氧化铝氟化盐
拜耳法赤泥分离洗涤三种流程的比选
韩安玲
(沈阳铝镁设计研究院,辽宁沈阳110001)
摘要:本文介绍了深锥沉降槽的特点。列举了三种赤泥沉降分离洗涤工艺流程:(1)深锥沉降槽分离、4次深锥沉降槽洗涤;(2)平底沉降槽分离、3次平底沉降槽加一次过滤洗涤;(3)平底沉降槽分离、2次平底沉降槽加2次深锥沉降槽洗涤。在同等条件下对上述流程进行洗涤平衡计算及经济分析比较。
关键词:拜耳法;赤泥;沉降分离洗涤;流程;深锥沉降槽
中图分类号:TF803.23 文献标识码:B 文章编号:10021752(2005)03001004
溶出后的稀释浆液是铝酸钠溶液和赤泥的混合物,将两者分离为纯净的铝酸钠溶液和高固含的赤泥是分离作业的目的;用水洗涤分离赤泥得到高固含、低附碱的弃赤泥浆是洗涤作业的任务。
作为固液分离设备的沉降槽,在氧化铝工业中广泛应用。由于早期的沉降理论认为,沉降槽的产能只与沉降面积有关与高度无关,因而早期建设的氧化铝厂普遍采用高度1.8~ 2.8m的单层或多层沉降槽。近些年来,随着沉降理论的发展和技术进步,其结构形式发生了很大变化,沉降槽的性能也有突破性的提高,原来使用的高度小的单层和多层沉降槽已逐步被淘汰。
考核沉降槽固液分离的效果,不仅要看其产能高低,还要看其溢流净度(溢流浮游物含量)和底流固含多少,这些产量、质量指标对于衡量沉降槽性能的先进性和取得较好的技术经济效益是至关重要的。
现代沉降理论、实验和生产实践证明,上述三项指标均与沉降槽高度有关。适当提高沉降槽的高度,使泥浆层受到进一步压缩,可增加底流固含;液体穿过更高的清液层得到进一步澄清提高了溢流的净度。因此,在新建的氧化铝厂和老厂的技术改造中,赤泥分离洗涤沉降槽已被大型高帮平底沉降槽、深锥沉降槽所取代。
深锥沉降槽是上世纪70年代由加拿大铝业公司和贝克工业设备公司开发研制并应用于氧化铝工业中的新型沉降槽。其进料管专利E-DUK的结构能从清液层中汲取溶液,有效地稀释进料浆液的固含,使赤泥的沉降过程在有利于赤泥沉降的状态下进行,其絮凝剂进料方式为多点加入,该絮凝剂具有快速絮凝和降解作用。不断增大的高度/直径(H/D 1)等诸多方面的改进对提高沉降槽的产量和技术指标起到了很大作用。
1 深锥沉降槽
深锥沉降槽的进料结构(见图
1)
图1 进料筒结构原理图
2 大型平底沉降槽和深锥沉降槽的比
较
大型平底沉降槽、深锥沉降槽的规格和性能指标见表1。
进料技术条件
Na2O浓度:Na2O k165g/l
收稿日期:2004-10-08
固体含量:4%~6%
温度:~100
固体粒级分布:~500 m100%~315 m 98.5% ~63 m 75%
表1 大型平底沉降槽、深锥沉降槽的规格和性能指标
大型平底沉降槽深锥沉降槽沉降槽直径D,m3612
沉降槽高度H,m 4.5~612~18
底流固含,%~30(用于分离赤泥) 40
35~40(用于分离赤泥洗涤) 44(1~3次洗涤)
48~52(末次洗涤)溢流固含,mg/l<250<200溢流产能,m3/(m2.h)0.5~6固体产能,t/(m2.h)0.04~0.080.3絮凝剂加入量(与絮凝剂种类有关)
附碱损失Na
2
O,kg/t-赤泥(与流程有关)
近年来赤泥干法堆存逐渐兴起,对赤泥外排提出了更高要求,除附碱浓度低( 1~2g/l)以外,固含一般在45%以上,因而深锥沉降槽得到广泛应用。
3 赤泥沉降洗涤流程
根据大型平底沉降槽和深锥沉降槽的特点,以年产氧化铝80万吨规模为比较基础,组合三种固液分离流程进行分析比较。
3.1 深锥沉降槽分离、4次深锥沉降槽洗涤(流程
1)
3.1.1 主要设备
选用 20m深锥沉降槽2台,用于分离; 20m 深锥沉降槽5台,4台用于洗涤,1台互备,其中三、四次洗涤沉降槽的直筒段较一、二次洗涤槽高3m 。
图2 流程1:深锥沉降槽分离,4次深锥沉降槽洗涤
3.1.2 特点
(1)流程简单:由于深锥沉降槽底流固含较高,经过四次反向洗涤即可达到弃赤泥附碱损失 5
kg/t-干赤泥的指标要求。省去了赤泥过滤和相配套的稀释浆液脱砂两个工序。
(2)沉降槽的底流固含高,分离沉降槽通常在42%~44%,末次洗涤沉降槽底流固含高达48%~52%,这种高固含的赤泥经剪切泵流化后用GEHO 泵外排适于干法堆存,有利环保。
(3)沉降槽单位面积产能高,泥量、溢流能力均为大型平底沉降槽的几倍之多(见表1)。
(4)占地面积小,约为大型平底沉降槽的30%左右。
(5)由于深锥沉降槽体积小,物料在沉降槽内停
留时间短,因而水解损失小,并有利自动化控制。
(6)散热损失小,散热面积约为大型平底沉降槽的80%,不用向槽内通蒸汽即可保证沉降温度之需。
(7)进料装置的专利技术可加大进料L/S,有利沉降,对进料L/S 要求放宽。
由于上述的诸多优点,深锥沉降槽成为当前国内外新建或扩建氧化铝厂逐渐采用的最新的沉降技术及装备。在国外有40多台,我国在贵州铝厂技术改造工程中引进一套6台 12 (12~15)m 深锥沉降槽,并于2001年11月投产,经2001年11月~2002年6月的适应调整期,2002年7月以来运行效果良好。其他氧化铝厂也相继采用。
这种流程的不足之处:
(1)絮凝剂用量较大,操作控制要求较高,且控制系统引进费用较多。
(2)对生产波动的适应性较差。
(3)在实际操作中,为保证泥筒出料畅通,底流排除量要比正常量加大2倍:1/3排至下一级,2/3返回泥筒中指定的方位,增加了电能消耗,泥浆管道复杂化,安装操作上多有不便。
3.2 平底沉降槽分离、3次平底沉降槽加一次过滤
洗涤(流程2)3.2.1 主要设备
选用 46 6m 平底沉降槽6台,其中2台用于分离,1台互备,3台洗涤。8台100m 2转鼓过滤机正常运行6台,清理检修换布2台及与其配套的真空系统。
图3 流程2:平底沉降槽分离,3次平底沉降槽加1
次过滤机
图4 流程3:平底沉降槽分离,2次平底沉降槽加2次深锥沉降槽洗涤
3.2.2 特点:
(1)技术成熟可靠,在山西铝厂和平果铝厂有多年的生产实践。
(2)沉降槽操作简便易行适应性强,可在50%~100%负荷范围内稳定运行。
(3)絮凝剂用量较低。
缺点:
(1)沉降槽的底流固含低,不宜干法堆存。如采用干法堆存尚需与过滤机组合,而为保证过滤机的正常运转需加设水旋器除砂、洗砂工序,使该流程复杂化。
(2)通过热平衡计算,即使在一般条件下(环境
温度12 ,风速2.6m/s,保温层表面温度35 时,每个沉降槽的温度损失达6 ),为保证过滤机的操作温度80 和沉降槽的正常运行,需向沉降系统通入蒸汽,热耗较高。目前,山西铝厂的大型 42 6m沉降槽经常通入蒸汽才能保证正常操作。
3.3 平底沉降槽分离、2次平底沉降槽加2次深锥
沉降槽洗涤(流程3)
3.3.1 主要设备
选用 46 6m平底沉降槽5台, 20m深锥沉降槽2台。其中平底沉降槽2台用于分离,1台互备,2台用于一、二次洗涤;2台深锥沉降槽分别用于三、四次或四次洗涤。当平底槽4台运行时,2台深锥槽全部投入运行;当平底槽5台全部投入运行时,只投入1台深锥槽,另一台深锥槽清理检修。
DORR-OLIVER公司为中州铝厂拜耳法赤泥沉降分离洗涤做的设计采用了平底沉降槽与深锥沉降槽的组合流程如图4。
这种组合流程具备上述两种流程的优点,同时也在某种程度上存在它们的缺点。末次洗涤采用深锥沉降槽代替过滤机进一步浓缩赤泥是一项简便易行的举措。
上述三种流程均是为满足赤泥干法堆存对外排赤泥高固含的需要而设置的。应该指出的是,这种高固含的赤泥浆密度大(1.5左右)、黏度高(50100厘泊甚至更高)难以输送,需要在外排前经流化剪切降低黏度再与高压GEHO泵配套排至堆场,电耗高,费用大。近来有的氧化铝厂将深锥沉降槽设置在堆场附近;沉降槽排出的低固含赤泥用一般隔膜泵输送至深锥槽就地浓缩,实现干法堆存,这种做法不无可取之处,值得研究。至于外排赤泥高固含与低固含输送以及赤泥干法堆存等利弊尚需进一步分析。
4 三种流程的经济比较(以年产氧化
铝80万吨规模为比较基础)
4.1 三种流程洗涤平衡计算
计算条件:稀释浆液液体成分:Na2O165g/l Na2O c7g/l k=1.48
洗水用量: 4.5t/t-赤泥(洗水含Na2O1g/l)
按各设备特点确定分离洗涤各槽的底流L/S。以1t赤泥为计算基准。
计算结果如表2。
表2 三种流程洗涤平衡计算结果
附碱损失Na2O k,kg/t-泥折算碱耗费用元/t-Al2O3流程1 2.1 6.9
流程2 2.78.8
流程3 3.511.4
4.2 三种流程的投资费用和运行费用
表3 三种流程相关费用的计算结果
投资费用,万元运行费用,元/t-Al2O3流程1509431.0
流程2905333.6
流程3581033.1
5 结论
(1)深锥沉降槽结构特点及絮凝剂的合理加入,使其具备了评价沉降槽的 三高 指标:产能高、底流固含高、溢流净度高,是用于赤泥分离、洗涤比较先进的设备。但絮凝剂费用高且目前尚需依靠国外进口,对生产波动的适应性较差,操作控制要求较高。
(2)通过对三种流程的比较可以看出:流程1,投资费用和运行费用均较低;流程3次之;流程2投资费用高很多,运行费用亦较高。
应该说明的是,由于大型平底槽对生产波动的适应性很强,操作控制十分简单,后面二级沉降洗涤采用深锥沉降槽又能满足直接外排赤泥高固含的要求,投资费用不高,运行费用尚可,所以流程3目前仍被广泛采用。
参考文献:
1 美国贝克工艺设备公司EIM CO Deep Cone Thickener在拜耳法氧
化铝生产中应用的简介 Z .
2 侯用兴.沉降槽高效化技术改进 A .第四届全国轻金属冶金学
术会议论文集 C .2001.
3 杨重愚主编.轻金属冶金学 M .中南工业大学,1991.
4 杨重愚主编.氧化铝工艺学 M .冶金工业出版社,1982.
(责任编辑 张文军)
改性拜耳法赤泥制备高纯度聚合氯化铝3 孟铁宏1,朱云勤1,胡兆平2,李 令1 (1.贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550025;2.贵州平坝宏大铝化工有限公司,贵州平坝 561108) 摘 要:以改性拜耳法赤泥为原料,采用碳酸钠碱溶法溶出改性赤泥中的氧化铝和利用碳酸化分解处理制得高活性酸溶氢氧化铝凝胶,在一定温度条件下,加入到一定量的盐酸溶液中反应制备出高盐基度纯聚合氯化铝。产品质量达到G B15892—2003《水处理剂 聚氯化铝》饮用水处理优等品要求。该工艺为拜耳法赤泥的综合利用开辟了一条新途径。 关键词:拜耳法赤泥 改性 凝胶法 聚合氯化铝 制备 中图分类号:X756 文献标志码:A 文章编号:1674-0254(2009)04-0023-04 Use the M od i f i ed Red M ud M ade from Bayer Process to Prepare Extre m ely H i gh Pure Ploya lu m i n u m Chlor i de MENG Tiehong1,ZHU Yunqin1,HU Zhaop ing2,L IL ing1 (1.College of chem ical engineering,Guizhou University,Guiyang550025,China; 2.Guizhou Pingba Hongda A lum inium Chem icals Co.L td,Pingba561108,China) Abstract:This paper intr oduced that using the modified bayer red mud as raw materials,leached out alu m inum oxide under the s odium carbonate soluti on,and obtaining highly activated alum inum hydroxide gel with the p r ocess of carbon di oxide decomposition.Under s pecific temperature,put them into hydr ochl oric acid s oluti on and we can get the pure high-basicity P AC.The p roduct met the requirements of high class of national stand2 ard G B15892-2003for drinking water use.This p rocess devel oped a new way for comp rehensive utilizati on of bayer red mud. Key words:bayer red mud,modified,gel method,poly meric alum inum chloride,p reparation 0 引言 拜耳法赤泥是采用拜耳法生产氧化铝所产生的碱性废渣。由于拜耳法生产氧化铝条件的限制,铝土矿中仍有相当多的氧化铝未被溶出利用而进入赤泥中,造成了大量氧化铝资源的浪费。随着铝工业的发展,铝矿资源逐渐枯竭,对赤泥中宝贵的铝资源的综合利用,具有很重要的现实意义。 聚合氯化铝是一种重要的混凝剂。目前,生产聚合氯化铝较常用的方法有:酸溶一步法、中和法、凝胶法、热分解法等。但是生产较纯净的聚合氯化铝目前只有采用铝锭、铝屑[1]、氢氧化铝[2]为原料的酸溶一步法和以硫酸铝[3]、三氯化铝为原料的凝胶法。以工业废渣拜耳法赤泥作为原料制备纯聚合氯化铝尚未见报道。本文以改性拜耳法赤泥为原料,经纯碱溶出、碳酸化中和生产出高活性的酸溶氢氧化铝,再经盐酸溶解,生产出高盐基度的纯聚合氯化铝。这既利用了工业废渣,又有效地降低了制备聚合氯化铝的成本,具有很好的工业前景。 3贵州省重点技术创新项目“赤泥综合利用技术开发”,合同号:黔经贸技创[2008]16号。 收稿日期:2009-03-03;2009-03-14修回 作者简介:孟铁宏,男,1985年生,硕士研究生,研究方向:应用化学。E-mail:mengtiehong19850@https://www.doczj.com/doc/4114915560.html, ? 3 2 ?
1、铝土矿中的主要化学成分有哪些？ 答：有Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2等主要化学成分。 2、根据铝土矿中含铝矿物存在的形态可将铝土矿分为哪几种类型？为什么要这样分类？答：可分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型和混合型四种类型。之所以这样分类是因为不同矿石形态对生产工艺有很大影响。 3、我国铝土矿质量方面有何特点？ 答：我国铝土矿资源以一水硬铝石为主，其储量占全国铝土矿总储量的98.46%，特点是含铝、高硅、低铁，铝硅比值偏低。 4、不同矿物类型对氧化铝的溶出性能有何影响？ 答：不同矿物类型对氧化铝的溶出性能影响很大，其中三水铝石型铝土矿中的氧化铝最容易被苛性碱溶液溶出，一水软铝石型次之，一水硬铝石型的溶出则较难。另外，铝土矿类型对溶出以后各湿法工序的技术经济指标也有一定的影响。 5、碱法生产氧化铝按生产流程特点，可分为哪几种方法？ 答：可分为拜耳法、烧结法和联合法三种。 6、根据氧化铝的物理性质可将氧化铝分为哪几种类型？ 答：可分为砂状氧化铝、粉状氧化铝和中间状氧化铝三种类型。 7、用于表征氧化铝物理性质的指标有哪些？ 答：有安息角、a-Al2O3含量、容积密度、粒度和比表面积以及磨损系数等。 8、铝土矿中最有害的杂质是什么？ 答：是二氧化硅（SiO2） 9、碱一石灰烧结法的生产原理是什么？ 答：碱一石灰烧结法生产氧化铝的原理是：将铝土矿与一定量的矸、石灰配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙（2CaO.SiO2），使氧化铁与纯矸化合成可以水解的铁酸钠（Na2O.Fe2O3），而氧化铝与纯矸化合成可溶于水的固体铝酸钠（Na2O.Al2O3），将烧结物——熟料用水或稀矸溶液溶出时，Na2O.Fe2O3水解放出矸，而氧化铁则以水合物的形态与2CaO.SiO2 一道进入赤泥外排，以后再用二氧化碳分解铝酸钠溶液，便可以排出氢氧化铝，分解氧化铝后的碳分母液经蒸发后返回配料循环利用，氢氧化铝经焙烧制得产品氧化铝，这就是矸——石灰烧结法生产氧化铝的基本原理。 10、拜耳法生产氧化铝的基本原理是什么，包括哪些主要生产工序？ 答：拜耳法生产氧化铝的原理是：用苛性碱溶液溶出铝土矿中的氧化铝而制得铝酸钠溶液，采用对溶液降温，加晶种搅拌的条件下，从溶液中分解出氢氧化铝，将分解后的母液经蒸发用来溶出新的一批铝土矿，溶出过程是在加压条件下进行的。拜耳法的实质是以下反应在不同条件下的交替进行： Al2O3·H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq 拜耳法生产氧化铝包括原矿浆制备、高压溶出、鸭煮矿浆稀释及赤泥分离洗涤、精种分解、氢氧化铝洗涤、氢氧铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。 11、影响铝酸钠溶液稳定性的因素有哪些？这些因素对溶液的稳定性是怎样影响的？ 答：影响铝酸钠溶液的稳定性因素有： （1）溶液的苛性比值：在任何情况下，提高工业铝酸钠溶液的苛性比值，可以使溶液的稳定性提高。 （2）溶液温度：当铝酸钠溶液的可性比值以及浓度都相同时，溶液的稳定性随着温度的降低而下降，直到温度降到30度为止，温度低于30度时溶液又变得比较稳定。（3）溶液氧化铝浓度：氧化铝浓度低于25g/L的稀释溶液和高于是250g/L的浓溶液都具有很高的稳定性。中等浓度的溶液的稳定性较小。
拜耳法赤泥的处理和利用 赤泥是氧化铝在生产过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。据估计，全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过6×107t。我国氧化铝生产过程中每年产生的赤泥量超过600万t ，全部露天堆存，并且大部分堆场坝体用赤泥构筑。目前，人们日益关注赤泥堆放给环境带来的危害。赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。因此，赤泥的综合利用和回收以及合理处理有重要的意义。拜耳法赤泥的处理有很强有力的经济利益和环保效益。 拜耳法赤泥与适量的石灰混合，经石灰消化、水热处理、煅烧处理和碱液溶出，可从赤泥回收70%以上的Al2O3和90%以上的Na2O，并使不溶残渣中NaO含量降到1%以下。分离的铝酸钠溶液被送往拜耳法溶出料浆稀释过程，分离的残渣被进一步在750～950℃煅烧，制得活性β–C2S为主的胶凝材料，可用作水泥的活性混合成分。 生产1 t 氧化铝通常排弃1t多的赤泥，但是不管是拜耳法工厂，抑或是烧结法、联合法工厂，目前都尚未有效地处理和利用赤泥。迄今已探明的我国铝土矿，约80%为中等品位即铝硅比5～7、含铁低的一水硬铝石型铝土矿。我们立足本国资源，成功地开发了单流法管道溶出技术，为经济、有效地处理拜耳法赤泥，使我国氧化铝工业获得更大的经济效益、社会效益，应进一步开发低温煅烧工艺。本文在铝土矿及其拜耳法赤泥加工试验的基础上，讨论了在回收赤泥中的氧化铝和氧化钠后进一步将其加工成水泥的工艺，及建立拜耳–低温煅烧法工艺处理我国铝土矿的可能性。 1 原料 拜耳法赤泥：拜耳法赤泥末次洗涤后排送堆场的设备上，再洗涤、烘干，置于干燥器内。 生石灰：化学纯试剂氧化钙，CaO含量不小于96 % ，经研磨，在1 000 ℃煅烧1h冷却后放入密闭瓶中，再置于干燥器内。
拜耳法赤泥硫酸浸出铝离子试验研究 发表时间：2019-07-01T14:08:11.273Z 来源：《防护工程》2019年第6期作者：陈毛毛周永毅 [导读] 赤泥是氧化铝工业产生大量的高碱性工业固体废弃物，因呈酒红色而得名[1]。 广州紫科环保科技股份有限公司广东省 510663 摘要: 酸浸是湿法冶金中提取有价金属重要的步骤。本试验以赤泥中含量最丰富的Al3+离子为研究对象，添加一定量助溶剂，采用 8mol/L的硫酸酸浸，在液固比为15 mL/g的条件下，通过改变反应温度和反应时间得到最佳的酸浸出条件。对比常见的几种酸浸反应模型，得出赤泥中Al3+离子浸出动力学的研究符合收缩未反应芯模型（USCM）。试验数据分析结果表明：Al3+离子的酸浸符合产物层扩散控制，反应的活化能E1=27.68kJ/mol。 关键词: 赤泥酸浸铝动力学活化能 引言 赤泥是氧化铝工业产生大量的高碱性工业固体废弃物，因呈酒红色而得名[1]。赤泥含有丰富的铝、钙、铁、等金属元素，某些地区的赤泥还含有丰富的稀有稀土元素[2]，因此研究赤泥的资源化利用一直是固废行业的热点。 本试验以赤泥中含量最丰富的铝元素作为浸出的对象，在改变酸浸反应条件的情况下，找出Al3+离子浸出的最佳反应条件，并建立 Al3+离子浸出动力学模型。为赤泥中有价金属的回收利用提供可靠的理论依据。 一、试验部分 1.1试验仪器和试剂 试验仪器：FA2204B电子天平；GZX-9140 MBE数显鼓风干燥箱；SHA-BA水浴恒温振荡器；pHS-3C型数字式酸度计；UV3200紫外可见光分光光度计；抽滤装置，QUANTA400环境扫描电子显微镜。 试验试剂：硫酸、氯化钠、过硫酸铵、硫酸钠、氯仿、8-羟基喹啉、乙酸钠、硫酸铝钾、无水硫酸钠、甲醇等。所用试剂均为分析纯，水为去离子水。 1.2试验材料 赤泥样品取自某铝厂拜耳法赤泥堆放场，将赤泥置于数显鼓风干燥箱中，调节温度到105℃烘干24小时，研磨，过140目筛备用。采用等离子光谱法测定赤泥的主要元素含量[3],结果见表1:
烧结法生产氧化铝的基本原理 烧结法生产氧化铝的基本原理是将铝土矿与一定量的纯碱、石灰（或石灰石）配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙2CaO·SiO2,氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠Na2O·Al2O3、而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠Na2O·Fe2O3，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，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。再用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝。经过焙烧后产出氧化铝。分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液（主要成分为Na2CO3），经蒸发后返回配料。 烧结法生产氧化铝工序 ?生料浆的制备 ?熟料烧结 ?熟料溶出 ?铝酸钠溶液脱硅 ?碳酸钠分解 ?氢氧化铝分离、洗涤 ?氢氧化铝焙烧 ?碳分母液蒸发 碱比是指生料浆中氧化钠与氧化铝和氧化铁的分子比。 ?钙比是指生料浆中氧化钙与氧化硅的分 子比。 ?铁铝比是指生料浆中氧化铁和氧化铝的 分子比。 熟料烧结目的 ?烧结过程的目的就是要使调配合格后的 生料浆在回转窑中高温烧结，使生料各成 分互相反应。使其中的Al2O3尽可能转变 成易溶于水或稀碱溶液的Na2O·Al2O3， 而使Fe2O3转变成易水解的 Na2O·Fe2O3，SiO2等杂质转变为不溶于 水或稀碱溶液的2CaO·SiO2，并形成具有 一定容积密度和孔隙率、可磨性好的熟 料，以便在溶出过程中将有用成份与有害 杂质较好的进行分离，最大限度提取氧化 铝和回收碱。 熟料溶出的主要目的 ?熟料溶出的目的就是将熟料中的A12O3 和Na2O最大限度地溶解于溶液中，制取 铝酸钠溶液（粗液），而熟料中的原硅酸 钙转入固相赤泥中。实现有用成份氧化钠 和氧化铝与杂质进行分离，并为赤泥分离 洗涤创造良好的条件。混联法碱循环， 充分说明了混联法工艺特点和生产组织 状况。A、混联法工艺是密闭型的，所 以拜耳……烧结两系统间生产能力有一 定制约。就是说，混联法的主要联合点： 拜耳法产出的赤泥，必须为烧结法所平衡 (消耗)；烧结法向拜耳法供应的种分母液 必须满足拜耳法系统的碱输出(含损失)需 要，混联法才能平衡。其生产波动的缓冲 靠熟料仓、种分槽和碱赤泥浆贮槽。从这 方面看，混联法同串联、并联联合法一样， 烧结法从属于拜耳法。 B、烧结法有完整的生产流程，有独立的碱循环系统，除对拜耳法系统有从属的一面外，尚有独立的一面。就是说，当烧结法生产能力有富余时，可以加大其流量，从而扩大其碱循环量，获得比与拜耳法平衡的更多的氧化铝产量。这一点，不同于串联、并联联合法。混联法命名之根据，就在于此。 C、原则上，拜耳法流程不能独立，受烧结法生产能力，即烧结法向拜耳法补碱量和烧结法本身碱循环量的限制。就是说，当烧结法生产能力不足时，拜耳法富余的生产能力将不能充分发挥，如果以外排赤泥来挖掘其富余能力，只有在拜耳法以烧碱补充碱输出量，才能不破坏混联法的碱平衡关系。从混联法碱平衡特点出发，发挥其综合生产能力的途径是选择与碱循环有关的主工技术指标。主要技术指标的选择，要考虑矿石A/S，拜耳……烧结两大系统设备能力，经综合平衡来确定。 混联法碱循环工艺流程 碱法生产氧化铝存在一个碱循环问题。所谓碱循环，实际上就是氧化铝生产中液量(碱、水)的循环。生产方法不同，碱循环方式不同，循环碱量与 生产规模成正比。 混联法工艺碱循环最为复杂。它依靠补充纯碱来弥补生产过程中碱的化学、机械损失，保持多个(主要是两个)碱循环系统的平衡，周而复始，溶出一批一批铝土矿，获得氧化铝，排出赤泥。混联法两个主要的碱循环系统是：
氧化铝氟化盐 拜耳法赤泥分离洗涤三种流程的比选 韩安玲 (沈阳铝镁设计研究院,辽宁沈阳110001) 摘要:本文介绍了深锥沉降槽的特点。列举了三种赤泥沉降分离洗涤工艺流程:(1)深锥沉降槽分离、4次深锥沉降槽洗涤;(2)平底沉降槽分离、3次平底沉降槽加一次过滤洗涤;(3)平底沉降槽分离、2次平底沉降槽加2次深锥沉降槽洗涤。在同等条件下对上述流程进行洗涤平衡计算及经济分析比较。 关键词:拜耳法;赤泥;沉降分离洗涤;流程;深锥沉降槽 中图分类号:TF803.23 文献标识码:B 文章编号:10021752(2005)03001004 溶出后的稀释浆液是铝酸钠溶液和赤泥的混合物,将两者分离为纯净的铝酸钠溶液和高固含的赤泥是分离作业的目的;用水洗涤分离赤泥得到高固含、低附碱的弃赤泥浆是洗涤作业的任务。 作为固液分离设备的沉降槽,在氧化铝工业中广泛应用。由于早期的沉降理论认为,沉降槽的产能只与沉降面积有关与高度无关,因而早期建设的氧化铝厂普遍采用高度1.8~ 2.8m的单层或多层沉降槽。近些年来,随着沉降理论的发展和技术进步,其结构形式发生了很大变化,沉降槽的性能也有突破性的提高,原来使用的高度小的单层和多层沉降槽已逐步被淘汰。 考核沉降槽固液分离的效果,不仅要看其产能高低,还要看其溢流净度(溢流浮游物含量)和底流固含多少,这些产量、质量指标对于衡量沉降槽性能的先进性和取得较好的技术经济效益是至关重要的。 现代沉降理论、实验和生产实践证明,上述三项指标均与沉降槽高度有关。适当提高沉降槽的高度,使泥浆层受到进一步压缩,可增加底流固含;液体穿过更高的清液层得到进一步澄清提高了溢流的净度。因此,在新建的氧化铝厂和老厂的技术改造中,赤泥分离洗涤沉降槽已被大型高帮平底沉降槽、深锥沉降槽所取代。 深锥沉降槽是上世纪70年代由加拿大铝业公司和贝克工业设备公司开发研制并应用于氧化铝工业中的新型沉降槽。其进料管专利E-DUK的结构能从清液层中汲取溶液,有效地稀释进料浆液的固含,使赤泥的沉降过程在有利于赤泥沉降的状态下进行,其絮凝剂进料方式为多点加入,该絮凝剂具有快速絮凝和降解作用。不断增大的高度/直径(H/D 1)等诸多方面的改进对提高沉降槽的产量和技术指标起到了很大作用。 1 深锥沉降槽 深锥沉降槽的进料结构(见图 1) 图1 进料筒结构原理图 2 大型平底沉降槽和深锥沉降槽的比 较 大型平底沉降槽、深锥沉降槽的规格和性能指标见表1。 进料技术条件 Na2O浓度:Na2O k165g/l 收稿日期:2004-10-08
N E W B U I L D I N G M A T E R I A L S 赤泥是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物，因其 为赤红色泥浆状而得名，是氧化铝厂最大的污染物。目前，全世界每年产生约6000万t 赤泥，我国的赤泥排放量每年为400万t 以上，且随着新厂投产和老厂增产改造，赤泥总量有上升的趋势，预计2011年我国氧化铝产量将达到1100万t ，赤泥量将达到900万～1200万t/年。对于赤泥的处理，国内外氧化铝厂大都将赤泥在堆场堆放，筑坝湿法堆存，靠自然沉降分离对溶液返回再用，易使大量废碱液渗透到附近土地中，造成土壤碱化、沼泽化，污染地表和地下水源。还有的将赤泥干 燥脱水后干法堆存。 晒干的赤泥形成的粉尘到处飞扬，破环生态环境，造成严重污染。这2种方法均占用了大量的土地和耕地、耗费较多的堆场建设和维护费用，使基础建设投资增加，还使赤泥中的许多可利用成分不能得到合理的利用，造成资源的二次浪费。赤泥的堆放不仅对企业造成资源浪费、经济损失，而且对工厂周围的环境景观造成严重污染[1-4]。赤泥的开发利用一直是一个世界性的难题，特别是由于拜耳法赤泥的硅含量比烧结法赤泥更低，化学成分极不均衡，其利用的难度更大；赤泥中含有很高的碱金属及碱土金属氧化物，在制备免烧制品的时候很难避免出现返霜现象，导致制品无法使用；此外还有部分地区赤泥放射性较高，就限制了在墙体材料方面的掺量，同时也限制了其在建材行业的应用。因而，现有技术对赤泥的利用量还是很低，对赤泥的开发利用还不够理想[5-6]。 拜耳法赤泥主要含有硅铝酸钠、硅铝酸钙、水化石榴石、赤铁矿等矿物，其物理力学性能和胶结性差，且在贵州等地拜 利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖 及其性能研究 彭建军1，2，刘恒波1，2，高遇事1，2，万军1，张乃从1，顾汉念3，贾韶辉1， 2 （1.贵州省建筑材料科学研究设计院，贵州贵阳550007；2.贵州工业废渣综合利用研发测试中心，贵州贵阳 550007； 3.中国科学院地球化学研究所，贵州贵阳 550002） 摘要： 对利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖工艺和产品性能进行研究，并提出免烧砖返碱现象解决办法。试验结果表明，利用拜耳法赤泥制备免烧路面砖是可行的，所测性能指标符合相关标准要求。 关键词： 拜耳法赤泥；路面砖；免烧砖；工业废渣；综合利用中图分类号：TU522.1+9文献标识码：A 文章编号：1001-702X （2011）04-0021-03 Study on preparation and performance of unburned paving brick by Bayer red mud PENG Jianjun 1，2，LIU Hengbo 1，2，GAO Yushi 1，2， WAN Jun 1，ZHANG Naicong 1，GU Hannian 3，JIA Shaohui 1，2 （1.Guizhou Building Materials Research &Design Institute ，Guiyang 550007，Guizhou ，China ；2.Guizhou Industrial Waste Utilization R &D Test Center ，Guiyang 550007，Guizhou ，China ；3.Institute of Geochemistry ，Chinese Academy of Sciences ，Guiyang 550002，Guizhou ，China ） Abstract ： This paper studies on technology and performance of unburned paving brick by Bayer red mud ，and studies the phenomenon of re-alkali and its solution.Through this research ， we find that it is feasible to make unburned paving brick by Bayer red mud ，and all the properties can meet the requirements of relevant standards. Key words ： Bayer red mud ；paving brick ；unburned brick ；industrial waste residue ；comprehensive utilization 基金项目：贵州省工业攻关项目（黔科合CY2008） 贵阳市科学技术计划项目（[2008]筑科工合字第30号） 收稿日期：2011-01-14 作者简介：彭建军，男，1963年生，工程师，江西樟树人，主要从事新型建筑材料研究。通讯作者：刘恒波。 全国中文核心期刊 21··
拜耳法赤泥公路路基施工技术指南Technical Manial for Construction of Red Mud Highway Subgrade 山东省交通科学研究院 2016年12月 目录 前言........................................................... 第一章总则..................................................... 第二章路基施工前应进行的试验评价工作........................... 第三章施工前的准备工作......................................... 第四章赤泥改性固化处理......................................... 第五章赤泥路基施工............................................. 第五章赤泥路基的压实工艺....................................... 第六章压实标准与压实度检测..................................... 第七章石灰土封层............................................... 第八章粘土包边................................................. 前言 赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废弃物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。根据氧化铝生产工艺的不同赤泥可以分成拜尔法赤泥、烧结法赤泥。平均每生产1吨氧化铝，附带产生 0.8~1.5吨赤
碳化钙化 针对高铁、高碱、高铝赤泥的堆存量逐年增加，综合利用难度较大这一世界性难题。东北大学张廷安教授提出采用改变拜耳法赤泥平衡结构的“钙化-碳化-还原提铁”新工艺处理高铁拜耳法赤泥[1-5]。即首先通过钙化处理将赤泥中的含硅相全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，得到主要组成为硅酸钙、碳酸钙以及氢氧化铝，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁。赤泥中的铁经“钙化-碳化”处理后可实现充分单体解离，经还原-磁选提铁后即可得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的低碱、低铝、低铁的新型结构赤泥，可直接用于水泥工业。该技术可将拜耳法赤泥中的碱和铝转化为铝酸钠溶液并返回拜耳法工艺，高钙介质体系还原-磁选的方式可有效提高赤泥中铁的回收效率，实现赤泥有价元素的有效回收及综合利用，目前该技术已获国家自然科学基金重点项目（云南联合基金）和国家自然科学基金等项目资助，目前已与国内氧化铝厂及设计单位达成工业化试验合作协议。 参考文献 [1] Basic research on calcification transformation process of low grade bauxite. Zhu X F,Zhang T A,Lv G Z,et al. 2013 T M S Light M etals . 2013 [2] Research on the phase transformation and separation performance in calcificationcarbonationmethod for alumina production. Lv G Z,Zhang T A,Zhu X F,et al. 2013 T M S Light M etals . 2013 [3] Calcification-Carbonation method for alumina production by using low-grade bauxite. Zhang Ting’’An,Zhu Xiaofeng,Lv Guozhi,Pan Lu,Liu Yan,Zhao Qiuyue,Li Yan,Jiang Xiaoli,He Jicheng. TMS Light Metals . 2013 [4]一种消纳拜耳法赤泥的方法[P]. 张延安,吕国志,刘燕,豆志河,赵秋月,牛丽萍,赫冀成. 中 国专利:CN102757060A,
氧化铝专业理论复习题 一、填空 1、根据铝土矿中含铝矿物存在的形态不同将铝土矿分 __、 __、 一水硬铝石型及混合型四种类型。 2、铝电解生产用氧化铝主要由 __和 __所组成。 3、评价铝土矿的质量不仅看它的 __、 __而且还要看铝土 矿的类型及杂质。 4、我国铝土矿的主要类型是 __ ，矿石的特点是 __。 5、根据氧化铝的物理性质，通常又可将氧化铝分为 __、 __ 和中间状三种类型。 6、高压溶出后所得的矿浆称 __，经稀释分离赤泥后的铝酸钠溶液， 生产上称 __。 7、铝酸钠溶液中所含 __与 __的摩尔比叫做铝酸钠溶液的苛 性比值。 8、工业上把 ___和_ ___合称为全碱。 9、拜耳法循环主要包括溶出、 __、 __、蒸发四个过程。 10、高压溶出的目的就是用 __迅速将铝土矿中的 __制成铝酸 钠溶液。 11. 氧化铝生产过程就是从铝矿石中 __氧化铝使之与杂质 __ 的过程。 12、衡量分解作业效果的主要指标是 __，分解率以及 __ 。 13、蒸发是靠把溶液 __，使溶液中的水分部分汽化，而使溶液 __过程。 14、工业上生产的湿氢氧化铝在焙烧过程中，要经过 __、 __、 相变三个过程。 15、高压溶出浆液用 _ 进行稀释，目的是为了回收其中的 __。 16.工业生产上是采取将溶液 __的变温分解制度，这样有利于在保证 较高 __的条件下，获得质量较好的氢氧化铝。 17.在种分过程中，控制产品质量主要是要保证分解产物具有所要求的 和 __。 18.拜尔法循环效率Ｅ值越高，单位体积的循环母液就可以产出 __ 的氧化铝，设备产能按比例的 __，而处理溶液的费用也都按比例的降低。 19.氢氧化铝焙烧的目的是在高温下，脱除氢氧化铝中的__ 和结晶水，并发生 __的转变，制成满足电解生产需要的氧化铝产品。 20.评价铝土矿的质量不仅看矿石中的 __含量， __的高低， 而且还要看铝土矿的类型和杂质含量。 21.铝土矿的类型对氧化铝的可溶性影响很大，在碱中最易溶出的是 _， 最难溶出的是 __。 22.为了保证原矿浆的细度，应严格控制球磨机内矿浆的 __，分级机 __的液固比和返砂量。 23.高压溶出浆液用 __进行稀释，目的是为了回收其中的 __
Metallurgical Engineering 冶金工程, 2019, 6(2), 72-79 Published Online June 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/4114915560.html,/journal/meng https://https://www.doczj.com/doc/4114915560.html,/10.12677/meng.2019.62011 Dealkalization of the Bayer Red Mud: A Comprehensive Review Yanhong Ma1, Zhanwei Liu2* 1CHALCO Zhengzhou Non-Ferrous Metals Research Institute Co., Zhengzhou Henan 2Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan Received: May 16th, 2019; accepted: May 29th, 2019; published: Jun. 5th, 2019 Abstract The high alkali of Bayer red mud makes it difficult to be used comprehensively. The majority of red mud is stored on land, but has the potential to be harmful to the surrounding environment and human health. How to dispose of red mud safely is still a worldwide difficult problem, but dealka-lization of the red mud is the key process that disposes of red mud. In this review, the basic prop-erties of Bayer red mud and the existing form and distribution features of alkali in red mud are summarized. Current status of dealkalization are illustrated in detail, the development trend of the research on dealkalization of red mud is put forward. This review provides technology sup-port for dealkalization of Bayer red mud and a scientific reference for sustainable development of alumina industry. Keywords Bayer Red Mud, Occurrence States of Alkaline, Dealkalization 拜耳法赤泥脱碱研究进展 马艳红1，刘战伟2* 1中国铝业郑州有色金属研究院有限公司，河南郑州 2昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明 收稿日期：2019年5月16日；录用日期：2019年5月29日；发布日期：2019年6月5日 摘要 拜耳法赤泥的强碱性使其综合利用难度增加，赤泥大量堆存极易引发重大环境安全问题，如何安全处置*通讯作者。
一 原理 1.原理： 1889---1892年俄国纤维工业需要大量氧化铝作媒染剂，在圣彼得堡工作的奥地利化学家卡尔·约瑟夫·拜耳提出了拜耳法并申请了两项专利: 一是发现只要添加氢氧化铝晶种，氢氧化铝会从稀释后的碱液中慢慢沉淀出来； 二是剩余碱液可以回收，提高浓度重新处理新的铝土矿，实现了连续生产。 世界上第一个用拜耳法生产的氧化铝工厂投产于1894年，年产量400t/a ，一百年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用着拜耳法这外名字。 一百多年来溶出技术的变化： （1）溶出方法：由单罐阶段溶出作业发展为多罐串联连续溶出，并出现了管道化溶出技术。 （2）溶出温度：最初的为105度、200度、240度，现在的管道化溶出温度280度---300度。 （3）加热方式：蒸汽直接加热变为蒸汽接近加热，直到管道化溶出高温段的熔盐加热。 2实质： aq OH aAl aq O H x NaOH O xH O Al ++-++?42232)(2N )3(2分解 溶出 当溶出一水铝石和三水铝石时x 分别为1和3 当分解铝酸钠溶液时x 为3 3 拜耳法生成流程特点： 用在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，其经济效果远非其他方法所能媲美。目前全世界生成的氧化铝和氢氧化铝，有90%以上都是拜耳法生产的，且90%以上的氧化铝铝是供电解铝用的。 拜耳法处理高硅铝土矿时有相当多的碱和氧化铝的损失。
4拜耳法循环： 4.1主要包括两个过程： （1）分子比为1.8的铝酸钠溶液在常温下，只要添加氢氧化铝晶种，不断搅拌，溶液中的氧化铝便可以呈氢氧化铝状态析出，直到分子比提高到6为止，这也就是晶种分解过程。 （2）已经析出大部分氢氧化铝的溶液，在加热时，又可以溶出铝土矿中的氧化铝水合物，这就是种分母液溶出铝土矿的过程。 这其实就是拜耳提出的两项专利，交替使用这两个过程就可以不断的处理铝土矿，从中得纯的氢氧化铝产品，这就构成拜耳循化。 4.2 拜耳法循化图： 4.2.1 四个点： A点:循环母液的成分点。如果不考虑杂质造成的碱液损失，溶出时延一水铝石图形点连线变化，直到饱和。他在高温下是未饱和的具有溶出铝土矿的能力。 B点:溶出后溶液的成分点。在实际生产中由于溶解时间的限制，溶出过程在B点就结束，不会到达理论上的与溶解度等温线的交点。 C点：为了从其中析出氢氧化铝，加入赤泥洗液将其稀释以降低其稳定性，由于溶液中的氧化铝和氧化钠的浓度同时降低，其成分由B点沿等摩尔比线改
1.不悔梦归处，只恨太匆匆。 2.有些人错过了，永远无法在回到从前;有些人即使遇到了，永远都无法在一起，这些都是一种刻骨铭心的痛! 3.每一个人都有青春，每一个青春都有一个故事，每个故事都有一个遗憾，每个遗憾都有它的青春美。 4.方茴说：“可能人总有点什么事，是想忘也忘不了的。” 5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 铝土矿拜耳法 拜耳法主要是针对高铁三水铝石矿，先按拜耳法溶解矿石提取氧化铝，经选矿或酸溶从赤泥中回收铁。对于拜耳法溶出的研究已较为成熟，故研究多集中在从赤泥中回收铁。陈德和徐树涛将高铁三水铝土矿进行了拜耳法溶出－赤泥选铁研究，氧化铝的回收率可达53%～58%；赤泥配入还原煤和燃烧煤，进行成型干燥、还原焙烧、磁选，铁的回收率达到80%以上，得到的海绵铁粉可进行造球、炼钢使用；刘培旺等人采用湿式高梯度脉动磁选法处理某拜耳法赤泥，可得到ＴＦｅ含量54%～56%的铁精矿，该铁精矿能用于高炉炼铁。陈世益对广西高铁三水铝石矿进行常压、低温和低碱浓度条件下溶出约10分钟，三水铝石矿溶出率高于90%，赤泥掺入煤粉经压团、干燥，进入回转窑还原焙烧，然后破碎、磁选、成型为海绵铁团块，产品的全铁品位和金属化率均高于90%，铁回收率大于85%。 拜耳法适合处理高铝硅比（A/S＞7）的三水铝石矿，对原矿的品质要求高，且在高铁三水铝土矿中，Al2O3不仅以三水铝石形式存在，有时会夹杂有一水硬铝石和一水软铝石，而拜耳法常压浸出时只能溶出三水铝石形式存在的Al2O3，Al2O3浸出率较低，原矿中Al2O3在浸出过程中损失较大，而且无法分离固溶在Fe2O3中的Al2O3，导致铁精矿中Al2O3含量会较 高。 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。 3.石村不是很大，男女老少加起来能有三百多人，屋子都是巨石砌成的，简朴而自然。 4.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 5.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 6.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
第33卷第9期 硅酸盐通报Vol．33No．92014年9月BULLETIN OF THE CHINESE CEＲAMIC SOCIETY September ，2014 拜耳法赤泥脱碱研究现状 朱晓波，李望，管学茂，马娇 （河南理工大学材料科学与工程学院，焦作454000） 摘要：叙述了拜耳法赤泥脱碱的意义以及我国拜耳法赤泥的物理化学性质以及物相特点， 结合国内外拜耳法赤泥脱碱研究现状，总结了目前拜耳法赤泥脱碱工艺存在的问题，并提出了拜耳法赤泥高效脱碱的建议和意见。 关键词：拜耳法赤泥；脱碱；综合利用；稀有金属；建筑材料 中图分类号：TD98文献标识码：A 文章编号：1001- 1625（2014）09-2254-04Ｒesearch Status on Dealkalization of the Ｒed Mud by Bayer Process ZHU Xiao-bo ，LI Wang ，GUAN Xue-mao ，MA Jiao （Henan Polytechnic University ，School of Materials Science and Engineering ，Jiaozuo 454000，China ） 基金项目：河南理工大学博士基金（B2014- 012）作者简介：朱晓波（1985-），男，讲师，博士．主要从事二次资源综合利用及矿物化学提取方面的研究．Abstract ：The significance of dealkalization on the red mud of Bayer process was described．The chemical and physical properties and phase characteristics of the red mud were expounded．The existing problems on the dealkalization process were summarized and the suggestions on efficient dealkalization of the red mud of Bayer process were put forward according to the research status on dealkalization of the red mud of Bayer process at home and abroad． Key words ：red mud of bayer process ；dealkalization ；comprehensive utilization ；rare metals ；building material 1引言 赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的尾渣，因其含有一定量的赤铁矿而成红色，故称之为赤泥。拜耳 法提铝工艺以其能耗低和效益好的特点，得到了国内外氧化铝厂的广泛应用［1］。拜耳法赤泥是一种碱性污 染源，矿物组成及化学成分较复杂，全球每年生产总量达7000余万吨，其中中国每年赤泥产生量为3000多万吨。堆存赤泥筑坝不仅会造成地下水体和土壤污染，同时由于赤泥的粒度极细，还会随风飞扬造成空气污染，因此必须采取有效的措施处理该类固体废弃物。目前，拜耳法赤泥的综合利用主要包括以下三个方面： 一是制备建筑材料，如免烧砖、蒸压砖、陶粒等［2］。二是提取其中的有价金属，如浸出提铝［3-5］，磁化焙烧选 铁［6，7］，酸浸提取钪、 钛、钒等稀有金属［8-12］。三是制备吸附材料，应用于废水处理。由于拜耳法提铝工艺是采用强碱（NaOH ）高温溶出铝土矿中氧化铝的过程，故此该工艺产生的尾渣（拜耳法赤泥）中游离碱和结构碱含量均较高，同时几乎不含2CaO ·SiO 2等活性成分，很难直接应用于建材行业。拜耳法赤泥中含有多种 有价金属，例如除铝、铁等常见金属外，还包括钪、钛、钒、铅和其他稀土金属等 ［13-16］ 。从拜耳法赤泥中提取有价金属一般需采用湿法冶金中的酸浸工艺，因此拜耳法赤泥在酸浸之前若不进行预先脱碱，会导致浸出过程酸耗量大、成本高等问题。在赤泥制备吸附材料之前，若不进行预先脱碱，吸附材料在应用过程中，其结构中的碱会溶解到废水中造成二次污染。
氧化铝三分厂指标实用手册 一、生产概况介绍 氧化铝生产实质上是利用氧化铝自身性质将铝土矿中的氧化铝与杂质进行分离的过程，其自身性质是由奥地利人K·J·Bayer（拜耳）于1889～1892年发现的并申报了专利，专利的主要内容就是我们所用拜耳法的生产原理：铝土矿中的氧化铝和苛性碱溶液在高温高压条件下反应生成铝酸钠溶液，铝酸钠溶液在降温、加晶种、搅拌条件下分解析出氢氧化铝。化学方程式如下： Al2O3·H2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq 完成铝土矿中氧化铝和苛性碱溶液反应的生产工序就是八车间高压溶出，它实现了铝土矿中的氧化铝与杂质分离进入铝酸钠溶液的目的；精制车间的主要任务就是将溶出后铝酸钠浆液中的溶液与赤泥实现彻底分离：溶出后矿浆含有100g/l左右杂质通过分离沉降洗涤、沉降槽溢流通过叶滤机变成浮游物≤15mg/l的铝酸钠精液送种分系统，沉降槽底流通过过滤机变成含水率≤40%的滤饼送烧结法系统；分解析出氢氧化铝后的母液经袋滤机回收浮游物后送蒸发车间经过蒸发器组以提高母液Nk浓度，从而与铝土矿中的氧化铝进行下一批溶出反应。七车间的主要任务是将烧结法系统碳分母液和种分母液经过蒸发器组以达到生产 - 1 -
- 2 - Nc AO 001865.00009.000144Nk .025.0+++需要的浓度。 二、指标概念介绍 1、铝酸钠溶液浓度指标： 1) 苛（性）碱浓度(Nk)：单位体积铝酸钠溶液中与氧化铝反应生成铝酸钠的Na 2O 和以游离的NaOH 形态存在的Na 2O 的质量。单位：g/l 2) 碳碱浓度(Nc)：单位体积铝酸钠溶液中以游离的Na 2CO 3形态存在的Na 2O 的质量。单位：g/l 3) 全碱浓度（Nt ）：单位体积铝酸钠溶液中以苛碱和碳碱形式存在的Na 2O 的总质量。单位：g/l 4) 氧化铝浓度（AO ）：单位体积铝酸钠溶液中与苛性碱反应生成铝酸钠的Al 2O 3质量。单位：g/l 2、铝酸钠溶液性质指标： 1) 苛性比值（αk ）：铝酸钠溶液中所含苛性碱和氧化铝的摩尔比，它相等于苛性碱和氧化铝的浓度比乘以系数 1.645。 2) 碳全碱比（Nc/Nt ）：一般是指拜耳法蒸发原母液中碳碱和全碱浓度的比值。单位：% 3) 硅量指数（A/S ）：单位体积铝酸钠溶液中氧化铝与二氧化硅的质量比值。 4) 密度： d 20＝0.5＋ 式中：Nk 、AO 、Nc 为溶液中各成分的g/l 浓度，溶液温度20℃。