦（TiO2）、碳酸鹽高壓溶出1.拜耳法生產(chǎn)中所用鋁土礦的主要成分苛性鈉（NaOH），鋁酸鈉[NaAl(OH)4]，碳酸鈉（Na2CO3）高壓溶出2.溶出所用循環(huán)母液的主要成分三、鋁土礦各種成分在溶出過程中的行為鋁土礦在溶出過程中發(fā)生的主要反應(yīng)是氧化鋁水合物的溶出。溶出過程中絕大部分的雜質(zhì)多進入赤泥中，但也有少量的雜質(zhì)溶解于堿液中，雜質(zhì)在溶出過程中的反應(yīng)也影響到氧化鋁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟指標。高壓溶出鋁土礦中所含的氧化鋁水合物在溶出時與循環(huán)母液中的NaOH作用生成鋁酸鈉進入
3、溶液，形成鋁酸鈉溶液。反應(yīng)方程式：Al2O3?（1或3）H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aqaq為液相中反應(yīng)這是溶出過程的主反應(yīng)。高壓溶出1.氧化鋁水合物溶出時的行為SiO2在溶出過程中的行為取決于它的礦物組成、溶出溫度和溶出過程的時間。游離狀態(tài)的SiO2和石英只有在較高的溫度下（>150℃）才開始和鋁酸鈉溶液起反應(yīng)。如果在低溫下溶出三水鋁石，這部分SiO2將轉(zhuǎn)移到赤泥中被分離出去。而以硅酸鹽狀態(tài)存在的氧化硅在溶出過程中于堿液作用生成Na2SiO3進入溶液中，Na2SiO3隨即與溶液中的鋁酸
4、鈉發(fā)生脫硅反應(yīng)生成含水鋁硅酸鈉（鈉硅渣）（Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O）進入固相赤泥中。高壓溶出過程鋁酸鈉溶液的硅量指數(shù)一般達150-200。高壓溶出2.氧化硅在溶出過程中的行為SiO2在Al2O3生產(chǎn)中的危害：①生成含水鋁硅酸鈉，造成Na2OK和Al2O3的損失。按Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O分子式計算，每公斤SiO2造成0.608公斤的Na2OK和1公斤Al2O3的損失，因而拜耳法只適應(yīng)于處理低硅優(yōu)質(zhì)鋁土礦。②由于溶出液在流程中發(fā)生脫硅反應(yīng)，造成管道和設(shè)備器壁上產(chǎn)生結(jié)
5、疤。③殘留在鋁酸鈉溶液中的SiO2在分解時會隨Al(OH)3一起析出，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在生產(chǎn)過程中要控制和減少SiO2的有害作用。高壓溶出鋁土礦中的含鈦礦物以金紅石和銳鈦礦存在。氧化鈦與苛性鈉溶液作用生成鈦酸鈉Na2O·3TiO2·2H2O。①造成Na2O的損失。②生成的鈦酸鈉會在一水硬鋁石的表面形成一層致密的保護膜，使溶解過程惡化，Al2O3溶出率降低。（但氧化鈦對三水鋁石的溶解起不到阻礙作用，對一水軟鋁石的阻礙作用也小得多。）高壓溶出3.氧化鈦在溶出過程中的行為消除TiO2危害的有效措施：在鋁土礦溶
6、出時添加石灰此時TiO2與CaO生成結(jié)晶狀的鈦酸鈣Ca2O·TiO2（松脆多孔、極易脫落），使Al2O3的溶出過程不再受到阻礙，也降低了Na2O的消耗。高壓溶出1）氧化鈣的來源：①工藝流程中添加石灰②鋁土礦本身含有石灰（在原礦漿中氧化鈣以Ca(OH)2形態(tài)參與反應(yīng)）高壓溶出4.氧化鈣在溶出過程中的行為2）氧化鈣的行為①在原礦漿的制備、儲存過程以及壓煮后礦漿的自蒸發(fā)冷卻稀釋過程中，生成3CaO·Al2O3·6H2O，造成Al2O3的損失。3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+aq=3CaO·Al2O3·6H
7、2O+2H2O+aq②當物料中含有硅礦物時，往鋁酸鈉溶液中添加石灰將引起水花石榴石[3CaO·Al2O3·xSiO2·(6-2x)H2O]的生成。（活化一水硬鋁石的溶出，使溶出過程強化）（水花石榴石比鈉硅渣更易脫離礦粒表面）高壓溶出3）鋁土礦高壓溶出過程中添加石灰的作用①消除含鈦礦物的有害作用，顯著提高Al2O3的溶出速度和溶出率。②促進針鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，使其中的Al2O3充分溶出，并使赤泥的沉降性能得到改善。（針鐵礦FeOOH，赤鐵礦Fe2O3，針鐵礦具有不良的沉降和過濾性能。）③活化一水硬鋁石的溶出反
8、應(yīng)。④生成水化石榴石，減少Na2O損失，降低堿耗。高壓溶出四、鋁土礦的溶出過程鋁土礦的溶出過程包括以下幾個步驟：①循環(huán)母液濕潤礦粒表面；②氧化鋁水合物與OH-相互作用生成鋁酸鈉；③形成NaAl(OH)4的擴散層；④Al(OH)4-從擴散層擴散出來，而OH-則從溶液中擴散到固相接觸面上，使反應(yīng)繼續(xù)下去。高壓溶出五、溶出過程的指標溶出Rp是指鋁酸鈉溶液中Al2O3與Na2Ok的質(zhì)量比。Rp=Al2O3/Na2Ok高壓
