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拜耳法中石灰添加量对氧化铝溶出率的影响 (2)

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% 12. 5
8. 75
11. 8
22. 75 44. 2
1. 2 石 灰 取自生产现场 。有效 CaO 81. 5 %
1. 3 溶出用母液
表 3 溶出用母液组成
母液浓度 g/ L
Na2OT Na2O K
Al2 O3
Na2 OC
αK
252. 11 221. 48 101. 23 30. 63 3. 59
2000 ,4 (3) :107～109
(收稿日期 2004 - 01 - 04)
作者简介 胡明进 ,青岛大学化工学院 2001 级在读研究生 。
Synthesis of Aminomethylphosphonic Acid by NH4Cl
Hu M i ngji n Chang Zhi w ei Di ng Y u ny u n (College of Chemical Engineering ,Qingdao U niversity ,Qingdao 266071)
添加石灰 ,改善一水硬铝石 、铝矿铁矿等矿物溶 出性能 ,其机理一般认为 ,是吸附在含 Al2O3 矿物表 面的石灰活化作用的结果 。即加入氧化钙生成氢氧 化钙 ,其催化作用可认为是水分子的水合作用被氢 氧化钙分子的水合作用所代替 (M —铝或铁原子) 。
(MOO H) n + Ca (O H) 2 CaM (O H) 3 + (MOO H) n - 1 生成的介稳铝酸盐或亚铁酸钙被碱液分解 :
90
250 221. 48
16. 2
3 实验结果
实验结果见表 5 。
表 5 溶出结果
实
赤 泥 成 分 Wt %
验
号 Al2O3 CaO
SiO2
TiO2 Fe2O3 Na2O MgO
K2 O
CO2
氧化
铝溶
出率
ST
灼减 ηA %
1 29. 14 13. 6 15. 58 9. 70 2 26. 50 18. 45 15. 06 8. 82 3 25. 83 26. 20 19. 72 9. 65 4 28. 35 28. 12 15. 24 7. 58 5 28. 63 2736 14. 91 9. 06 6 28. 69 29. 54 14. 27 7. 62
Fe1 - xAlOO H + NaO H = Fe2O3 + xNaAl (O H) 4 对于铝针铁矿的铝土矿来说 ,结合成铝针铁矿
的 Fe (Al) OO H 的 Al2O3 溶出 ,可以补偿水化石榴造 成的 Al2O3 损失 ,从而提高了氧化铝的溶出率 。 4. 3 添加石灰有进一步脱硅除磷作用
参考文献 1 陈寿军. 除草剂草甘膦合成新方法 [J ] . 农药译丛 ,1988 ,
10 (5) :42～44 2 陈 云. 合成草甘膦中间体氨基甲基膦酸的新方法 [J ] .
湖北化工 ,2000 ,18 (3) :41～42 3 李春新. 氨基三甲叉膦酸生产新工艺研究 [J ] . 甘肃化工 ,
(下转 16 页)
·16 ·
贵州化工 Guizhou Chemical Industry
2004 年 2 月 第 29 卷第 1 期
佳反应时间为 2. 5h 。
4 结 论
以亚磷酸 、甲醛 、氯化铵为原料合成氨基甲基膦 酸的最佳工艺条件是 : N H4Cl∶H3 PO4∶HCHO = 0. 51 ∶0. 50∶0. 52 (摩尔比) ,反应在回流下进行 ,反应时间 为 2. 5h ,产率达 78 %。以 ( N H4) 2CO3 [3 ]替代 N H4Cl 同样收到了满意的结果 。该方法未见文献报道 ,且 操作简单 ,成本低廉 ,具有广阔的应用前景 。
摘 要 在拜耳法高压溶出过程中 ,添加石灰可以改善氧化铝溶出的工艺过程 ,石灰添加量对氧化铝溶出率 影响极大 ;最佳的石灰添加量可以获得较好的溶出效果 。
关键词 拜耳法 石灰添加量 氧化铝溶出率 中图分类号 TF802 文献标识码 B 文章编号 1008 - 9411 (2004) 01 - 0008 - 02
3. 70 4. 25 3. 08 3. 52 3. 15 3. 30
11. 30 11. 82 8. 12 8. 05 7. 31 5. 78
0. 83 0. 45 0. 42 0. 48 0. 32 0. 37
0. 16 0. 12 0. 10 0. 08 0. 09 0. 10
1. 62 2. 10 2. 21 2. 05 1. 80 1. 63
1 实验原料和条件
1. 1 铝土矿
表 1 铝土矿化学成分
成分 Al2O3 TiO2 SiO2 Fe2O3 Na2O T CaO 灼减 A/ S
% 71. 34 3. 26 6. 58 1. 65 0. 77 0. 1 14. 32 10. 84
铝矿粒度组成
表 2 综合铝矿样粒度组成
网目 + 100 - 110～ + 130 - 130～ + 160 - 160～ + 200 - 220
根据铝酸钠溶液中 Al2O3 和 SiO2 平衡浓度的 关系 ,在高压溶出过程中添加石灰可起到进一步的 脱硅作用 ,改善溶出工艺过程 ; P2O5 与碱液在溶出 过程中能生成溶解性能好的 Na3 PO4 , 铝土矿溶出 时 ,所含 P2O5 约有 1/ 3～2/ 3 进入溶液 ,生成的磷酸 钠在溶液中 ,当温度稍有降低时 ,便结晶析出 ,从而 影响产品质量 ,并堵塞管道 ,严重影响溶出工艺过 程 。溶出时添加石灰 ,便可使 P2O5 成为难溶的磷酸 钙转入赤泥 。 4. 4 添加石灰可促进赤泥的有利相变 ,提高 Al2O3 溶出率
3Ca·Al2O3·6 H2O + xNa2 SiO3 + aq = 3CaO·Al2O3·xSiO2·yH2O + 2xNaO H + aq 4. 2 添加石灰能使含铝针铁转化 ,提高氧化铝溶出 率 我国一水硬铝石在矿中 ,还有一种含铝针铁矿 , 在溶出温度下 ,由于添加石灰的催化作用增加 ,而且 加快针铁矿向赤铁矿的转化过程 。
CaAl (O H) 3 + H2O·O H - = Ca (O H) 2 + Al (O H) 4 2[ CaO·Fe (O H) 3 ] = 2Ca (O H) 2 + Fe2O3 + H2O
结果生成铝酸钠溶液和赤铁矿 ,氢氧化钙再生 。氢 氧化钙之所以能起催化作用 ,因为随氢氧化钙的参 加生成活化络合物 ,它在很大程度上补偿了生成活 化络合物的键断裂能 。其催化作用 ,还随温度的升 高 ,催化反应速度加快 。
Abstract :Aminomet hylp hosp honic acid is synt hesized by using t he following material H3 PO4 , N H4Cl and HCHO. The influences of t he ratio of material ,reaction temperat ure and time on t he yield are also st udied ,due to easier operation ,lower cost and accessible material ,it is an valuable production wit h promising f ut ure.
Key words :Aminomet hylp hosp honic acid ,synt hesis ,Mannich
(上接 7 页)
作者简介 伍发元 (1979 - ) ,男 ,2001 年毕业于武汉水利电力大学
0. 08 0. 13 0. 10 0. 10 0. 09 0. 10
15. 23 16. 48 15. 36 17. 42 16. 83 16. 70
82. 75 83. 76 87. 91 82. 84 82. 28 81. 45
第202094卷年第2
月 1期
项 阳等 :拜耳法中石灰添加量对氧化铝溶出率的影响
铝土矿溶出过程添加石灰 ,促进一水硬铝石的 溶解作用 ,还表现在高压溶出时 ,消除 TiO2 的危害 , 使 TiO2 结合成钛酸钙晶体 (钙钛矿 、羟基钛酸钙) , 是防止钛酸钠包裹层的主要工艺措施 。
此外 ,添加石灰 ,生成水化石榴石 ,起到溶出过 程的强化作用 ,在 200 ℃以上的温度下 ,溶出一水硬 铝石过程 3CaO·Al2O3·6 H2O 是不稳定化合物 ,存在 于溶出液的硅酸根离子 ,很易与含水铝酸钙结合 ,生 成水化石榴石 ,其稳定性强 ,它比钠硅渣更易脱离矿 粒表面 ,从而起到溶出过程的强化作用 ,提高氧化铝 的溶出率 。
高压溶出过程中所形成的相变矿物 ,方钠石 、钙 霞石 、水化石榴石 、钙钛矿 、赤铁矿等相 ,是随温度升 高 ,铝酸钠溶液中 SiO2 的浓度及溶出过程石灰添加 量的增加而变化的 ,在生产条件下 ,这些相也有同时 生成和存在的可能性 ,这主要取决于溶出过程的动 力学因素 。其生成速度及稳定性随溶出过程条件的 不同而变化 。
·9 ·
4 实验结果讨论与分析
实验结果表明 ,拜耳法高压溶出一水硬铝石过 程中 ,石灰是一种良好的添加剂 ,而选择最佳的石灰 添加量 ,又是获得较好的溶出效果的前提条件 。 4. 1 添加石灰能促进一水硬铝石的溶解
一水硬铝石其晶格能较大 ,一般情况下溶出性 能差 ,加上铝矿组成是一个多成分的混合复杂矿体 , 其中一些杂质成分 ,也影响铝矿溶出过程的顺利进 行。
2 实验条件
实验号
1 2 3 4 5 6
表 4 实验条件
溶出条件 时间 min 温度 N K (g/ L) 石灰添加量 ( %)
90
250 221. 48
4. 5
90

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生产物料平衡试题

生产物料平衡试题

物料平衡与热平衡试题一、填空题：1．进行物料平衡计算常用的方法是代数法和试算法代数法并用，正确的物料平衡表必须纵向与横向都达到平衡。

2．我厂高压溶出采用的是蒸汽直接加热的溶出方式，管道化采用的是间接加热的溶出方式，这是造成它们能耗差别的主要原因。

3．降低高压溶出汽耗的主要途径是：提高预热温度、及时清洗，减轻结疤，提高传热系数，降低热损失、提高乏汽利用率、减少机组开停次数等。

4．降低氢氧化铝焙烧窑油耗的主要措施有：降低来料氢氧化铝水份、提高入窑空气和燃料的温度、控制适当的空气过剩系数、降低出窑（炉）废气温度、保证较高的重油质量。

5．降低蒸发汽耗的途径有两条，一是降低蒸发每吨水的蒸汽消耗（即降低汽水比），可以采取的措施是选择高效的蒸发设备、增加作业级数、采用合理的流程、合理利用二次蒸汽等；二是减少每吨产品氧化铝的蒸发水量，可以采取的措施是减少每吨产品氧化铝所需要的循环母液量（配碱量要合理）、提高精液浓度、减少进入流程中的水量等。

二、选择题：1．在氧化铝生产中，进行拜耳法配料时，需要配入一定量的CaO，其目的是为了消除 C 的危害。

A．Fe2O3B．SiO2 C．TiO2D．SO32．与高压溶出相比，管道化溶出的主要优点是B 。

A．维护方便B．能耗低C．操作简单D．运转周期长3．Al2O3与Na2O、Al2O3与Al(OH)3的分子量比值分别是 A 。

A．1.645，1.53 B．1.645，0.654C．0.608，1.53 D．0.608，0.654 4．在拜耳法配碱时，需要考虑三部分的碱量，下面四个选项中B是错误的。

A．母液自身结合的苛性碱B．进入溶液的SiO2结合的化学碱C．从矿石中溶出的Al2O3与赤泥中的SiO2结合的化学碱D．在溶出过程中由于反苛化反应损失的苛性碱5．常用来表示氧化铝生产能耗的单位是D 。

A．m3/吨-氧化铝B．吨/吨-氧化铝C．公斤/吨-氧化铝D．公斤标煤/吨-氧化铝三、判断题：1．高压溶出的溶出温度为248℃，管道化溶出的溶出温度为280℃，由于管道化的溶出温度比较高，所以管道化溶出的能耗要高于高压能耗。

选精矿预热过程中结垢规律的研究

选精矿预热过程中结垢规律的研究

中南大学本科毕业论文题目选精矿预热过程中结垢规律的研究学生姓名伍依爱专业班级冶金0606指导老师李小斌，刘桂华学院冶金学院完成时间2011年6月摘要本文通过一系列实验和数据探讨铝土矿的溶出条件和溶出率，以及在这个过程中的硅的反应行为，以此获得选精矿在预热过程中的结垢规律。

主要研究结果如下：（1）将石灰化灰了再添加进去的话，溶出率将比直接加干石灰要高。

（2）化灰了的石灰添加量与溶出率成正比关系，干石灰成反比关系。

（3）添加剂DPSN的效果要比PG-20效果要好。

（4）Na2CO3第一章文献综述我国有23亿吨铝土矿，80%为中低品位铝土矿。

为满足拜耳法生产氧化铝对高品位铝土矿的要求，有的氧化铝企业采用选矿的方法以提高矿石品位。

由于选精矿和原矿中矿物形态不同，铝土矿在矿浆预热过程中反应规律不同，造成结垢速率明显不同。

目前，选精矿在矿浆预热过程中结垢明显快于原矿，造成氧化铝生产组织十分苦难你，单国内外没有研究报告和相关处理方案，因而研究选精矿预热过程中结垢规律十份迫切。

铝土矿溶出是氧化铝生产的关键环节和核心工序，目的是使铝土矿中的氧化铝充分溶解进入铝酸钠溶液，所以铝土矿的溶出过程是提高氧化铝回收率、降低生产成本的关键。

我国的铝土矿资源主要为一水硬铝石，其具有高铝、高硅、低铁的特点，以中低品位铝土矿为主，高品位矿较少。

由于我国矿石资源与世界上大部分国家有很大的差别．因此决定了我国的氧化铝溶出工艺与国外三水铝石的溶出工艺有着很大的差异。

1我国氧化铝溶出工艺现状及特点我国目前采用的高压溶出技术主要有：管道预热、压煮器间接加热溶出技术，全管道间接加热溶出技术以及双流法溶出技术。

其中山西铝厂和平果铝厂等引进了法国彼施涅铝业公司的“管道预热、压煮器间接加热溶出技术”：郑州铝厂引进了德国V AW公司的“管道化间接加热溶出技术”。

现已发展成为“全管道预热、熔盐加热停留罐溶出技术”：中州铝厂采用“双流法溶出技术”。

1．1管道预热、压煮器间接加热溶出技术1．1．1工艺概述管道预热、压煮器间接加热溶出技术提高了各类矿石的溶出温度。

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究

降低拜耳法生产氧化铝溶出过程碱耗的研究

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。

国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析

国内外铝土矿拜耳法氧化铝溶出对比分析

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。