拜耳法溶出降低赤泥钠硅比的研究

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究我国铝土矿多为一水硬铝石型铝土矿,资源丰富具有高铝高硅的特性。

在处理一水硬铝石型铝土矿拜尔法溶出过程中,为了消除硅、钛矿物的危害作用,通常在溶出过程中添加石灰以提高氧化铝的溶出速度、降低碱耗。

但通常情况下,溶出赤泥的铝硅比为1.5-2.0,钠硅比为0.4左右。

这部分溶出赤泥,如不进行回收,则造成碱的大量损失,并使矿石的利用率下降；若进行回收,则需采用能耗较高的烧结法处理,使整个生产过程的能耗升高。

因此氧化铝生产的高碱耗问题一直制约着我国高硅铝土矿的利用。

本文研究了矿石溶出性能的差异对于拜耳法溶出过程碱耗的影响。

通过实验发现: 焙烧后铝土矿中氧化物变得更加活泼,溶出后赤泥中的氧化钠、二氧化硅含量增大,钠硅比升高。

其中,广西矿溶出后赤泥的钠硅比升高了28.8%,河南矿溶出后赤泥的钠硅比升高了19.5%。

本文对高铝硅比的广西铝土矿和低铝硅比的河南铝土矿进行对比溶出实验,研究在拜耳法溶出条件下,不同矿石溶出性能的差异对于拜耳法溶出过程碱耗的影响。

通过实验发现: 广西矿溶出后赤泥中的活性二氧化硅的含量为82%,高于河南矿的65%,因此广西矿溶出后赤泥中的N/S高于河南矿溶出后赤泥中的N/S。

本文合成一种适合拜耳法溶出的添加剂-水化铁酸钙,与石灰作为拜耳法溶出添加剂进行对比实验。

通过实验发现: 水化铁酸钙较之氧化钙能够更加有效的降低拜耳法溶出赤泥中的钠硅比以及铝硅比,当溶出温度为260℃、溶出时间为90min、水化铁酸钙的添加量为C/S等于2.0时,广西矿溶出赤泥中的钠硅比为0.23,铝硅比为0.89,河南矿溶出赤泥中的钠硅比为0.13,铝硅比为0.98,有效的降低了拜耳法溶出过程的碱耗,提高了矿石的利用效率。

化学化工C hemical Engineering铝土矿的溶出是拜耳法氧化铝生产的两个主要工序之一，不同类型铝土矿的溶出性能差别很大，需采用不同的溶出工艺[1]。

随着国内优质铝土矿储量日益降低，铝土矿品位逐年降低，国外进口铝土矿的使用占比越来越大。

2019年我国进口铝土矿首次突破亿吨，达到1.007亿吨，占我国铝土矿消耗总量的60%左右，主要来自几内亚、澳洲、印尼等国[2]。

进口铝土矿以三水铝石型铝土矿为主，高铝、低硅、高铁、高铝硅比，与我国高铝、高硅、低铁、中低铝硅比的一水硬铝石型铝土矿存在一定差异，其溶出工艺亦有一定差距[3]。

本文通过大量生产数据，分析国内外不同铝土矿拜耳法氧化铝溶出工艺的区别，为我国如何立足现有一水硬铝石型铝土矿溶出生产系统，改造生产设备，优化工艺技术参数，更好利用国外进口铝土矿，提供技术支撑。

1 铝土矿平均化学成分对比分析国内铝土矿以一水硬铝石型铝土矿为主，其平均化学成分如表1所示；国外进口铝土矿以三水铝石型铝土矿为主，其平均化学成分如表2所示。

从国内外铝土矿的平均化学成分对比分析可知，国内铝土矿氧化铝的平均绝对含量明显高于国外进口铝土矿，但氧化硅的平均含量远高于国外进口铝土矿，导致国内铝土矿的平均铝硅比远低于国外进口铝土矿，只有进口铝土矿铝硅比的44%，氧化铁、氧化钙等成分亦有一定差异。

因此，国内外铝土矿矿物类型及化学成分的差异，会造成其具体溶出工艺的不同。

2 铝土矿管道化矿浆固相A/S对比分析由于国内外铝土矿化学成分的差异，特别是铝土矿铝硅比（A/S）国产铝土矿只有进口铝土矿的一半不到，导致铝土矿的管道化矿浆固相A/S存在较大差异。

如图1所示，国产铝土矿的管道化矿浆固相A/S平均在4.30左右，而进国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析池清泉*1，金星1，戎慧2（１　中铝矿业有限公司，河南　郑州４５００４１；２　河南长城信息技术有限公司，河南　郑州　４５００４１）摘 要：铝土矿的溶出是拜耳法氧化铝生产中最重要工序之一，不同类型铝土矿需采用不同的溶出工艺。

Metallurgical Engineering 冶金工程, 2019, 6(2), 72-79Published Online June 2019 in Hans. /journal/menghttps:///10.12677/meng.2019.62011Dealkalization of the Bayer Red Mud:A Comprehensive ReviewYanhong Ma1, Zhanwei Liu2*1CHALCO Zhengzhou Non-Ferrous Metals Research Institute Co., Zhengzhou Henan2Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology,Kunming YunnanReceived: May 16th, 2019; accepted: May 29th, 2019; published: Jun. 5th, 2019AbstractThe 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.KeywordsBayer 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。

拜耳法赤泥脱钠试验研究摘要：随着铝土矿品位的下降，赤泥中碱的化学损失逐步增大，大幅增加了氧化铝的生产成本。

本文通过实验室模拟试验，研究了在赤泥中添加石灰，以降低赤泥固相的N/S，对降低氧化铝生产的碱耗有一定的指导意义。

关键词：赤泥赤泥N/S C/N 赤泥化损引言近年来，我国的氧化铝产能得到爆炸性增长，新增产能全部采用拜耳法生产工艺。

为追求运行效果和效益，矿石存在大量的用富弃贫现象，在我国铝土矿资源并不丰富的前提下，导致用矿品位呈现雪崩式下滑。

以某厂为例，拜耳法系统所用矿石A/S设计采用5.9，而2017年平均仅达到4.5。

矿石品位的下降，直接导致了氧化铝生产固体废物---赤泥的增多，赤泥中碱的附损和化损亦同步升高，某厂2017年1-8月拜耳法赤泥N/S高达0.53，碱耗高达343kg—Na2CO3/t-AO。

氧化铝生产中通常降碱耗采用的是石灰拜耳法，通过在配料阶段多加石灰，以多耗矿石为代价，减少钠硅渣含量，提高钙硅渣含量，达到降低碱耗的目的。

其带来的问题是赤泥量增加较多，过量添加石灰后，赤泥的沉降性能也降低明显，对于老企业而言，由于赤泥沉降槽设计富余能力不足，势必影响高压溶出的产能，从而影响整体的经济性。

为解决以上矛盾，拟采用末洗赤泥加石灰的工艺，即配料阶段按常规配入石灰，保证矿石溶出率，改善赤泥沉降性能，在赤泥末洗底流中添加石灰（或石灰乳），使钠硅渣置换为钙硅渣，从而降低碱耗。

此方法避免了石灰拜耳法造成的沉降能力不足和沉降性能差的问题。

为验证此工艺的可行性，结合生产实际，找出此工艺所需的生产条件，开展了实验室试验研究。

本文对此项试验情况进行了汇总、分析，以利于指导生产实际应用。

1试验原料及设备1.1 试验原料准备1）取沉降槽末洗赤泥作为脱碱原料，赤泥水份58.6%：1.2 试验设备76-1型玻璃恒温水浴（温度控制精度±0.1℃）SHB-ⅢA 水循环多用真空泵2 试验简介脱碱试验在2L的试验釜中进行。

拜耳法生产氧化铝过程有机物的影响及对策研究摘要：在拜耳法生产中，有机物的积累和危害是不可避免出现的问题，尤其以草酸盐的危害最大。

有机物对溶出、赤泥沉降洗涤、分解以及蒸发等工序都有影响，尤其草酸盐对分解造成极大的危害，不仅加速分解的成核频率，干扰氢氧化铝的附聚，影响氧化铝成品的质量，加速分解槽、晶种槽以及蒸发器等设备的结疤，造成清理和维护困难。

本文分析了有机物对生产的影响，并提出了有效的解决办法。

关键词：拜耳法；生产氧化铝过程；有机物；影响；对策一、引言我国早期氧化铝生产厂中，除了个别地区外，其他地方生产氧化铝采用的生产方式都是传统的联合法。

在此生产工艺中，在熟料的烧结时能够很好将有机物排除于系统之外，所以有机物对于氧化铝的生产过程并不会产生较大的影响。

但是随着纯拜耳法这一生产工艺的逐渐普及，有机物的问题也越来越突出，而且已经对生产的过程和产品的质量造成了不良的影响，亟需采取相关措施解决。

二、拜耳法生产氧化铝过程中有机物来源情况分析拜耳法生产氧化铝过程中有机物来源一般包括三个方面：1）来自于铝土矿。

许多的铝土矿中有机碳的含量非常的高，有的含量可以达到万分之几，甚至是千分之几不等。

有机物中的杂质会在溶出时同碱产生作用之后，融入到溶液中，并在整个生产环节中不断的循环和累积。

2）来自于有机添加剂中。

在拜耳法生产氧化铝过程中，为了使生产指标更加优化，都会选择添加一定数量的有机添加剂。

例如，在氧化铝赤泥分离的洗涤过程中，为了加快沉降的速度，就会加入高分子的有机絮凝剂，或者在氢氧化铝的过滤洗涤过程中添加脱水剂，以及在种分分解过程中添加结晶助剂。

3）来自于选矿过程中。

为了在一水硬铝石的铝土矿中获取到铝硅比较高的精矿，通常会采取浮选的方式，在其过程中就会使用种类繁多的有机浮选药剂，被残留下来的部分药剂会随之进入到拜耳法生产程序中，此外，碱液还会同空气当中的二氧化碳发生作用，也会生长出微量的有机物。

三、有机物对拜耳法生产氧化铝过程产生的影响拜耳法生产氧化铝过程会受有机物影响，主要是由于随着铝土矿融入到碱性的溶液中，并处于不断的生产循环中，有机物的含量就会慢慢的积累起来，等到有机物的含量蓄积到一定的数值之后，就会对种分的分解率造成影响，并降低铝土矿的溶出率，氢氧化铝的白度以及赤泥沉降的速度，有机物对拜耳法生产氧化铝过程产生的影响主要包括以下几点：1）有机物会使容液物理性质发生改变，溶液的比重、密度以及比热等方面的物理性质都会受有机物影响发生改变，且表面张力也受有机物影响而提升，而如果增加溶液的黏度后，泵的损耗也会随之而变大，整体的生产效率和经济效益都会受到影响。

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究发布时间：2022-09-20T05:34:31.141Z 来源：《科学与技术》2022年5月第10期作者：雷炳刚[导读] 国内的铝土矿以一水法铝石型为主，其资源十分丰富，且以铝氧化为主雷炳刚广西华银铝业有限公司广西德保 533700摘要：国内的铝土矿以一水法铝石型为主，其资源十分丰富，且以铝氧化为主。

为了消除硅和钦矿物对一水硬铝石型铝土矿的溶出，为了消除其对硅和铁矿物的伤害，一般采用加入的方法来增加其溶出速率和降低碱耗。

但是，在一般的条件下，红泥中的铝－硅比例分别在1.5~2.0和0.4之间。

如果不加以利用，将会导致大量的碱耗和降低矿石的利用效率；如果要进行再生，必须使用更大的能量消耗的烧结工艺，从而增加了整个工艺的能源消耗。

因而，国内氧化铝土资源的开发受到了严重的限制。

关键词：拜耳法；氧化铝；碱耗；添加剂；水化铁酸钙以一水化铁为原料，制备了一种适宜于拜耳工艺的新型助剂——一水化铁酸钙，并与以石灰作拜耳法制备的溶解剂进行了比较。

1、氧化铝工业概述由于铝和它的各种优异的特性，以及它的资源量非常大，从它诞生到现在，它的发展速度非常快。

一年全球铝材的生产总量是万吨，而在21世纪中叶，铝的产量已超越了铜，成为全球最大的有色金属之一。

冰晶石一氧化铝工艺是当前国内唯一的一种工艺，因为每次电解铝的用量都接近氧化铝，所以在我国的发展中，氧化铝的产量相对快速增长。

根据使用的不同，氧化铝粉又可以分成两类：一种是冶炼型的，另一种是不含冶炼型的。

冶炼用氧化铝是一种利用熔融电解技术来制备电解铝土矿的氧化铝，其中冶金用的氧化铝是一种主要的冶炼用氧化铝。

在电子、精密陶瓷和军工等许多高科技行业中，有许多种类的氧化铝产品。

世界上首家使用拜耳工艺的氧化铝工厂，从1894年开始，每天的产能只有1 T，近百年来，由于技术的发展和对氧化铝的需求量的增长，使我国的氧化铝产业迅速发展。

其原因是：公司的产能在持续扩张，生产技术的进步，能源和人力资源的大量减少，使得1 T氧化铝的总能量从50 GJ的30 GJ下降到了现在的9GJ-12 GJ。

7冶金冶炼M etallurgical smelting拜耳法氧化铝生产中水解损失问题研究卢智勇（遵义铝业股份有限公司氧化铝厂，贵州　遵义　５６３０００）摘 要：在氧化铝的生产过程中，进行赤泥的分离与洗涤的工序，其主要的作用是把铝酸钠液体中所含有的赤泥进行分离，随后进入热水的洗涤过程，基于此，铝酸钠液体会出现水解的情况，在这种情况的作用下会出现氧化铝的损失，从而严重影响氧化铝的回收率。

本文根据上述情况，对赤泥的洗涤进行了有效的控制，减少了氧化铝的损失。

根据氧化铝生产工艺，采取了提升沉降槽的温度、控制沉降槽的存量、赤泥的厚度以及提升赤泥的洗涤效率等，进而达到减少氧化铝生产过程中赤泥的分离与洗涤工序过程中出现的氧化铝损失，最终达到降低生产成本的目的。

关键词：氧化铝生产工艺；赤泥分离；洗涤工艺中图分类号：ＴＱ１３３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２３－０００７－３Research on Hydrolysis Loss in Bayer Process Alumina ProductionLU Zhi-yong（Ｚｕｎｙｉ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｏｘｉｄｅ　Ｐｌａｎｔ，Ｚｕｎｙｉ　５６３０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ，　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ　ｉｓ　ｔｏ　ｓｅｐａｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｒｅｄ　ｍｕｄ　ｃｏｎｔａｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｄｉｕｍ　ａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｌｉｑｕｉｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｅｎｔｅｒ　ｔｈｅ　ｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ，　ｔｈｅ　ｓｏｄｉｕｍ　ａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｗｉｌｌ　ｕｎｄｅｒｇｏ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ，　ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ａｎｄ　ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｂｏｖｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｓ　ｔｈｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ．　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｔａｋｅｎ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｔｔｌｉｎｇ　ｔａｎｋ，　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｓｔｏｃｋ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｔｔｌｉｎｇ　ｔａｎｋ，　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ，　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ，　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｍｕｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ａｎｄ　ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｇｏａｌ　ｏｆ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔｓ．Keywords: ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ；　Ｒｅｄ　ｍｕｄ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；　Ｗａｓｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ收稿日期：２０２３－１０作者简介：卢智勇，生于１９７５年，男，汉族，工程硕士，中级工程师证，研究方向：氧化铝生产管理。

溶出添加石灰的作用摘要拜耳法溶出矿石时，增加石灰添加量，溶出赤泥N/S降低。

石灰添加量大于矿石量的12%时，溶出赤泥N/S下降变缓。

石灰添加量为矿石量的16%时，溶出赤泥N/S降至0.25左右。

考虑石灰费用和赤泥量，宜取最佳石灰添加量为12%。

此时，溶出赤泥N/S可达0.31，溶出赤泥A/S在1.19以下，氧化铝溶出率可达82.94%，其沉降速度，压缩性能及浮游物均能达到生产要求。

石灰添加量在8%—10%时，氧化铝相对溶出率最高，达97%左右。

本文通过对石灰添加量的讨论，找出最佳的添加量，为提高氧化铝溶出率提供有利的依据。

关键词：拜耳法溶出；一水硬铝石；石灰添加量；赤泥A/S;赤泥N/S第1章石灰在氧化铝生产中的作用在拜耳法处理一水硬铝石铝土矿时，需要加入一定量石灰，以消除二氧化钛的有害作用，提高氧化铝溶出率。

近年来的研究表明，添加石灰可加速一水硬铝石型铝土矿的溶出，降低铝土矿溶出的碱耗。

但是，当石灰添加量超过某一限度时，生成许多水化石榴石，氧化铝溶出率反而下降，可见，存在一最佳石灰添加量。

事实证明，一水硬铝石型铝土矿添加石灰溶出速度和溶出率。

1.1溶出一水硬铝石型铝土矿添加石灰的意义1933年，前苏联学者首先发现，溶出一水硬铝石型铝土矿必须添加石灰。

这一重大发现，已在工业上得到普遍应用。

由于添加石灰不仅使一水硬铝石的溶出容易进行，使氧化铝的溶出率提高，而且在处理一水软铝石型铝土矿和三水铝石型铝土矿时，也普遍添加少量石灰。

事实证明，一水硬铝石矿，一水软铝石型铝土矿和三水铝石型铝土矿添加石灰溶出，都增大其溶出速度和溶出率。

1.2拜耳法高压溶出过程添加CaO的作用1.2.1消除铝土矿中Tio2不良影响，避免了钛酸钠的生成Ca0和Tio2生成几种化合物，石灰多时生成钛水化石榴石Ca0·(Al2O3·Tio2)·x(Tio2·Sio2)·(6—2x)H20。