东北大学
硕士学位论文
烧结法氧化铝生产过程赤泥液固分离系统技术改进
姓名：李敬升
申请学位级别：硕士
专业：冶金工程
指导教师：刘宜汉
20030801
东北大学硕士学位论文摘要烧结法氧化铝生产过程液固分离系统的技术改造
摘要
山东铝业公司氧化铝生产采用的是烧结法，公司经过近５０年的发展，生产规模不断扩大，由最初设计的氧化铝年产３万吨发展到今天的６６万吨。目前，受工厂现有生产设备和场地空间的限制，要继续扩大生产已非常困难。为此，山东铝业公司决定首先改进氧化铝生产流程的关键环节，即赤泥液固分离系统，旨在通过对此系统的改进，提高氧化铝生产过程固液分离效率，达到进一步提高氧化铝产量的目的。
本文介绍了山东铝业公司烧结法氧化铝生产工艺流程，该流程长，设备类型多，生产连续性强。针对上述特点，本文介绍了我公司多次的赤泥固液分离模拟实验的研究，取得了一系列的实验数据，并定出了高效沉降槽（包括赤泥分离沉降槽、赤泥洗涤沉降槽和硅渣分离沉降槽）的规格和数量。本文还介绍了设备引进后，运行过程中暴露出的问题以及解决和改进的措施。通过采取针对性措施，高效沉降槽处理能力大的优点逐步显现出来。
此次赤泥液固分离系统的技术改进，采用了带有自稀和絮凝剂加入系统的高效沉降槽，该沉降槽利用上部清液对赤泥进料进行充分地稀释，保证了絮凝剂最佳的絮凝效果，同时又节省了大量的稀释用水。高效沉降槽全部投入运行后，年创效益２３５６万元，每吨氧化铝可降低生产成本３５，７元。
关键词：氧化铝生产
赤泥分离
絮凝剂液固分离高效沉降槽
东北大学硕士学位论文
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
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本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人获得其它学位所使用过的材料。
本人签名：香留蚪
日期：２００３＇年８月２８日
第一章前言
１．１概述
氧化铝生产过程就是从铝矿石中提取氧化铝使之与杂质分离的过程。目前工业上生产氧化铝的方法主要是拜耳法和碱石狄烧结法，这两种方法各有其优缺点和适用范围。根据我国由于铝土矿资源的情况，氧化铝生产主要以联合法为主。
一般的铝土矿中含氧化铝大约在４５’７５％之间；若按此比例进行氧化铝溶出及与所伴生杂质分离，每生产一吨氧化铝大约要沉淀出杂质３３３、１２２２公斤，处理溶液１０－１５吨。除此之外，后续生产过程中从氧化铝精液中沉淀析出氢氧化铝，仍然有大量的固液分离操作。由此可见，在氧化铝生产过程中液固分离技术具有相当重要的意义。
由于目前我国电解铝厂迅猛快速发展，氧化铝产量在市场已成供不应求之势。各氧化铝生产厂家都在扩大生产能力，以保证最大限度的满足市场需要。而在此过程中，赤泥分离、洗涤、脱硅往往成为氧化铝生产整个过程的瓶颈，限制氧化铝的生产能力。加之各个企业的占地面积有限，单一增加分离器有效分离面积的方法，已经受到一定的限制；且高效的固液分离还是保证氧化铝质量的前提，只有在高效除杂的前提条件下，才能生产出高纯度、高质量的氧化铝。因此，探索高效的固液分离技术，对现有工艺进行改进，是十分必要的。
本课题就是针对山东铝业公司工艺技术改造中，综合考虑山东铝业公司未来氧化铝生产发展目标及现有厂地空间实际隋况而确定的，旨在通过对现有固液分离系统进行改进，提高氧化铝生产中固液分离的效率；从而达到提高单位时间处理固液分离量，以提高氧化铝产量的目的。
１．２文献综述
１．２．１氧化铝生产概述
地壳中铝的平均含量为８．８％，仅次于氧和硅，居于第三位‘。由于铝的化学性质活泼，它在自然界中只以化合物状态存在‘。地壳中的含铝矿物约有２５０种左右，其中约４０％是各种铝硅酸盐。最重要的含铝矿物只有１４’１５种。而铝土矿是目前氧化铝生产的主要矿石来源。世界上生产的氧化铝９５％左右是从铝土矿中提炼出来的。
铝土矿是一种组成复杂、化学成份变化很大的矿石。其主要含铝矿物为三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石。其次还含有不同数量的其他矿物，如：赤铁矿、针铁矿、水赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、高岭石、石英、锐钛矿、金红石，以及钙、镁的碳酸盐等。除此以外还含有微量
元素铬、钒、镓、锗、磷以及有机物。根据铝土矿中含铝矿物存在的形态不同将铝土矿分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型以及混合型四种类型。
全世界铝土矿资源丰富，约计２３０亿吨，其中８０％以上为拜耳法溶出性能最好的三水铝石型铝土矿。主要产地集中在赤道两侧地区。其矿石特点是氧化铁和氧化硅含量低；氧化铝含量高，铝硅比通常大于１０。评价铝土矿的质量不仅看它的化学成份，铝硅比的高低，而且还要看铝土矿的类型。铝土矿的矿石构造三水铝石多呈松散碎屑状，而一水硬铝石主要为石质块状。矿石结构有土状、致密状与豆鲕状。铝土矿可以具有从白色到赭色之间的很多颜色。一般含铁高的呈红色，铁低的呈灰色、黄褐色及褐色。硬度变动于１、７之间。
铝土矿的类型对氧化铝的可溶性影响较大。三水铝石型最易溶于苛性碱溶液，一水软铝石次之，一水硬铝石最难溶。有资料表明用苛ｌ生碱溶液溶出澳大利亚的三水铝石一一水软铝石混和型矿溶出温度２４５℃，１１５９／１苛性碱浓度，溶出时问只需要７分钟。而用我国一水硬铝石型铝土矿在２４５℃，２４０９／１苛｝生碱浓度下，需要１５０分钟。如果用同样容积的设备处理澳矿要比我国矿石提高产能约１０倍，而且对以后生产工序的技术经济指标也有很大影响。由此看出，由于铝土矿的矿石类型不同，将对拜耳法氧化铝生产的投资和成本引起很大的差别。
中国铝土矿资源应属于供应十分充裕的矿种。从资源特点分析，铝土矿分布集中，主要分布在山西、河南、贵州、广西、山东、四川等省区。但我国铝土矿资源属一水硬铝石型，尤以中低铝硅比矿石为主，即矿石含氧化铝和二氧化硅成份均高，其铝硅比多数在４’７之间。占我国铝土矿蕴藏总量的６０％以上，而铝硅比在ｌＯ以上的优质铝土矿还不到７％。
自然界中的铝矿石及含铝原料的类型繁多，同一类型的铝土矿中各种杂质的含量又各有差异。为了最经济地生产氧化铝，对不同的矿石必须采用不同的生产方法。已经提出的生产氧化铝的方法大致可分为碱法、酸法、酸碱联合法和热法等几种。但目前占氧化铝生产主导地位的还是碱法生产。现着重对现行的几种具有代表性的工艺加以综述。
拜耳法生产氧化铝，就是用碱（ＮａＯＨ或Ｎａ２Ｃ０３）处理铝土矿，使矿石中的氧化铝和碱反应制成铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的化合物进入固体残渣中。因为这种残渣被氧化铁染成红色，故称为赤泥。与赤泥分离后的铝酸钠溶液经过净化后，分解析出氢氧化铝［Ａ１（０Ｈ）３］，将Ａｌ（０｝｛）３与碱液分离并经过洗涤和焙烧后，即获得产品氧化铝。分离Ａ１（ＯＨ）３后的碱液称为循环母液，可以用来处理下一批铝土矿。
１．２．２．２烧结法
烧结法生产氧化铝，就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硅酸二钙２ＣａＯ．Ｓｉ０２，氧化铁与纯碱化合成可以
水解的铁酸钠，而氧化铝与纯碱化合成可溶于水的铝酸钠，将烧结产物（熟料）用水溶出，生成铝酸钠溶液，铁酸钠水躺形成氧化铁，氧化铁与２Ｃａ０．Ｓｉ０２一起进入赤泥，酸钠溶液再用二氧化碳分解便析出氢氧化铝，氢氧化铝经过焙烧便得到氧化铝。
拜耳法流程简单，能耗低，产品质量好，处理优质铝土矿对产品成本更低。但随着矿石铝硅比刚氐，氧化铝回收率下降，碱耗上升，成本增加。因此拜耳法只局限于处理优质铝土矿，其铝硅比至少不低于７。８，通常在ｌＯ以上。
烧结法流程比较复杂，能耗高，单位产品的投资和成本较高，产品质量一般不如拜耳法。但烧结法能有效地处理高硅铝土矿（铝硅比３’５）。
实践证明，在某些ｌ青况下，采用拜耳法和烧结法的联合生产流程，可以兼收两种方法的优点，取得较单一的拜耳法或烧结法更好的经济效果，同时使铝矿资源得到更充分的利用。因此，碱法生产氧化铝按生产过程的特点分为拜尔法、烧结法和联合法。
为了充分利用矿产资源，并用廉价的纯碱补偿拜尔法的苛性碱损失，降低生产成本，采用拜尔法和烧结法同时分别处理两种矿，这种方法称之为并联联合法。
当所处理的铝土矿是中等品位时，单独采用拜尔法或烧结法生产氧化铝在经济上都是不够理想的。但如果将矿石先经过拜尔法溶出后，其赤泥再用烧结法进一步提取其中的氧化铝和氧化钠称为串联联合法。此法能取得较好的经济效果，因为这样可使烧结法中投资最大的熟料烧结、脱硅等设备规模大大缩小，亦即投资和加工费用大为降低，而拜尔法赤泥中的碱和氧化铝又能充分地回收。
对于中等品位的铝土矿采用串联法处理虽然能收到较好的经济效果，但目前烧结单纯拜尔法赤泥配置的低铝硅比生料浆因烧成温度范围窄而有一定困难，而且烧结法部分所得出的铝酸钠溶液也很难恰好满足拜尔法所要求的补碱需要。如果在拜尔法赤泥配制的生料浆中添加一部分低品位的铝土矿，将熟料铝硅比提高到便于熟料窑操作控制的范围，这不但改善了大窑的技术操作和烧结法部分提供拜尔法所需要的碱，而且可以取得其它好的经济技术效果。这种兼有串联和并联特点的联合法成为混联联合法。混联法生产氧化铝，是在串联法基础上结合我国铝土矿资源的特点所创造的氧化铝生产工艺。经过长期工业生产实践证明，这一方法是适应我国一水硬铝石的难溶和不均一性以及改进低铝硅比赤泥烧结问题的经济合理的生产方法。其碱耗与总回收率已达到比较先进的水平，产品质量也接近世界水平。
混联联合法氧化铝生产的主要特点是：采用拜尔法处理高铝硅比（Ａ／Ｓ＞８）矿石，其赤泥经过洗涤和过滤浓缩后，送到烧结法处理。在烧结法生产过程中再掺配一部分低铝硅比（Ａ／Ｓ＝４—５）的矿石，既充分利用了低品位矿石资源，又回收了拜尔法赤泥中的氧化铝和氧化钠。烧结法系统完全独立，有利于平衡拜尔法和烧结法两个系统碱量和拜尔法赤泥浆的水分，以廉价的苏打加入烧结法以补偿生产过程的碱损失，这一过程是通过把烧结法系统生产的部分
．３．
精液送入拜尔法系统进行晶种分解来实现的。缺点是整个生产的工艺流程复杂，拜尔法系统和烧结法系统互相牵制，存在着一定技术指标条件下的物料流量与设备能力之间的综合平衡问题，某一工序非Ｊ下常ｌ青况会迅速波及到其他相关工序甚至整个生产过程，使得拜尔法系统和烧结法系统均不能最大限度发挥各自的生产能力。其工艺流程如下。
碳酸钠高硅矿石石灰石低硅矿石
图１．１洮暌珐生产氧化铝基本工艺流程圈
Ｆｉｇ．１．１ＴｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｌｏｗｓｈｅｅｔｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄＢａｙｅｒａｎｄＳｉｎｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓ１．２．２．４山东铝业公司氧化铝生产工艺概述
我国的氧化铝工业始于新中国成立后的１９５４年，山东铝厂（即今天的山东铝业公司）作为中国第一个氧化铝厂于１９５４年７月１日建成投产，这也是我国“一五”时期重点建设项目
之一。之后，我国又陆续建设了郑州铝厂（即长城铝业公司）、ｆｆｈ＇Ｊ＇ｉ＇ｌ铝／－、山西铝厂、中州铝厂和平果铝厂（即平果铝业公司）。到目前为止，我国氧化铝生产企业共有上述提及的６家。
东北人学硕．ｆ：学位论文第一章前言山东铝业公司氧化铝厂采用的是烧结法生产工艺，这也是国内最早的氧化铝生产工艺。
其碱石灰一烧结法氧化铝生产工艺流程图如下：
互苤塑±砬焦鳖
碳蒸母液
ｌ氢氧化铝焙烧
东北人学硕士学位论文第一章前言
图１．２碱石灰一烧结法氧化铝生产工艺流程图
碱—石灰烧结法生产氧化铝是：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硅酸二钙２ＣａＯ．Ｓｉ０２，氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，而氧化铝与纯碱化合成可溶于水的铝酸钠；将烧结产物（熟料）用水溶出时，铝酸钠进入水，铁酸钠水解形成氧化铁。氧化铁与２ＣａＯ．Ｓｉ０２一起进入赤泥，以后再用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝。分离氢氧化铝后的母液称为碳分母液，经蒸发后又可返回配料。
碱—石狄烧结法生产氧化铝有生料浆的制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝分离及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。
ｌ、生料浆的制备。将铝土矿、石灰、碱粉、无烟煤及碳分蒸母液按一定的比例，送入原料磨磨成料浆，经料浆槽调配成合格料浆，供熟料窑烧结。
２、熟料烧结。熟料烧结过程通常是在回转窑内进行。调配合格的生料浆送入窑内在１２００－－１３０００Ｃ的高温下发生一系列的物理化学反应，主要生成ＮａｏｉＡｌ。魄、Ｎａ０２Ｆｅ。魄、和２ＣａＯＳｉＯ。。冷却后称为熟料。
３、熟料溶出。熟料破碎到合格的粒度后用调整液在湿磨内进行粉碎溶出。有用成分Ａ１舢和Ｎａ魄进入溶液，成为ＮａＡｌ（０Ｈ）。溶液，２ＣａＯＳｉＯ。和Ｆｅ２０３等杂质进入赤泥中。
４、赤泥分离和洗涤。为了减少溶出过程中ｈｌ。０３和Ｎ如的化学损失，赤泥和铝酸钠溶液必须进行陕速分离。为了回收赤泥附液中所带走的Ａ１。嘎和ＮａＱ，将赤泥进行多次洗涤后外排。
５、粗液脱硅。在熟料溶出过程中，２ＣａＯＳｉＯ：不可避免地与溶液反应，使溶出后含１２０９／１Ａｌ她左右的铝酸钠溶液中含有５－－６９／１Ｓｉ０。，生产上称粗液。为了保证产品氧化铝的质量，粗液必须进行脱硅，使溶液中的ｓｉ晚含量降到０．３９／１以下，脱硅后的溶液称为精液，固体产物称为硅渣，精液送分解，硅渣返回配料。
６、精液分解。精液分解在分解槽内进行，连续不断地往分解槽内通入ＣＯ，气体，使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝（生产上称为碳分）。为了保证氧化铝产品质量，分解到一定程度就停止通气。同时为保证脱硅粗液的苛性比值，精液也进行部分种分分解。
７、氢氧化铝与母液分离并洗涤后，焙烧得氧化铝。碳分母液少部分供溶出用调整液，大部分经蒸发浓缩到一定浓度后返回去配制生料浆。
碱石灰烧结法生产氧化铝工艺流程长，设备类型多，生产连续ｌ生强。在其整个生产过程中，有很多过程存在固体颗粒与溶液形成的悬浮液。如熟料溶出后所得到的溶出液，脱硅后
图１．３沉降槽的演变过程图
絮凝剂使用之前低沉降速率，大沉降面积。
絮凝剂使爿ｊ初期：沉降面积缩小，沉降速率、底流浓度得到改善
絮凝荆改进后：高效沉降槽沉降面积进一步缩
小。
使用高效絮凝剂：沉降速率、泥层高度增加，底流浓度达到最大。
Ｆｉｇ．１．３
Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｓｔｅｐｓ
ｏｆｒｅｄｍｕｄＳｅｔｔｌｅｒｓ
沉降槽由如下几个基本的部分组成：槽体：用于盛装料浆。
进料管道和喂料井：用于将料浆流通过喂料井输送到沉降槽内。
耙机和驱动装置：其作用是通过耙机的缓慢转动将赤泥推动到槽底卸料位置。赤泥卸料系统：将赤泥通过重力或泥浆泵排出槽体。
溢流槽：将赤泥分离以后的上部清液排出进入下部脱硅流程。
．Ｏ．
拜耳法氧化铝生产中的有机物 有机物的积累和危害是大多数拜耳法氧化铝厂必须面对的问题。溶液中有机物含量较高时，其所产生的负面影响往往是多方面的，工厂的产量、产品质量及其它技术经济指标将因此受到严重影响。文献[1]报道，仅澳大利亚每年由于有机物造成的氧化铝产量损失就达130万吨。某些有机物的存在使生产砂状氧化铝变得困难。因此，有机物问题成为氧化铝生产中的主要研究方向之一。国外就拜耳法生产中有机物的行为、对生产过程的影响及其排除方法等进行了长期的、大量的研究，取得了重要进展。 我国大多数氧化铝厂采用混联法或烧结法生产，有机物的影响很小或完全不存在。平果铝业公司氧化铝厂是我国目前唯一的采用纯拜耳法生产的工厂，投产较晚，原矿中的有机物含量也较低，有机物的影响需继续观察和研究。我国在“九五”期间进行的中、低品位铝土矿选矿研究取得了重大的进展，但除原矿中部分有机物进入精矿外，还有一定数量的浮选药剂被带入精矿，这种浮选药剂在拜耳法生产中的行为及其影响如何，尚未见诸文献报道，非常值得重视。 一、拜耳法溶液中的有机物 拜耳法溶液中的有机物主要来自铝土矿，絮凝剂、消泡剂、脱水剂等添加剂也会带入少量有机物。但据文献报道，其数量和影响均较小。铝土矿中的有机碳含量通常为0.1-0.3%，但亦可低至0.03%或高达0.6%(某些地表矿)。热带铝土矿中有机碳含量较高，一般为0.2~0.4%，而一水硬铝石型铝土矿中
的含量则较低，通常为0.1%。南美、非洲、澳大利亚铝土矿中的有机物含量较高，而欧洲、俄罗斯和中国的大多数铝土矿有机物含量较低。 铝土矿中的有机物分为腐殖质和沥青两种[2]。腐殖质主要成分为木质素转变的产物—腐殖酸。腐殖质成分复杂，其平均元素组成为，%：58%C，36%O2，4%H2，2%N2及其它杂质。腐殖质易溶于碱液。沥青中的C和H含量比腐殖质中的高，实际上不溶于碱液。据文献[3]，铝土矿高压溶出时，腐殖质几乎全部溶入溶液，而沥青的溶出率不高于10%，在赤泥浆液稀释及沉降分离过程中，又全部析出进入赤泥。Jose G. Pulperiro等[4]报道，在铝土矿溶出条件下，60-90%的腐殖质溶解于强苛性碱溶液中，生成腐殖酸钠。不溶解的腐殖质是由于被铝土矿中不溶的无机物结合或吸附。 虽然原矿中有机物的含量一般不高，在铝土矿溶出时也非全部进入溶液，但由于种分母液与洗液是循环的，拜耳法流程中的有机物会逐渐积累，直至达到进出平衡为止。溶液中有机物的平衡浓度主要取决于铝土矿中有机物的含量及其组成，也与溶出条件等有关。一般情况下，拜耳溶液中有机碳含量为7-15g/L，在极端情况下可达25g/L[5]。文献[6]报道，处理热带铝土矿的德国施塔德氧化铝厂的溶出液中，有机碳含量甚至高达34g/L。 Β. Α. Зинченко[7]早期所作的乌拉尔氧化铝厂有机物的平衡表明：随铝土矿（一水硬铝石型）进入流程的有机物占全部有机物的88.5%，其余11.5%来自面粉（当时用作赤泥絮凝剂），而赤泥排走的有机物占全部有机物总量的83%，仅有17%进入溶液。进入溶液中的有机物主要随苏打结晶（据有关资料，苏打结晶中有机碳含量达0.5~1.5%）和氢氧化铝排出，二者分别占原矿中有机物总量的5.7%和4.5%，按对进入溶液中的有机物总量计算，则分别占33.5%和26.5%，其余则随苏打苛化后的石灰渣、蒸发母液等
膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同的膜分离过程：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）： 微滤又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1-1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在 1000-300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广
接种、分离纯化和培养技术 一、接种 将微生物接到适于它生长繁殖的人工培养基上或活的生物体内的过程叫做接种。 １、接种工具和方法 在实验室或工厂实践中，用得最多的接种工具是接种环、接种针。由于接种要求或方法的不同，接种针的针尖部常做成不同的形状，有刀形、耙形等之分。有时滴管、吸管也可作为接种工具进行液体接种。在固体培养基表面要将菌液均匀涂布时，需要用到涂布棒。（图３－３） 图３－３接种和分离工具 1．接种针 2.接种环3.接种钩4.5.玻璃涂棒6.接种圈7.接种锄8.小解剖刀 常用的接种方法有以下几种： １）划线接种这是最常用的接种方法。即在固体培养基表面作来回直线形的移动，就可达到接种的作用。常用的接种工具有接种环，接种针等。在斜面接种和平板划线中就常用此法。 ２）三点接种在研究霉菌形态时常用此法。此法即把少量的微生物接种在平板表面上，成等边三角形的三点，让它各自独立形成菌落后，来观察、研究它们的形态。除三点外，也有一点或多点进行接种的。 ３）穿刺接种在保藏厌氧菌种或研究微生物的动力时常采用此法。做穿刺接种时，用的接种工具是接种针。用的培养基一般是半固体培养基。它的做法是：用接种针蘸取少量的菌种，沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺，如某细菌具有鞭毛而能运动，则在穿刺线周围能够生长。 ４）浇混接种该法是将待接的微生物先放入培养皿中，然后再倒入冷却至45°C左右的固体培养基，迅速轻轻摇匀，这样菌液就达到稀释的目的。待平板凝固之后，置合适温度下培养，就可长出单个的微生物菌落。 ５）涂布接种与浇混接种略有不同，就是先倒好平板，让其凝固，然后再将菌液倒入平板上面，迅速用涂布棒在表面作来回左右的涂布，让菌液均匀分布，就可长出单个的微生物的菌落。 ６）液体接种从固体培养基中将菌洗下，倒入液体培养基中，或者从液体培养物中，用移液管将菌液接至液体培养基中，或从液体培养物中将菌液移至固体培养基中，都可称为液体接种。 ７）注射接种该法是用注射的方法将待接的微生物转接至活的生物体内，如人或其它动物中，常见的疫苗预防接种，就是用注射接种，接入人体，来预防某些疾病。 ８）活体接种活体接种是专门用于培养病毒或其它病原微生物的一种方法，因为病毒
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：
氧化铝生产工艺流程及在线设备描述 我厂氧化铝生产工艺流程采用拜耳法工艺。其用的矿石、石灰用汽车运入卸矿站，通过板式输送机，胶带输送机及卸料车进入矿仓和石灰仓。磨头仓底部出料设有电子皮带计量装置。按规定的配料比与经过计量的循环母液加入磨机。磨矿过程采用一段球磨与水力旋流器分级闭路的一段磨矿流程，磨制合格的原矿浆送往原矿浆槽，再用泵送至溶出工序的矿浆槽。 矿浆槽内矿浆送入溶出系统，管道化溶出采用Φ159Φ×8/2 ∣Φ480×10×1150000管道化溶出器，三套管四层间接加热连续溶出设备（Φ159管走料，Φ480管供汽），通过四段预热和三段加热，使物料出口温度达145℃，送入保温罐保温一小时以上，经过三级闪蒸和稀释，完成溶出过程。 稀释矿浆在Φ16M高效沉降槽内进行液固分离，底流进入洗涤沉降槽，进行5～6次赤泥反向洗涤，末次洗涤沉降槽底流经泵送往赤泥堆场进行堆存。 将合成絮凝剂制备成合格的溶液，按添加量加入赤泥分离沉降槽，将制备好的合成絮凝剂按添加量加入赤泥洗涤沉降槽，以强化赤泥沉降、分离和洗涤效果。 分离沉降槽溢流用泵送入粗液槽，再送226m2立式叶滤机进行控制过滤，过滤时加入助滤剂（石灰乳或苛化渣），滤饼送二次洗涤槽，精液送板式热交换器。 精液经板式热交换器与分解母液和冷却水进行热交换，冷却至设定温度后，再与种子过滤滤饼（晶种）混合，然后用晶种泵送至种分分解槽首槽（1#或2#槽），经连续种分分解后，从11#槽（或12#槽）顶用立式泵抽取分解浆液进行旋流分级。分级溢流进13#（或12#）分解槽，底流再用部分分解母液稀释后自压或用泵至产品过滤机，分解11#槽的分解浆液，从槽上部出料自流或下部用泵至120m2种子过滤机，滤饼用精液冲入晶种槽，滤液入锥形母液槽。 AH浆液经泵送入80 m2平盘过滤机，进行成品过滤、洗涤、氢氧化铝滤饼经皮带送至氢氧化铝储仓或直接送至焙烧炉前小仓。母液送种子过滤机的锥形母槽。氢氧化铝洗液（白泥洗液）送溶出稀释槽。锥形母液槽的溢流进母液槽，底流送立盘过滤机过滤，滤液进母液槽，滤饼混合后作种分种子。母液槽内母液部分送氢氧化铝旋流分级底流作稀释液，其余经板式热交换器与精液进行热交换提温送至蒸发原液槽。 蒸发原液除少部分不经蒸发直接送母液调配槽外，大部分送六效管式降膜蒸发器内进行浓缩，经三次闪蒸后的蒸发母液送调配槽。在流程中Na2CO3高于规定指标时，需排盐，此时，蒸发二级闪蒸出部分母液送强制循环蒸发器内进行结晶蒸发，并加入部分盐晶种，作为蒸发结晶的诱导结晶，然后在析盐沉降槽进行分离，底流用排盐过滤机进行过滤分离，滤饼用热水溶解后，送入苛化槽内，添加石灰乳进行苛化，苛化渣送赤泥洗涤系统。排盐过滤机滤液和盐分离沉降槽溢流进强碱液槽，其一部分送入蒸发出料第三次闪蒸槽与蒸发母液混合，还有一部分送各化学清洗用点和种分槽化学清洗槽。新蒸汽含碱冷凝水和二次蒸汽冷凝水用作氢氧化铝洗水或送沉降热水站。生产补碱用NaOH浓度大于30%的液体苛性碱，循环母液储槽区域设有补碱设施。 焙烧炉前小仓料位与仓下皮带计量给料机连锁，控制焙烧炉进料量。含水6～8%的氢氧化铝经皮带、螺旋喂料机送入文丘里干燥器内，干燥后的氢氧化铝被汽流带入一级旋风预热器中，一级旋风出来的氢氧化铝进入第二级旋风预热器，并与从热分离器来的温度约1000℃的烟气混合后进行热交换，氢氧化铝的温度达320～360℃，结晶水基本脱除，预焙烧过的氧化铝在第二级旋风预热器与烟气分离卸入焙烧炉的锥体内，焙烧炉所用的燃烧空气经预热至600～800℃从焙烧炉底部进入，燃料、预焙烧的氧化铝及热空气在炉底充分混合并燃烧，氧化铝的焙烧在炉内约1.4秒钟时间完成。
膜分离实验报告 一、实验目的 1.了解不同膜分离工艺的原理、设备及流程。 2.掌握RO、NF的适用范围和对象。 二、实验原理 1.反渗透（RO） 反渗透膜的孔径在0.1-1nm之间。反渗透技术是利用高压液体的高压作用，克服渗透膜的渗透压，使溶液中水分子逆方向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端，从而达到去除溶液中大部分离子的目的。 为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞RO膜，往往采用动态的方法来进行反渗透，即在进行反渗透的同时，利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物，以保持反渗透膜表面始终具有良好的通透性。因此，反渗透设备的出水有两股，一股为透过液（淡水），一股为截留液（浓水）。 溶液进行实验，用在线电导仪测定进水、“淡水”和实验采用NaCl、MgSO 4 “浓水”的电导率变化，表示反渗透膜的处理效果。 图1 反渗透（RO）示意图 2.纳滤（NF） 纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间。纳滤技术是从反渗透中派生出来的一种膜分离技术，是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为，纳滤膜存在纳米级的细孔，可以截留95%的最小分子约为1nm的物质。 纳滤膜的特点在于：较低的渗透压和较高的膜通透性，因此，可以节能；通过纳滤膜的渗透作用，可以去除多价的离子，保留部分低价的对人体有益的矿物离子。 为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞NF膜，同样采用动态的方法来进行纳滤，即在进行纳滤的同时，利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物，以保持纳滤膜表面始终具有良好的通透性。因此，纳滤设备的出水也有两股，一股为透过液（淡水），一股为截留液（浓水）。 实验采用NaCl、MgSO 溶液进行实验，用在线电导仪测定进水、“淡水”和 4 “浓水”的电导率变化，表示纳滤膜的处理效果。同时将纳滤和反渗透对一价和
氧化铝考试题一、填空题 1. 目前，工业上几乎全部是采用（碱法）生产氧化铝。 2. 铝是地壳中分布最广的（金属）元素，约占地壳成分的（8.8% ）仅次于（氧）和（硅）_。 3. 铝的（化学性质）极为活泼，故只以（化合物）状态存在于自然界。 4. 工序能力指数Cp，就是产品（公差范围）与（工序能力）之比。Cp值的大小即可（定量）计算出该工序的（不合格）率。 5. 工业氧化铝是各种（氧化铝水合物）_经热分解的（脱水）产物，按照它们的生成（温度）_可以分为（低温）氧化铝和_____________氧化铝。 6. 铝土矿是一种组成（复杂）、（化学成分）_变化很大的（矿石）。 7. 铝土矿可以具有从_（白色）_到（赭色）之间的很多颜色。 8. 属于标准化管理范畴的“三个认证”是（质量管理）体系（健康安全）和（环境管理）_体系。 9. 氧化铝在氢氧化钠溶液中的溶解度与（溶液浓度）和（温度）的关系，以Na2O-Al2O3-H2O平衡状态图表示。 10. 苛性比值是铝酸钠溶液的（特性）参数。 11. 由于电解槽中间下料和烟气（干法净化）_的需要，铝电解用氧化铝逐渐向（砂状氧化铝）转化。 12. 奥地利人K.J拜耳发明了用（苛性碱）溶液直接浸出铝土矿生产氧化铝的拜耳法。 13. 磨矿作业大多是装有许多（磨矿介质）的磨机内进行。 14. 各类型铝土矿中所含（氧化铝水合物）在适当的条件下溶出时与循环母液中的（）作用生成的铝酸钠进入溶液中。 15. 熟料的（容积密度）和（粒度）反映着烧结度和气孔率。 16. 燃烧实质上是一种快速的（氧化反应）过程。 17. 赤泥粒子的（细度）取决于熟料溶出时的细磨程度。 18. 氧化铝的粒度和（强度）在很大程度上取决于原始氢氧化铝的粒度和强度。 19. 蒸发是（热能）_传递的过程。 20. 焙烧温度是影响氧化铝（质量）的主要因素。 21.铝酸钠溶液的苛性比值是溶液所含苛性碱与氧化铝的（摩尔比）。 22.氧化铝不溶于水，但它能溶于（酸），又能溶于（碱），是一种典型的（两性）化合物。 23.窑皮是（物料）烧结后在熟料窑（烧成带）、（耐火砖）、（表面）形成的（一层）、（熟料）保护层。 24.一水型氧化铝的（同类异晶体）_则包括（一水软铝石）和（一水硬铝石）。 25.铝土矿其主要（含铝矿物）为三水铝石，（一水软铝石）一水硬铝石。 26.属于标准化管理范畴的“三个认证”是（质量管理）体系、（健康安全）和（环境管理）体系。 27.拜耳法在处理（低硅）铝土矿，特别是用在处理（三水型）铝土矿时有流程简单、作业方便等优点。 28.混联法生产氧化铝是在（串联法）基础上结合我国铝土矿的资源特点创造的生产新工艺。 29.通常将一升(或1立方米)循环母液在一次作业周期所生产的（Al2O3）的克数（或公斤）称为拜耳法的循环效率。 30.工业铝酸钠溶液中溶解的杂质都不同程度的使溶液的稳定性（提高）。 31.存在于自然界中的氧化铝称为（刚玉）_。 32.各类型铝土矿中所含_（氧化铝水合物）在适当的条件下溶出时与循环母液中的（苛性碱）作用生成的铝酸钠进入溶液中。 33.熟料的（容积密度）和（粒度）反映着烧结和气孔率。 34.燃烧实质是一种快速的（氧化反应）过程。 35.为了得到预期的溶出效果，应该通过（配料计算）确定原矿浆中铝土矿、（石灰）和循环母液的配料比例。 36.生料的烧结（温度）_取决于生料（）与配比。 37.铝酸钠溶液的（分解）和溶出是同一个（可逆）反应朝不同的方向进行的两个过程。 38.为了保持蒸发器具有良好的（传热性能），对加热管表面的结垢必须及时进行定期清除。 39.焙烧温度是影响氧化铝（热能）质量_的主要因素。 二、选择题(请将正确答案的字母标于括号内。 1. 碱法生产氧化铝按生产过程的特点分为( A )。 A、拜耳法、烧结法 B、拜耳法、联合法 C、拜耳法、烧结法、联合法
氧化铝的生产工艺流程 氧化铝的生产工艺流程从矿石提取氧化铝有多种方法，例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，其产量约占全世界氧化铝总产量的95％左右。70年代以来，对酸法的研究已有较大进展，但尚未在工业上应用。 拜耳法 系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作；②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。 拜耳法的工艺流程见图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。直到70年代后期，拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于7～8。由于高品位三水铝石型铝土矿资源逐渐减少，如何利用其他类型的低品位铝矿资源和节能新工艺等问题，已是研究、开发的重要方向。 碱石灰烧结法 适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钠（CaO·TiO2组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3·H2O 等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6－2x)H2O 沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴
1拜耳法生产氧化铝的工艺流程概述 拜耳法系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。 拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。 现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作； ②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。拜耳法的工艺流程见图1。
拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。 2 主要生产原理及过程 2.1 预脱硅与铝硅比的提高 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2
膜分离法制备多肽的研究 一、膜分离技术简介 1、膜分离技术 膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下面简单介绍四种不同的膜分离过程： （1）微滤（MF） 又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 （2）超滤（UF） 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留 分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、
氧化铝的主要冶炼工艺介绍 氧化铝的冶炼工艺大致可以分为烧结法、拜耳法和烧结-拜耳联合法等。 一、烧结法 1.1烧结法的基本原理 将铝土矿与一定数量的纯碱、石灰（或者石灰石）、配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时固体铝酸钠便进入溶液，铁酸钠水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。在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经过蒸发后返回配料。 1.2烧结法工艺过程简述 烧结法生产氧化铝有生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离以及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝的分离以及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。 生料浆制备：将铝土矿、石灰（或石灰石）、碱粉、无烟煤以及碳分母液按一定的比例，送入原料磨中磨制成生料浆，经过料浆槽的三次调配成各项指标合格的生料浆，送熟料窑烧结。 熟料烧结：配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200℃-1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化，主要生产使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。熟料窑烧结过程通常在熟料窑（回转窑）内进行，氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝和纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，并且烧至部分熔融，冷却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。 熟料溶出：熟料经过破碎达到要求的粒度后，用稀碱溶液（生产上称调整液），在湿磨内进行粉碎性溶出，有用成分氧化铝和氧化钠进入溶液，成为铝酸钠溶液，而杂质铁和硅则进入赤泥。 赤泥分离和洗涤：为了减少溶出过程中的化学损失，赤泥和铝酸钠溶液必须快速分离，为了回收赤泥附液中所带走的有用成分氧化铝和氧化钠，将赤泥进行多次反向洗涤再排入堆场。
通信工程课程设计文档 基于ICA的语音分离技术 本项目主要研究的是低噪声环境下基于ICA的语音分离技术。大致可以将我们的项目分为以下几个内容： 1、语音信号的输入； 2、语音信号的混合处理； 3、混合信号的中心化； 4、混合信号的白化； 5、FASTICA算法； 6、解混输出。 我们希望得到的最终结果是，将我们的输入的三个信号在经过混合和解混后以尽可能小的失真还原出来。 项目成员： 提交日期： 指导教师：
1、项目总结 1.1、设计动机 语音助手是一类可以通过语音交互来实现或替代部分我们在手机上的查询与操作的应用，通过此类应用，可以大大提高在不同场景下操作手机的便利性。现在的语音助手发展已经到了一个很高的位置，其中具有代表性三大语音助手是苹果公司的Siri语音助手、微软公司的Cortana和谷歌的Google Now。这些软件现在已经是在我们生活当中使用了，而语音助手中最重要的一环就是对用户输入的语音信号的识别。语音信号的采集比较简单，但是对语音信号的处理就是一项比较复杂的工作了。 语音信号处理是一门语音学和数字信号处理两个学科相结合的产物。它和认知学、心理学、语言学、计算机科学、模式识别和人工智能等学科有着紧密的联系。语音信号处理的发展依赖于这些学科的发展，而语音信号处理技术的进步也会促进这些领域的进步。 语音信号处理的目的就是要得到某些语音特征参数以便高效地传输或储存；或者是通过某种处理运算以达到某种用途的要求，例如人工合成语音、辨识出讲话者、识别出讲话的内容、进行语音控制等等。 1.2、问题分析 语音信号分离处理就是利用盲源分离(Blind Source Separation，BSS)技术对麦克风检测到的一段语音信号进行处理。混合语音信号的分离是盲分离的重要内容，目前的混叠语音分离大多是建立在低噪声环境中的混叠情形下，以BSS为主，根据信号的统计特性从几个观测信号中恢复出未知的独立源成分。 盲信号分离问题是信号处理中一个传统而又极具挑战性的课题。BSS是指仅从观测的混合信号（通常是多个传感器的输出）中恢复独立的源信号，这里的“盲”是指： (1) 源信号是不可观测的； (2) 混合系统是事先未知的。 本项目主要是基于独立分量分析（Independent component analysis，ICA）技术的盲源分离。基本思路是以非高斯信号为研究对象，在独立性假设的前提下，对多路观测信号进行盲源分离。在满足一定的条件下，能够从多路观测信号中，较好地分离出隐含的独立源信号。
第二篇烧结法生产氧化铝 第一章原料制备 教学内容 1、原料制备在烧结法生产中的重要作用。 2、矿石的破碎。 3、烧结法配料及配料计算。 4、磨矿。 5、石灰的煅烧。 6、煤粉制备。 教学要求 1、理解原料制备在烧结法生产中的重要作用。 2、掌握矿石的破碎的方法、设备构造和工作原理。 3、掌握烧结法配料及配料计算。 4、了解烧结法磨矿过程、设备。 5、了解石灰煅烧反应、生产过程和石灰炉的构造。 6、了解煤粉制备及要求。 重点与难点 重点 1、烧结法配料及配料计算。 2、磨矿过程、设备构造和工作原理 难点 1、烧结法配料及配料计算 2、破碎机、原料磨、石灰炉、煤粉磨的构造和工作原理。 教学时数：8学时 第一节概述 一、什么叫碱石灰烧结法生产氧化铝？ 碱石灰烧结法就是把铝土矿、补充的碱粉、石灰（小石渣）、循环碱液（即碳分蒸发母液）和拜尔法赤泥按比例配料并磨制成合格的生料浆，喷入熟料窑中在高温下烧结成熟料，熟料和调整液在湿磨中粉碎溶出，溶出液经赤泥分离得到粗液，粗液经脱硅、叶滤后得铝酸钠精液送入碳酸化分解，析出氢氧化铝经焙烧得到产品氧化铝。赤泥经6-8次反向洗涤送赤泥堆场，赤泥洗液配调整液。碳分母液经蒸发返回循环碱液槽。 山东铝业公司开采和购进的国内铝土矿，其中的氧化铝的矿物组成大多为一水硬铝石，即α-AI2O32H2O或α-AI O OH，并且混矿铝硅比较低（A/S≈4），采用拜尔法生产（拜尔法生产要求矿石A/S>7），矿石中的SiO2要求高压溶出温度比较高，在溶出时SiO2都转变为含水铝硅酸钠，需要消耗大量的苛性碱。采用碱—石灰烧结法更为有利。但是，烧结法存在工艺复杂流程长、设备投资高、能耗高和产品质量差等缺点。 将铝土矿与一定量的纯碱、石灰（或石灰石）配成炉料并磨细，在高温下烧结，使其中的氧化铝与纯碱化合成可溶于水的铝酸钠（Na2O2AI2O3），氧化硅与配入的石灰化合成不（难、微）溶于水的原硅酸钙（2CaO2SiO2），氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠（Na2O2Fe2O3），将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时 铝酸钠（Na2O2AI2O3）——进入溶液 铁酸钠（Na2O2Fe2O3）——水解放出碱、氧化铁进入赤泥 原硅酸钙（2CaO2SiO2）——大部分进入赤泥，小部分溶于溶液（所以需要脱硅）。再用CO2分解铝酸钠溶液（精液）析出氢氧化铝，经焙烧得氧化铝。碳分后的母液，叫做碳分母液（主要成分是Na2CO3），经蒸发后返回配料（循环碱液）。 在自然界中氧化铝水系的结晶化合物有三种：三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石，它们的分子式为： 三水铝石，即AI2O323H2O或AI(OH)3
智能麦克风阵列语音分离和说话人跟踪技术研究 杜 江1,朱 柯2 (1 电子科技大学通信学院,四川成都610054;2 韩国三星电子数字媒体技术研究所) 摘 要: 本文介绍一种新的基于麦克风阵列的语音分离和说话人跟踪技术.该技术使用麦克风阵列,形成一个指向感兴趣说话人的波束来增强信号,并通过方向置零来抑制其他说话人的声音和噪声,同时用自适应算法跟踪说话人的方位变化.仿真验证了该技术的有效性.与常规的自适应算法相比,该算法不需训练序列,具有显著的优势. 关键词: 麦克风阵列;语音分离;说话人跟踪;波束形成 中图分类号: TN912 文献标识码: A 文章编号: 0372 2112(2005)02 0382 03 Smart M icrophone Arrays for Speech Sources Separa tion and Speaker Tracking DU Jiang 1 ,ZHU Ke 2 (1.Institute o f Communication and In f o rmation Engine ering ,U ESTC ,Chengdu,Sic huan 610054,China ;2.Conne ctivity L ab,R &D Cente r ,Digital Me dia ,Samsung Elect roncs Co.Lt d.Korea) Abstract: A new speech sources separation and speaker tracking technique is introduced based on microphone arrays.By means of spatial property of the received speech signals from microphone arrays,thi s method utilizes beamforming to estimate the DOA of the speaker of interest,and attenuates un wan ted voices by nulling other directions.Considering the speech environments where the speaker may freely move and the background voices ex is t,an adaptive al gorithm is used to track the movements and the source direc tion variations au https://www.doczj.com/doc/d315947988.html,pu ter si mulations validate the effectiveness of the https://www.doczj.com/doc/d315947988.html,pared with the conventional meth ods,the scheme needs no training sequence,and have great p otential practical advantages. Key words: microphone arrays;speech separation;speaker tracking;beamforming 1 引言 选择性增强感兴趣的语音信号并同时压制噪声和干扰有 相当重要的实用价值[1].涉及到的关键技术之一是信源分离,即在多个混合声音信号中,选择并放大某个或几个声源.但是,在嘈杂的背景下,由于各种声音混迭和说话人位置改变,用常规的时频域处理技术几乎不可能有效的跟踪和分离出感兴趣的声音.基于上述事实,本文利用麦克风阵列对接收的信号进行空时处理,介绍的算法在空域为线性的,在时域为非线性,利用空间信号的位置和每个声源的独立不相关统计特性提取和跟踪感兴趣的说话人的声音[2,3].本技术主要包括以下几个方面:(1)使用改进的MUSIC 算法,实现麦克风阵列接收范围的信源数目和方位;(2)介绍了一种基于神经网络的自适应盲源分离算法,它是对文献[2,4]的信源分离方法的改进.该算法用神经网络作为信号分离的约束条件,构成一个最优化盲算法准则.它能自适应语音通信环境,使分离的信号保持统计独立条件下的最优;(3)对空间分离后的每路语音在时频域采用谱抵消技术进一步抑制噪声[5]. 2 麦克风阵列的近场声音传播模型 当信源离阵列很近时,麦克风阵列处理必须采用更精确的球面波前模型,要考虑声波波前在传播过程中发生的幅度 衰减,其衰减因子与传播距离呈反比[6].对于一个长度为L 的阵列,如果信源与阵列的距离r <2L 2/ , 为声波的波长,则该信源位于近场之内 . 如图1定义一个参考麦克风作为三维向量空间的原点.设位于(r s , s , s )的信源S 的空间位置向量为P s .其中,r s 为信源与参考麦克风的距离, s 和 s 分别表示信源的方位角和仰角.在该坐标系中,同样定义麦克风的空间位置向量p i (i =1,2, ,N ).从信源S 到第i 个麦克风的欧氏距离为:d t = p s -p i , 这种麦克风阵元的距离差使每个麦克风的接收的信号产生幅度相位差.在有N 个麦克风,M 个信源的阵列中,第i 个麦克风的接收信号为: x i (t)= N k =1 a (r k , k , k )s k (t)+ n i (t)(1) 式中,s i (t )为信号,n i (t )为加性噪声,a (r k , k , k )= [ 1e -j 2 f 1 , , M e -j 2 f M ]T 是阵列响应向量, k =d 1/d k 为幅 度衰减因子.式(1)表示为矩阵形式: 收稿日期:2003 10 16;修回日期:2004 10 16 第2期2005年2月电 子 学 报ACTA ELECTRONICA SINICA Vol.33 No.2 Feb. 2005
氧化铝生产工艺流程图 流程仿真技术原理 根据工艺过程所涉及到的基础物性数据，引用或创建特定的物性包，建立生产过程中的单元设备的数学模型和单元设备之间的模型，从而完成完整描述实际生产过程系统的数学模型[6，7]。通过一定的数学方法对过程中所涉及到的模型进行联列求解。通过装置的稳态和动态模型，进行不同方案和工艺条件的分析，为新工艺的规划、研究开发和技术可靠性进行分析，为生产实际提供优化操作指导。在动态模拟中，还可以通过不同控制策 略的比较，对生产过程进行优化控制[5]。 生产过程的数学模型通常为一大型非线性代数方程组，过程模拟实质就是通过求解该非线性方程组来预测在一定工艺条件下生产过程的性能。常用 的求解方法主要有序贯模块法、联立方程法和联立模块法[3]。 氧化铝生产工艺 氧化铝的生产方法有酸法、碱法和热法。目前氧化铝工业生产实际应用的是碱法。碱法又包括拜耳法、烧结法及各种形式的联合法。因拜耳法生产成本低，经济效益好，流程相对简单，应用最广，所以主要介绍一下拜耳法的生产工艺。 所谓拜耳法是因为它是由K.J.bayer在1889－1892年提出而得名的。拜耳法主要包括两个主要过程，一是Na2O与Al2O3摩尔比为1.8的铝酸钠在常温下，只要添加氢氧化铝作为晶种，不断搅拌，溶液种的Al2O3就可以呈氢氧化铝析出，直到其中Na2O：Al2O3的摩尔比提高到6为止，此即为铝酸钠溶液的晶种分解过程。另一过程是已经析出了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。此即利用种分母液溶出铝土矿的过程。交替使用这两个过程处理铝土矿，得到氢氧化铝产品，构成所谓拜耳法循环[8]。拜耳法的生产工艺流程图如图1 所示。
微生物的接种、分离纯化与培养方法 一、接种 将微生物接到适于它生长繁殖的人工培养基上或活的生物体内的过程叫做接种。 １、接种工具和方法 在实验室或工厂实践中，用得最多的接种工具是接种环、接种针。由于接种要求或方法的不同，接种针的针尖部常做成不同的形状，有刀形、耙形等之分。有时滴管、吸管也可作为接种工具进行液体接种。在固体培养基表面要将菌液均匀涂布时，需要用到涂布棒。（图３－３） 图３－３接种和分离工具 1．接种针 2.接种环 3.接种钩 4.5.玻璃涂棒 6.接种圈 7.接种锄 8.小解剖刀 常用的接种方法有以下几种： １）划线接种这是最常用的接种方法。即在固体培养基表面作来回直线形的移动，就可达到接种的作用。常用的接种工具有接种环，接种针等。在斜面接种和平板划线中就常用此法。 ２）三点接种在研究霉菌形态时常用此法。此法即把少量的微生物接种在平板表面上，成等边三角形的三点，让它各自独立形成菌落后，来观察、研究它们的形态。除三点外，也有一点或多点进行接种的。 ３）穿刺接种在保藏厌氧菌种或研究微生物的动力时常采用此法。做穿刺接种时，用的接种工具是接种针。用的培养基一般是半固体培养基。它的做法是：用接种针蘸取少量的菌种，沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺，如某细菌具有鞭毛而能运动，则在穿刺线周围能够生长。 ４）浇混接种该法是将待接的微生物先放入培养皿中，然后再倒入冷却至45°C左右的固体培养基，迅速轻轻摇匀，这样菌液就达到稀释的目的。待平板凝固之后，置合适温度下培养，就可长出单个的微生物菌落。 ５）涂布接种与浇混接种略有不同，就是先倒好平板，让其凝固，然后再将菌液倒入平板上面，迅速用涂布棒在表面作来回左右的涂布，让菌液均匀分布，就可长出单个的微生物的菌落。 ６）液体接种从固体培养基中将菌洗下，倒入液体培养基中，或者从液体培养物中，用移液管将菌液接至液体培养基中，或从液体培养物中将菌液移至固体培养基中，都可称为液体接种。 ７）注射接种该法是用注射的方法将待接的微生物转接至活的生物体内，如人或其它动物中，常见的疫苗预防接种，就是用注射接种，接入人体，来预防某些疾病。 ８）活体接种活体接种是专门用于培养病毒或其它病原微生物的一种方法，因为病毒必须接种于活的生物体内才能生长繁殖。所用的活体可以是整个动物；也可以是某个离体活组织，例如猴肾等；也可以是发育的鸡胚。接种的方式是注射，也可以是拌料喂养。 ２、无菌操作 培养基经高压灭菌后，用经过灭菌的工具（如接种针和吸管等）在无菌条件下接种含菌材料