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拜耳法氧化铝生产中的有机物（大全）第一篇：拜耳法氧化铝生产中的有机物（大全）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1 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。
拜耳法溶出降低赤泥钠硅比的研究发表时间:2012-06-18内容来源:冶金机械我国一水硬铝石矿的拜耳法溶出是采取添加石灰的溶出制度。
铝土矿中的含硅矿物是碱法生产氧化铝中最有害的物质，在溶出条件下，SiO会与铝酸钠母液发生一系列复杂的化学反应生成钠硅渣水合铝硅酸钠和水化石榴石水合铝硅酸钙，最终随赤泥外排。
其中，钠硅渣的生成是造成溶出过程中氧化钠损失的主要原因，不仅使生产成本增加，同时对环境保护也提出了挑战。
赤泥碱耗一般用赤泥钠硅比来定量表征，如何降低赤泥钠硅比碱耗已经成为拜耳法氧化铝生产中一个十分迫切的课题。
因此，系统研究铝土矿类型、母液成分、溶出制度对钠硅渣生成的影响规律以及钠硅渣与水合铝硅酸钙相互转化的规律对于生产中降低赤泥钠硅比具有十分重要的意义。
钠硅渣和水化石榴石的组成和结构是随着反应条件的变化而变化，而且在适宜条件下可以相互转化。
通过对钠硅渣和水化石榴石在铝酸钠溶液中的反应行为和稳定性进行热力学计算和分析，明确了其相互转化的规律。
结合热力学的理论指导，实验进一步研究了矿石类型、溶出制度、母液成分对赤泥钠硅比的影响规律以及溶出液中SiO平衡浓度。
热力学研究结果表明：水化石榴石在低温下为稳定物相，而钠硅渣在高温下为稳定物相，随着温度的升高，低饱和系数的水化石榴石均可能转化为钠硅渣；水化石榴石在苛性碱溶液中的稳定性要好于碳酸钠；无论是在苛性碱溶液中，还是在碳酸钠溶液中，水化石榴石的二氧化硅饱和系数越大，其稳定性越好。
而实验研究表明：矿石的类型和粒度、母液中碱浓度和有机物浓度对溶出赤泥钠硅比影响很小；母液中过多的NaCl、NaCO和NaSO会显著增加溶出赤泥钠硅比；溶出时间的延长、石灰添加量的增加、循环母液中KO浓度的升高都将有利于降低赤泥钠硅比..……。
拜耳法高温溶出工艺实验研究杨红英;和晓才;于占良;崔涛【摘要】针对我国铝土矿高硅高铝,溶出困难的特点,着重研究碱法即拜耳法高温溶出铝土矿制备铝酸钠溶液的工艺过程.分别选用某铝厂母液和碱溶液浸出铝土矿,改变苛性碱浓度、温度、时间、液固比和矿石粒度,分析各因素对铝土矿中Al2 O3的溶出率的影响,从而得到最佳的溶出条件.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】6页(P61-66)【关键词】铝土矿;拜耳法;高温溶出;影响因素【作者】杨红英;和晓才;于占良;崔涛【作者单位】昆明有色冶金设计研究院股份公司,云南昆明650051;昆明冶金研究院,云南昆明650031;昆明冶金研究院,云南昆明650031;昆明冶金研究院,云南昆明650031【正文语种】中文【中图分类】TF821铝土矿是目前氧化铝生产中最主要的矿石资源，世界上99%以上的氧化铝是用铝土矿为原料生产的。
铝土矿中氧化铝的含量变化很大，高的可达70%以上，低的在40%以下。
铝土矿中的氧化铝主要以一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石状态存在。
铝土矿组成复杂，化学成分变化很大，主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2，还含有少量的MgO、CaO、硫化物；微量的钒、磷、镓、铬等十几至二十种元素的化合物。
铝土矿中伴生的金属元素如镓、钒等也有很高的利用价值。
目前，我国主要从铝生产过程中回收镓，并且有了成熟的回收方法；钒主要来源于钒钛磁铁矿，从铝土矿中提取钒目前正在研究阶段[1-6]。
从铝矿或其它含铝原料中提炼氧化铝的方法有很多种，但由于技术上和经济上等多种原因限制，目前只有少数几种方法用于工业生产。
由于氧化铝的两属性，矿石中氧化铝既可以用酸性溶液也可以用碱性溶液将其溶出。
氧化铝的生产方法大致可分为酸法、碱法、酸碱联合法与热法。
在工业上应用较多的基本是碱法[7-12]。
国外主要采用拜耳法生产氧化铝，其原料普遍以三水铝石和一水软铝石为主。
拜耳法石灰添加的作用-图文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)·某(Tio2·Sio2)·(6—2某)H20。
氧化铝生产过程结疤的清除摘要：氧化铝生产结疤导致管道堵塞，使换热器的传热系数严重降低，降低设备产能，增加能耗，清理结疤既要花费大量的人力、物力、和财力。
本文分析了结疤对氧化铝生产的危害及影响因素，提出了主要生产环节有效清除结疤的方法和防止结疤生成的措施。
关键词：氧化铝结疤危害清除1前言制约氧化铝行生产设备产能和效率的一个重要因素就是生产过程中各个环节的结疤。
结疤厚度达到1mm，所需热交换面积将增加一倍。
而且结疤成分复杂并具有一定的硬度，难以清理，有些设备比如溶出管道、蒸发器等清理费用高，而且会降低设备的寿命。
因此，我国氧化铝生产过程的结疤是一个不可忽视的问题。
2 结疤对生产的危害2.1结疤对生产的危害根据结疤的来源及其物理化学性质不同，可将结疤的矿物成份分为四大类：（1）因溶液分解而产生，以Al（OH）3为主；（2）由溶液脱硅以及铝土矿与溶液间反应而产生，如钠硅渣、水化石榴石等；（3）因铝土矿中含钛矿物在拜耳法高温溶出过程中与添加剂及溶液反应而生成。
主要为钛酸钙和羟基钛酸钙；（4）除上述三种以外的结疤成份，如一水硬铝石、铁矿物（铝针铁矿、赤铁矿、磁铁矿）、磷酸盐、含镁矿物、氟化物、及草酸盐等。
这类结疤相对较少。
结疤的危害主要有三个方面：（1）结疤使热交换设备的传热系数急剧下降，使得热能得不到有效利用，增加了能耗。
据文献报导，当结疤厚度达1mm时，所需热交换面积将增加一倍。
（2）结疤使设备的有效容积缩小，使设备生产的效率降低，设备产能降低。
（3）清理结疤需要大量人力、物力。
3结疤产生的主要影响因素3.1温度影响我国一水硬铝石型铝土矿溶出时，结疤物质与温度的关系是：170℃以下：主要结疤物质是钙霞石、水镁石，次要的是水合铝硅酸镁、钙钛矿；160～240℃：主要结疤物质是水镁石、羟基钛酸钙，次要的是水合铝硅酸镁、钙钛矿、钙霞石；220℃（240℃）以上，结疤较严重。
主要结疤物质是钙钛矿，次要的是钙霞石、水合铝硅酸镁。
添加石灰对拜尔法溶出的影响的开题报告石灰是一种常用的土壤改良剂，可影响土壤物理、化学及生物性质。
拜尔法是一种环境样品中溶出重金属的重要方法，研究石灰对拜尔法溶出的影响具有一定的理论和现实意义。
本文旨在探讨添加石灰对拜尔法溶出的影响。
一、研究背景及意义随着现代化进程的加速，工业、化工、冶金等各种生产活动的发展，使环境污染日益严重。
重金属是环境中的一种污染物，对人类健康及生态系统造成的危害越来越引起人们的关注。
拜尔法是目前用于分析土壤、固体废弃物等样品中溶出重金属的标准方法之一。
而添加石灰是土壤酸化纠正和土壤改良的重要方法。
因此，研究石灰对拜尔法溶出的影响，可以为探索环境样品中重金属污染的治理和修复提供一定的理论和实践基础。
二、研究现状石灰对拜尔法溶出的影响已有一些研究报道。
Chen等(2016)研究了不同石灰用量对水稻土中Cd和Pb的拜尔法溶出量的影响，结果表明石灰的加入可以降低Cd和Pb的拜尔法溶出量。
Ren等(2018)研究了石灰和粉煤灰对三种重金属(Cd、Cu、Pb)在弱酸性土壤中的拜尔法溶出的影响，结果表明石灰和粉煤灰可以减少Cd、Cu、Pb的拜尔法溶出量，其中石灰的作用效果更为明显。
Mitra等(2020)研究了石灰和有机肥对废旧电池堆填土中重金属溶出的影响，结果表明石灰和有机肥可显著降低重金属的拜尔法溶出量。
三、研究内容和方法本研究拟采用实验室模拟的方法，通过对土壤样品添加不同量的石灰，测试拜尔法溶出中一些重金属物质，如Cd、Cu、Pb等的含量，并比较添加石灰前后重金属物质含量的变化。
具体研究方法如下：1.实验对象：3种不同来源的土壤样品；2.实验方案：将每个土壤样品分别设置4个处理组，分别为(1)添加0%石灰(no-L)、(2)添加5%石灰(L-5%)、(3)添加10%石灰(L-10%)、(4)添加15%石灰(L-15%)，每组设置3个重复；3.实验操作：将上述土壤样品加水充分混合，制成水浸样；将加入不同石灰的土壤样品于恒温振荡器内充分震荡；采用标准的拜尔法分析方法，分析重金属含量；4.数据统计及分析：对每个处理组的实验结果进行统计和分析，对不同处理组的结果进行比较，探讨石灰添加量与重金属物质含量之间的相关性。
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。
拜耳法强化铁矿物的转换（提高温度；添加石灰）钛矿物的行为：导致Na2O损失膜的形成包裹铝矿石表面，降低溶出率结垢，降低传热效率措施：添加石灰使之形成钙钛矿（perovskite) CaO·TiO2羟基钛酸钙(kassite) CaTi2O4(OH)2CaO与铝酸钠溶液的作用水合铝酸钙水化石榴石石灰拜耳法同时降低赤泥中铝硅比和钠硅比不现实1.提高Al2O3溶出速率消除钛酸钠膜的危害消除水合铝硅酸钠的包覆作用铝矿物和碱溶液反应时，先转换为过渡态活性配合物，CaO参与时，降低了该过程活化能促进类质同晶形态存在的Al2O3充分溶出2.促进针铁矿转变加速针铁矿转变为赤铁矿的机理可能类似与加速铝矿物溶出提高温度，加速脱水转变母液中的钠盐，尤其是Na2SO4，也可加速针铁矿的转变3.减少碱的损耗使赤泥中的方钠石转变为钙霞石或黝方石，减少附加盐中NaOH和Na[AlOH]4，且后两者中的钠更易被CaO置换形成水化石榴石时，一部分SiO2不以钠硅渣形式进入赤泥，但由于水化石榴石与钠硅渣的平衡，尤其是冷却过程形成的水化石榴石x小，铝损失增大使钛酸钠变为钛酸钙类化合物4.清除杂质形成相应钙盐，脱除钒酸根、铬酸根、氟离子等杂质水化石榴石溶解度远低于钠硅渣，有利于提高硅量指数吸附有机物等其它杂质，减少其积累5. 改善赤泥沉降性能促进针铁矿转变促进方钠石转变为钙霞石减少赤泥比表面溶剂化趋势（我们的研究）：石灰石<赤铁矿<针铁矿<钛酸钙<水合铝硅酸钠<硅酸二钙<水化石榴石结晶渣苛化石灰法：Na2CO3+Ca(OH)2+aq=2NaOH+CaCO3+aq拜耳法特点：能耗低产品质量好但铝硅分离时，全部SiO2以(钠硅渣+水化石榴石)外排，导致铝和碱损失大：A/S~1.4，N/S 0.3~0.5不宜用于处理低铝硅比矿石烧结法烧结法特点：能耗高产品质量相对较差但铝硅分离时，大部分SiO2以硅酸钙形成外排，理论上不损失铝和碱，实际上：A/S~0.4，N/S ~0.1石灰熔炼法(Pederson)基础优点：原料丰富；不需要配碱；熟料和炉渣自粉化，溶出渣可经济用于水泥生产缺点：烧结温度高；熟料及溶出液Al2O3浓度低、物料流量大；泥渣易变性SiO2的行为熟料烧结过程Na2O·Al2O3·2SiO2与CaO反应可能生成的化合物有：1）CaO·SiO熟料烧结过程Na2O·Al2O3·2SiO2与CaO反应可能生成的化合物有：1）CaO·SiO2；2）2CaO·SiO2；3）3CaO·SiO2；4）3CaO·2SiO22；2）2CaO·SiO2；3）3CaO·SiO2；4）3CaO·2SiO2Fe2O3的行为形成条件：配碱不足、配钙过量先生成2Ca O·Fe2O3，配钙不足时：2Ca O·Fe2O3 +Fe2O3→Ca O·Fe2O3铁含量过高，配钙充足时？：2C2F+NA →C4AF+NF （ Al2O3↓）铁含量过高，配钙不足时：F+NA →Na2O ·11(Al,Fe)2O3（ Al2O3↓， Na2O↓）铁钙化合物的形成条件形成条件：配碱不足、配钙过量先生成2Ca O·Fe2O3，配钙不足时：2Ca O·Fe2O3 +Fe2O3→Ca O·Fe2O3铁含量过高，配钙充足时？：2C2F+NA →C4AF+NF （ Al2O3↓）铁含量过高，配钙不足时：F+NA →Na2O ·11(Al,Fe)2O3（ Al2O3↓， Na2O↓）TiO2的行为TiO2在烧结过程的最终产物是钙钛矿，不再参与反应；MgO的行为当碱和石灰配量不足时, 在熟料中可能生成尖晶石(MgO·Al2O3)和堇青石(2MgO·Al2O3·5SiO2)当石灰中MgO<6%时, 烧结过程无变化当石灰中MgO>7%时, MgO和C2S相互作用生成镁蔷薇辉石(C3MS2)和CaO, 但在1200℃的高温下对熟料无影响硫的危害形成Na2SO4而损失碱(3.4 kg-Na2CO3/kg-S)Na2SO4 (Tm 884℃) 与Na2CO3低熔点共晶(826℃):降低Na2CO3活度阻碍CaO参与反应烧结带后部形成后结圈, 冷却机内或入口处凝结增大物料流量、增加燃料消耗影响蒸发作业硫危害的防治限制S的来源：煤中S<1%, 铝土矿中S<0.7%生料掺煤:Na2SO4+C=Na2SO3+CONa2SO4+2C=Na2S+2CO2Na2SO3+Al2O3=Na2O·Al2O3+SO2 ↑FeO+ Na2S=FeS+Na2O (熟料中以FeS为主，<2%)Na2SO4+CaCO3+4C= Na2CO3+CaS+4CONa2S+2FeS= 2FeS ·Na2S (溶出时进入溶液）在分解带还原，在烧成带和冷却带又被氧化，造成窑尾废气温度高、热耗大。
