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      氧化鋁

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      氧化鋁生產工藝

      拜耳法生產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 經蒸發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,這構成了所謂的拜耳工藝循環。

      反應方程式如下:

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

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      流程介紹

      鋁土礦是以鋁水合物為主要成分的復合硅鋁酸鹽礦石,其主要化學成分為:Al 2 O 3,SiO 2,Fe 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。碳酸堿和苛性堿統稱為總堿。

      (1) 用NaOH溶液溶解鋁土礦,在加入種子或連續攪拌的條件下,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,母溶液經蒸發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,盡可能將硅礦物轉化為硅渣。該過程稱為預脫硅。

      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品和高分子量的母液用作鋁土礦消化的循環母液。

      蒸發的主要目的如下: 

      (1) 在維持循環系統平衡的過程中消除多余的水分。

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

      (3)消除生產過程中積累的雜質。


      換熱器類型

      氧化鋁生產的拜耳法:用NaOH溶液溶解鋁土礦,在加入種子或連續攪拌的條件下,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備如下:

      預熱器: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。

      蒸發器:蒸發和冷凝整個過程中產生的母液,可用于在高溫下溶出新的鋁土礦,實現母液的循環收集。

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

      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。

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