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
变为C点。分离赤泥后降低温度，使溶液的过饱和度进一步提高加入晶种，析出氢氧化铝，在分解过程中溶液成分沿C点与三水铝石的图形点连线变化。
D点: 如果溶液的分解最终冷却的30度，种分母液的成分在理论上可以达到连线与30度等温线的交点。在实际生产中，也由于时间的限制，在D点就结束了，D点的组成中仍然含有过饱和的氧化铝。如果D点的摩尔比与A点相同，通过蒸发，溶液成分又可以恢复到A点。
4.2.2 四条线：
AB:溶出线BC:稀释线BD:分解线DA:蒸发线
5 实际循环偏离理论循环的原因：
（1）存在氧化钠和氧化铝的化学损失和机械损失。（化学损失是指与其他物质发生了化学反应（这也是氧化铝和氧化钠的主要损失,他占到氧化钠损失的80%），机械损失是跑、冒、滴、漏带走的碱液，化学损失生成的水合铝硅酸钠会使的溶液中的碱损失比铝损失慢，水化石榴石会使得溶液中的铝降低，这样都会使得溶出液的苛性比增加）
（2）溶出时蒸汽冷凝水使溶液稀释（如果是间接加热可以避免）
（3）由于稀释沉降过程中发生的少量水解现象（由于加水稀释使得溶液的温度和浓度降低，会有部分碳酸钠被赤泥中的氢氧化钙苛化，同时也会生成一定量的水化石榴石，随着洗涤的进行溶液浓度进一步降低，这些反应都加强，使得溶液的苛性比增加）
（4）添加的晶种带入母液使溶液苛性比有所提高（在晶种分解过程中添加的晶种数量是惊人的，由于沉降分离后得到的晶种是不经过洗涤的，在晶种的上面附带了大量的碱液，附带的碱液累积而晶种在不断的消耗，使得母液中的氧化钠含量增加）
二．生产工艺
1 三个阶段:
溶出，分解，煅烧
2 主要工序：
破碎，湿磨，溶出，稀释，沉降分离，赤泥洗涤，晶种分解，煅烧，蒸发和苛化。
2.1 破碎：
通常分粗碎，中碎，细碎三个阶段。
2.2湿磨：
将铝土矿按配料要求配入石灰和循环母液磨制成合格的矿浆。下图为原矿浆的磨制流程：
2.3溶出：
在高温高压的条件下，使铝土矿中的氧化铝水合物从矿石中浸出来，制的铝酸钠溶液，而铁、硅等杂质进入赤泥中。
2.4稀释：
溶出后的浆液用赤泥洗液加以稀释，进一步脱出溶液中的硅，为沉降分离和晶种分解创造必要的条件。
2.5沉降分离：
稀释后的浆液进入沉降槽处理，以使铝酸钠溶液和赤泥分离来开。
2.6赤泥洗涤：
沉降分离出来的赤泥浆液，用水洗涤以回收有用成分，洗涤次数越大，有用成分损失越少。
2.7晶种分解：
将分离了赤泥的铝酸钠溶液送入分解槽，加入晶种，不断搅拌并逐渐降温，分解析出氢氧化铝，并得到分解母液。
2.8煅烧：
在高温下将氢氧化铝的附着水，结晶水除去，并使其晶型转变，以获得适合要求的氧化铝。
2.9蒸发：
种分母液通过浓缩，以提高其碱浓度，保持循环体系中水量平衡，使母液达到拜耳法循环要求。
3.0苛化：
在蒸发时有一定的一水碳酸钠结晶析出，将其分离出来用石灰乳苛化成氢氧化钠溶液，与蒸发母液一同送往湿磨配料。
3.工艺流程简述：
由汽车运进厂的铝土矿经地磅站称重后倒入卸矿站及铝土矿原矿堆场。经胶带机送往破碎站，破碎后的铝土矿经胶带机送往均化库堆存并凉干水分。外购石灰用汽车运进厂后经胶带输送机送往石灰仓储存，然后分别送往石灰消化工序及原料磨工序。
在原料磨工序将石灰、铝土矿、循环母液按一定比例混合后进入由棒、球二段磨进行磨矿，磨矿矿浆经水力旋流器进行分级，得到合格的原矿浆进入原矿浆槽。
原料磨送来的原矿浆由溶出前槽自流进入GEHO泵，送入五级单套管，五级压煮器组成的十级预加热器加热，用高压蒸汽间接加热压煮器内矿浆至溶出温度，经十级自蒸发器闪蒸器降温后，溶出矿浆用赤泥一次洗液稀释后进入溶出后c槽停留4个小时，脱出溶液中的硅和钛等杂质后送往赤泥分离和洗涤工序。闪蒸产生的二次蒸汽用于十级预热，新蒸汽冷凝水经闪蒸成6bar蒸汽，并入全厂低压蒸汽管网。
溶出后槽送来的稀释矿浆与从絮凝剂制备送来的絮凝剂混合后进入40米单层平底分离沉降槽进行固液分离，溢流用粗液泵送往控制过滤工序，底流用泵送入赤泥洗涤沉降槽。
分离底流进行三次反向洗涤再用赤泥过滤机进行过滤洗涤，热水分别进入过滤机和末次洗涤槽，滤饼进入漏斗经螺旋输送进入再次浆化槽，再用GEHO泵送
至赤泥堆场进行干法堆存。
分离沉降槽溢流进入控制过滤工序后在粗液槽内与石灰乳按比例混合。然后用泵送入叶滤机进行精滤，滤饼进二次洗涤槽，滤液自流入精液槽，由精液泵送往板式热交换工序。
从控制过滤过来的精液与从种子过滤来的分解母液在板式换热器中进行换热，使其温度从105度降低至60度。送种子过滤工序与过滤出来的晶种混合成为分解浆液，用晶种泵送往分解首槽进行分解，经连续分解后12号槽顶用立式泵抽取浆液进行旋流分级，分级溢流进入14号槽，底流用部分母液冲稀后自流去产品过滤。溢流由14号槽自流至立盘种子过滤机，滤饼入晶种槽作种子用，滤液入锥形母液槽后溢流进入平底母液槽，送至板式换热器将其温度从48---55度升至85度左右后送蒸发原液浆。
旋流分级后的底流进入成品过滤饲料槽，经喂料泵送入平板过滤机进行成品过滤洗涤，通过用蒸发站送来的冷凝水进行洗涤后，得到滤饼，通过螺旋卸入胶带机，经皮带送到氢氧化铝仓。母液送到种子过滤的锥形母液槽，氢氧化铝洗液送赤泥洗涤。
成品氢氧化铝由炉前小仓日产1200吨的气体悬浮焙烧炉供料，经焙烧完成脱出吸附水，结晶水，晶型转变过程，得到氧化铝。
蒸发原液除少部分不经蒸发直接送母液调配槽外，大部分在带三级闪蒸的六效降膜蒸发器组进行蒸发浓缩后调配。在流程中碳酸钠浓度高需排盐时，从二级闪蒸抽取部分母液进入强制循环蒸发器进行超浓缩后送入盐沉降槽，盐沉降槽溢流进入溢流槽送强碱槽，底流进排盐过滤机进行过滤，滤液进溢流槽，滤饼用热水溶解后，进入苛化槽加入石灰乳进行苛化，再用过滤机分离后，滤饼送沉降赤泥洗涤系统，滤液送母液调配槽，与蒸发母液、原液调配成循环母液，用于原料磨配料。
5 各个阶段设备流程示意图：
5.1 原料车间流程：
任务：破碎、湿磨
5.2溶出车间流程：
任务：将原矿浆进行预脱硅；预脱硅后的原矿浆经隔膜泵送出溶出；溶出浆
液送到分离沉降工序。
5.3 沉降车间：
任务：赤泥沉降；精液叶滤。
5.4 晶种分解车间：
任务：接受从叶滤来的精液晶种生产出合格的氧化铝浆液；经分级后成品过滤合格氢氧化铝送焙烧；种子过滤给晶种分解提供晶种母液蒸发。
5.5蒸发车间：
任务：平衡氧化铝生产过程中的水量；排除杂质盐类。
5.6 煅烧车间：
任务：将氢氧化铝焙烧为合格的氧化铝产品。
4 各阶段的主要技术指标：
4.1原矿浆制备工序的技术指标：
配料摩尔比、铝硅比、液固比、补充碱量、氧化钙添加量、循环母液浓度、矿浆细度。
4.2溶出过程的技术条件及经济指标：
溶出温度、溶出时间、碱耗、热耗、氧化铝溶出率。
4.3种分过程的技术指标：
摩尔比、种子比、氧化铝浓度、分解初温、分解时间、分解终温。
衡量种分过程效率：种分分解率、分解槽单位产能、氢氧化铝的质量。
生产砂状氧化铝的物理性能还取决于种分过程的控制。
4.4 氢氧化铝的分离与洗涤过程的技术及经济指标：
氢氧化铝洗水量、料将液固比、成品氢氧化铝含水量、过滤机产能。
4.5煅烧过程的技术及经济指标：
温度、燃料消耗量、产量
煅烧产品的质量：化学纯度、灼碱、粒度、安息角、32O l A -α含量。
三．工艺流程图
四 公式
1 铝硅比：
A/S
指铝土矿中氧化铝和二氧化硅的质量分数之比。（用于确定生产氧化铝的方法）
硅量指数：
A/S
指铝酸钠溶液中氧化铝和二氧化硅的质量浓度的比值。（衡量铝酸钠溶液纯度的指标）
苛性比：
MR=质量质量3
22322645.1)()(O Al O Na O Al n O Na n K K ==K α
指铝酸钠溶液中所含的苛性钠和氧化铝的摩尔比。（他表示铝酸钠溶液中氧化铝的饱和程度和稳定性。）
工业上铝酸钠溶液的浓度是用每升铝酸钠溶液中所含氧化铝及碱的质量来表示，单位为g/l （在上式中的比值单位可以是浓度g/l 也可以是质量的百分比%）
2 循环效率：
a m a
m E αααα?-?
=645.1
表示一吨氧化钠在一次拜耳法循环中产出的氧化铝的量。
循环碱量：
a m a
m E N αααα-??
==608.01
表示生产一吨氧化铝在循环母液中所必须还有的碱量。
循环母液的苛性比越大，溶出液(铝酸钠溶液)的苛性比越小，生成1吨氧化
铝所需的循环碱量就越小，而循化效率越高，物料流量减小。
3 理论溶出率：
%
100]11[%100?-=?-=S
A A
S A 理η 实际溶出率：
%100)()()(?-=矿
泥
矿实S A S A S
A η 相对溶出率：
%
1001
)()()(?--==矿泥
矿相实相S
A S A S A ηηη 最低碱耗：
1608
)(2-=
S
A O Na m 损失
溶出一吨氧化铝，由于生成钠硅渣而造成的氧化钠的最低损失。
4 分解率：
%
1001?)-(=m
a
ααη 以铝酸钠溶液中分解析出氧化铝的百分含量来表示的，上式是根据分解前后溶液的分子比来计算的。（他表示当原液分子比一定时，母液分子比越高，则分解率越高；提高分解速度，则在一定分解时间内其分解率增加）
产出率：
η?=a A Q
表示单位体积分解原液分解出来氧化铝的数量。
分解槽单位产能：
m
a m a a A A Q
P τααατ
η
τ
)
(-?=
?=
=
表示单位时间内从分解槽单位体积中分解出来的氧化铝数量。（单位产能和分解率不经常保持一致的关系，延长分解时间，可以提高分解率，但是过分延长时间会降低分解槽单位产能）
种子比：
)()(精种种子比A V A m ρ=
指晶种分解时，添加氢氧化铝晶种中氧化铝的质量与原液中氧化铝质量的比值。
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。
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：
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··
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
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 __
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。
Metallurgical Engineering 冶金工程, 2019, 6(2), 72-79 Published Online June 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/7518315314.html,/journal/meng https://https://www.doczj.com/doc/7518315314.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。
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℃。
氧化铝知识培训内容 ——————氧化铝技术经济指标计算 第一节：概述 铝从十九世纪末才开始工业生产，在此以前，曾被认为是贵金属，地位甚至黄金之上，但其发展十分迅速，从1890年至1900年，全世界金属铝的总产量约为2.8万吨，而到二十世纪中叶，铝的产量已居世界有色金属之首，仅次于钢铁。而1990年一年，世界原铝产量已达到1600多万吨，约占世界有色金属产量的40%。1999年月日2209.7万吨。 二十世纪以来，全世界原铝产量迅速增长，铝的应用领域也日益广泛，目前，铝已广泛应用在日常生活以及现代工业的许多部门，如航天工业、交通运输业、建筑业等行业中。正是由于铝金属肯有优越的性能和丰富的资源，它将成为21世纪的世纪金属或结构金属，在国民经济中占有重要位置。 1.1、金属铝产量和需求量 由上表可知，原铝年产量在逐年递增，而原铝人格却在下降，但1999年后，铝价开始回升，供求关系发生变化，供不应求，一是因为美国凯撒公司的格雷默西氧化铝厂于1999年7月5日发生爆炸，丧失了100万吨/年的产能；二是印度两大氧化铝厂检修，丧失15万吨/年的产能。8月份全球氧化铝供应紧张，价格上涨。 截止到2002年6月国内已建成电解铝厂122家，年产量已达400万吨。 1.2、氧化铝量和需求量的变化 氧化铝是电解铝的主要原料，各国的氧化铝产量的90%左右用于生产金属铝，因此随着铝工业的发展，氧化铝工业也发展起来。 我国的氧化铝工业是伴随着电解铝生产的发展而建立和发展起来的。我国铝工业建立以来，
其内部各环节基本上是均衡发展的。直到1983年，氧化铝产能与电解铝产能，特别是产量上出现严重不平衡，主要是由于地方及乡镇企业兴建小型铝电解厂而造成的。 根据资料统计，只有当氧化铝：原铝=2.3时，才能满足国内氧化铝的需要。 表2 氧化铝与原铝比值变化情况 为补充缺口，我国从1983年开始进口氧化铝，到1999年累计进口氧化铝1397.04万吨，占同期我国氧化铝产量的45.75%。 由上表可知，我国氧化铝产量严重不足，每年需要进口大量氧化铝，且在数年内，我国仍将是氧化铝进口国。因此，国家九五计划和2010年远景目标纲要中明确指出：重点发展氧化铝。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 拜耳法生产氧化铝 所谓“拜耳法”系奥地利化学家K·J·Bayer 于1887 年发明的处理优质铝土矿 制取氧化铝的一种方法。拜耳法就是用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝 土矿，溶出其中的氧化铝得到铝酸钠溶液，往铝酸钠溶液中添加氢氧化铝晶 种，经过一定时间的搅拌分解就可以析出氢氧化铝，分解母液经蒸发后用于溶 出下一批铝土矿。拜耳法生产中经常用到苛性比、硅量指数、循环效率、晶 种系数等概念。拜耳法就是用碱溶出铝土矿中的氧化铝。工业上把溶液中以NaAlO2 和NaOH 形式存在的Na2O 叫做苛性碱（记作Na2Ok），以Na2CO3 形式存在的Na2O 叫做碳酸碱（记作Na2Oc），以Na2CO4 形式存在的Na2O 叫做硫酸碱（记作Na2O），所有形态的碱的总和称做全碱（记作Na2Ot）。苛性比就是铝酸钠溶液中的Na2Ok 与Al2O3 的摩尔比，记作αko。美国习惯用铝酸钠溶液中的Al2O3 与Na2Ok 的质量比表示，符号A/N。硅量指数指铝酸钠溶液中的Al2O3 与SiO2 含量的比，符号A/S。循环效率指铝酸钠溶液中的1t Na2O 在一次拜耳法循环中产出的Al2O3 的量（t），用E 表示。它表明碱的利 用率的高低。晶种系数（种子比）指添加晶种氢氧化铝中的Al2O3 数量与分解原液中的Al2O3 数量之比。分解离指分解出氢氧化铝中的Al2O3 数量占精液中所含Al2O3 数量之比。计算式为：η=（1－αa/αm）×100%式中αa，αm-分别表示分解精液和分解母液的苛性比值。拜耳法生产包括四个过程：（1）用 αk=3.4的分解母液溶出铝土矿中的氧化铝，使溶出液的αk=1.6～1.5；（2）稀释溶出液，洗涤分离出精制铝酸溶液（精液）；（3）精液加晶种分解；（4） 分解母液蒸发浓缩至苛性碱的浓度达到溶出要求（230～280g/L）。拜耳法生产 氧化铝的工艺流程如图1 所示。图1 拜耳法生产氧化铝的工艺流程铝土矿的溶出是拜耳法的关键工序。铝土矿中的三水铝石在140℃就很快地溶入苛性碱
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
前言 (3) 第一章总则 (5) 第二章路基施工前应进行的试验评价工作 (7) 第三章施工前的准备工作 (8) 第四章赤泥改性固化处理 (13) 第五章赤泥路基施工 (14) 第五章赤泥路基的压实工艺 (21) 第六章压实标准与压实度检测 (24) 第七章石灰土封层 (26) 第八章粘土包边 (28)
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吨赤泥。2014年全国赤泥产生量约8000万吨，利用量约320万吨，利用率4%。目前我国赤泥累计堆存量超过3.5亿吨。赤泥的大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。因此，最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大规模的资源化利用已迫在眉睫。然而进行赤泥的综合回收与利用，是治理污染、保护生态的重要手段；同时也可以节省大量的土地和资金，造福于人类社会，实现资源效益、经济效益、社会效益和环境效益的有效统一。 近年来，我省公路建设发展迅速，公路总里程达到90000公里，其中高速公路5000公里，一级公路6000公里，路网密度达每百平方公里57.7公里。基本实现“五纵连四横、一环绕山东”的高速公路网。公路建设的快速发展带来了取土场的路基填筑材料的紧张和不足，将赤泥作为道路材料不仅可以节省大量的筑路填土，降低工程成本，亦为工业废弃料的资源化应用提供一种新尝试，从而节约因工业废弃料堆放所占用的大量土地资源。 为此，我院结合赤泥公路路基特点和现行规范，编写《赤泥填筑公路路基施工技术指南》。本指南的编写将有力完善填筑施工的质量检测评价体系，不仅可以直接辅助依托工程设计优化，指导路基填筑施工，而且对今后类似工程建设的科学设计、合理施工、以及质量控制和路用性能检测评价等，提供工程示范。同时，赤泥的合理利用节省了宝贵的
拜耳法生产氧化铝工艺 1. 拜耳法定义 所谓“拜耳法”系奥地利化学家K.J.Bayer于1887年发明的处理优质铝土矿制取氧化铝的一种方法。100多年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用着拜耳法这个名词。拜耳法在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质量高，其经济效果远非其它方法所能媲美。目前全世界生产的Al2O3和Al(OH)3，有90%以上是用拜耳法生产的。拜耳法包括两个主要过程，也就是拜耳提出的两项专利。 （1）一项是他发现Na2O和Al2O3分子比为1.8的铝酸钠溶液在常温下，只要添加Al(OH)3作晶种，不断搅拌，溶液中的Al2O3便可以呈Al(OH)3徐徐析出，直到其中Na2O和Al2O3 的分子比提高到6为止。这也就是铝酸钠溶液的晶种分解过程。 （2）另一项是他发现，已经析出大部分Al(OH)3的溶液，在加热时，又可以溶出铝土矿中的Al2O3水合物，这也就是利用种分母液溶出铝土矿的过程。交替使用这两个过程就能够一批批地处理铝土矿，从中得出纯的Al(OH)3产品，构成所谓拜耳法循环。拜耳法的实质也可用下列反应来表示。反应在不同条件下的交替进行： Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq 2拜耳法基本原理及适用范围 2.1基本原理： （l）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溶出新的铝土矿，即溶出过程。 2.2适用范围氧化铝的生产方法有拜耳法、烧结法、拜耳—烧结联合法三种。各种方法的适用范围为： （3）拜耳法：7 混联法生产氧化铝工艺 碱循环工艺特点 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： A、拜耳法赤泥及附液、湿碱及附液和一部分烧结法种分母液、氢氧化铝附液间的，通过熟料、蒸发母液贯穿于混联法流程的拜耳……烧结间的碱循环。 B、碳分蒸发母液、熟料、烧结法精液、碳分母液、碳分蒸发母液间的烧结法全流程的碱循环。 另外，尚有拜耳法的种分蒸发母液、原矿浆、精液、种分母液、种分蒸发母液的全流程碱循环;烧结法内部的碳分母液、精液间的和种分母液、精液间的局部流程的碱循环等。混联法生产氧化铝工艺
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