氧化铝生产方法简介

作者:              发布时间:2008-07-31


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氧化铝总产量90%以上用于电解生产铝,此外还供硅酸盐、耐火材料、机械、无线电、冶金工业、制药等行业使用,在国民经济中有着极大的作用。↑↑↑ ↑

自然界中含铝矿物有250多种,作为生产氧化铝的原料主要是铝土矿,其中氧化铝含量占50~70%,其次是二氧化硅、三氧化二铁、二氧化钛,此外还含有镓、钒等杂质。↑↑↑ ↑

用铝土矿或其它含铝原料生产氧化铝,实质上就是使矿石中的氧化铝与其它杂质分离的过程。生产氧化铝的方法有碱法、酸法、电热法。↑↑↑ ↑

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碱法生产氧化铝↑↑↑ ↑

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碱法的基本原理是使矿石中的氧化铝与碱在一定条件下生成铝酸钠,进入溶液而与二氧化硅和氧化铁等杂质分离,然后再使纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝,氢氧化铝经高温锻烧制得成品氧化铝。↑↑↑ ↑

碱法生产氧化铝又可分为拜尔法、烧结法、联合法。↑↑↑ ↑

拜尔法是直接以苛性钠溶液处理铝土矿,使矿石中氧化铝生成铝酸钠,而矿石中的二氧化硅则成为不溶性残渣--赤泥,与铝酸钠溶液分离,将净化后的铝酸钠溶液进行搅拌分解,再经过滤分离得到氢氧化铝,经洗涤后焙烧成氧化铝,分离所得的大量苛性碱溶液称为母液,母液经蒸发再用于处理下一批矿石。↑↑↑ ↑

烧结法是将矿石、碱粉、石灰石混合配料,先进行高温烧结,使矿石中氧化铝生成固体铝酸钠,三氧化二铁生成可以水解的铁酸钠,而二氧化硅与氧化钙生成不溶性的原硅酸钙2CaO.SiO2,,再用稀碱液溶出烧结块--熟料,使铝酸钠进入溶液与赤泥分离。↑↑↑ ↑

含有部分二氧化硅的溶液经脱硅后得到铝酸钠溶液精制液,通入二氧化碳气体使之分解得到氢氧化铝及母液。母液经蒸发后补充适当的碱粉与下批矿石及石灰配料烧结。洗涤后的氢氧化铝经焙烧得到氧化铝。↑↑↑ ↑

一般来说,拜尔法具有流程简单,投资较少,产品质量高,生产成本较低的优点。但处理低品位矿石时其优越性较差,而且还要消耗价格昂贵的苛性碱。↑↑↑ ↑

烧结法的优点是可以处理品位较低矿石,而且只消耗价格便宜的碳酸钠,与拜尔法相比,在同样的条件下处理低品位矿时,烧结法的碱耗较低,氧化铝总回收率较高,但流程复杂,投资较大,产品氧化铝质量较差,成本较高。↑↑↑ ↑

因此含硅很低的优质铝土矿就采用拜尔法,含硅高,铝硅比较低的铝矿石,一般采用烧结法。↑↑↑ ↑

为了充分利用矿产资源,综合两种方法的优点,以提高氧化铝总回收率,提高产品质量,降低生产成本,将两种方法联合起来使用,这样就产生了联合法。联合法又分为串联、并联、混联法。↑↑↑ ↑

并联法是用拜尔法处理高品位矿,烧结法处理低品位矿;串联法中烧结法只处理拜尔法赤泥;将拜尔法赤泥同时配一些低品位矿石可改善大窑的操作,这种将串联和并联结合起来的方法叫做混联法。↑↑↑ ↑

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酸法生产氧化铝↑↑↑ ↑

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酸法是用适当的无机酸处理矿石,生产相应的↑↑↑ ↑

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铝盐,如AlCl3、Al2SO4)3、AlNO33,进入溶液中,矿石中的氧化硅不与酸作用而残留于渣中;将铝盐进一步净化除铁后,使之分解得到氧化铝。用酸法生产氧化铝在理论上是合理的,但是需用昂贵的耐酸设备,且所使用的酸回收非常困难,所以难以进行大规模的工业生产。↑↑↑ ↑

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电热法生产氧化铝↑↑↑ ↑

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电热法用来处理高铁铝矿,将矿与炭还原剂配成炉料在电弧炉内高温2000℃下进行还原熔炼。矿石中的氧化硅和氧化铁被还原成硅铁合金,而氧化铝则呈熔融状态的铝酸钙渣上浮,由于比重不同而分层。所得氧化铝渣再用碱法处理,从中提取氧化铝,所得硅铁合金为成品。目前电热法生产氧化铝还处于研究阶段。↑↑↑↑到目前为止,已经提出了很多从铝矿石或其它含铝原料中提炼氧化铝的方法,但由于技术上和经济上的种种原因,有的已被淘汰,有的属于试验阶段,工业上几乎全部采用碱法生产。↑

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